全球清洁油品质量要求的不断提高促使炼油业格局发生改革，清洁油品质量升级已成为炼油业可持续发展的根本，加氢技术成为炼厂油品质量升级换代的关键技术，加氢催化剂的更新换代已成炼油业技术发展常态。在炼厂装置结构不断的调整过程之中，全球炼厂加氢能力的比例在不断提高。加氢工艺在炼厂中发挥的作用越来越大，重要程度在不断提高。
提高加氢能力成趋势
催化剂需求不断上升
近年来随着国内外加氢技术的迅速发展，相关研发机构越来越多，技术水平不断提高，应用范围在逐步扩大。全球加氢能力尤其是发达国家的加氢能力占其原油加工能力的比例越来越高，其中，清洁燃料标准实施水平居全球前列的欧美地区，其加氢能力占比高达70%以上，其余地区占比均在40%以下，非洲地区最低，仅为25.9%，加氢能力的提高确已成为炼油行业发展的主要趋势。
在所有增加的加氢处理能力中，汽油加氢及柴油加氢处理能力增幅最大。例如，近10年美国加氢处理能力，汽油加氢处理能力增幅最大，高达10.9%；煤油/喷气燃料及柴油增幅紧随其后，分别达到4.2%和4.9%。加氢裂化能力不断增加，加氢催化剂的需求呈现不断增长态势，主要源于两个方面：一是世界油品需求市场转向需求更多的中馏分油；二是许多重质原油需要通过加氢裂化工艺，为后续装置提供更多的中间产物和化工原料。
催化剂更新换代
紧跟油品升级标准
从清洁汽油、柴油、航空煤油到船用柴油等油品标准的不断严格，将促使加氢技术的应用范围进一步扩大，而加氢催化剂的更新换代已成为油品质量不断升级的重要保障之一。
1． 催化裂化原料加氢预处理新催化剂
催化裂化汽油是炼厂汽油的主要调合组分之一，是炼厂汽油硫含量的主要贡献者，如何降低催化裂化汽油的硫含量成为炼厂提高汽油质量的关键。催化原料油加氢预处理对于优化催化裂化装置的操作性能及提高油品性能有重大作用，脱硫能改进催化裂化产品质量，脱氮和脱金属能改善催化剂性能并减少催化剂用量，同时可减少多环芳烃含量，提高转化率。在许多实际应用中，预处理装置换用新催化剂后，在少投资或不投资的情况下便可改善操作苛刻度且对运转周期影响不大。
采用催化原料油深度加氢预处理生产超低硫汽油得到的利润主要来自以下3个方面：原料油经过深度加氢预处理后的体积增量、催化裂化装置的转化率提高和生产超低硫柴油油品。
为生产符合Tier 3规格超低硫汽油（10×10-6），Criterion催化剂公司在其已工业生产Tier 2低硫汽油（30×10-6）技术的基础上，成功开发催化原料油加氢预处理新催化剂Centera DN-3651镍钼和DC-2650钴钼催化剂，换用新催化剂后不仅降低了催化汽油硫含量，而且提高了催化裂化装置转化率。这两种催化剂一起使用特别是在压力较低的装置使用时，其加氢脱硫和脱氮性能更加突出；用于现有加氢预处理装置，在相同操作条件和很少增加装置投资情况下可生产符合Tier 3要求的超低硫汽油。
2． 加氢裂化新催化剂
加氢裂化目的是把减压瓦斯油和371℃以上的其他油（焦化重瓦斯油、减粘瓦斯油、脱沥青油、减压瓦斯油等）转化为石脑油、喷气燃料和柴油。Chevron Global Lummus公司（CLG）开发的新一代加氢裂化催化剂——择型ICR18#系列催化剂，采用优化后孔径更窄的孔道替换原孔径为1nm的USY分子筛孔道，保证了催化剂的选择性，提高了蜡含量较多的UCO（未转化油）转化为柴油的转化率。新催化剂最初在CLG公司设计的欧洲某炼厂两段循环加氢裂化装置工业应用。该装置原来使用USY分子筛催化剂，后来在第二段循环时改用择形ICR18#系列催化剂后，第二段反应速率提高25%，装置总转化率提高80%～90%，催化剂的选择性并未受到影响，装置成本和运营成本均有不同程度下降。
3. 柴油加氢处理新催化剂
标准催化剂公司开发的第二代CenteraTM钴钼-镍钼级配催化剂，与上一代催化剂DN-3630相比，在低压和中压加氢处理装置中应用Centera DN-3636镍钼催化剂，催化剂活性提高15%～20%；与上一代催化剂DC-268相比，DC-2635钴钼新催化剂在比较宽松操作条件下生产超低硫柴油时，加氢脱硫和加氢脱氮活性都得以提高。美国西得克萨斯州Alon Big Spring炼厂柴油加氢装置为了生产超低硫（8～10×10-6）柴油，在投资有限及氢气受限情况下，采用第二代钴钼（DC-2635钴钼）-镍钼（DN-3636镍钼）催化剂级配装填体系，不仅扩大了原料使用范围，在氢耗略增情况下而且降低了反应温度，同时提高了催化剂的活性和使用寿命。
4． 低成本生产高辛烷值汽油工艺
美国新气体技术合成公司（NGTS）开发的Methaforming新工艺，流程类似于加氢处理，使用一种专用沸石催化剂，可使甲醇在强放热反应中脱水释放出甲基使苯烷基化为甲苯。将甲醇注入到固定床反应器中用以平衡反应温度，优化反应。该工艺既可脱硫，也可将石脑油与甲醇转化为低苯高辛烷值汽油调合组分，同时联产氢气。与催化重整反应一样，在强吸热反应中正构烷烃和环烷烃转化为芳烃，并释放出氢气。以石脑油和甲醇（25%）为原料，在10大气压和370℃下反应得到氢气、硫化氢、C1~C4气体烃以及含硫10~30×10-6、含苯<1.3%的高辛烷值汽油调合组分。与常规催化重整工艺最大的不同是，该工艺可使含硫高达500×10-6的石脑油脱硫率达90%，而且烯烃和二烯烃的存在对催化剂寿命影响不大，催化剂活性在器内便可再生恢复。该工艺可替代石脑油脱硫、催化重整、异构化和脱苯工艺，其产品的收率和辛烷值与连续重整相当，比半再生式重整高出很多，可替代半再生重整装置，并会提高汽油收率。其最大优点是投资和运行成本都很低，1套加工能力为100万吨的新建装置，可节省净现值2.4亿美元。在装置改造成本为1500万美元时，提高产品收率的价值为8000万美元/年。改造现有石脑油加氢处理装置，主要投资是用两台较大的反应器替代现有反应器。该工艺分别用全馏分石脑油、液化气、天然汽油和裂解汽油进行了5年验证试验，现计划将一套石脑油加氢处理或重整装置低成本改造为工业示范装置。
经过多的发展，全球加氢工艺的发展已经非常成熟，目前加氢技术主要的突破是加氢催化剂的升级换代或者说开发适于不同原料的针对性更强、性能更加优越的新型催化剂。催化裂化原料预处理不仅可以为催化裂化装置提供优质原料，更可以降低催化汽油、柴油的硫含量。虽然对于整个炼厂增建催化裂化原料预处理装置会增加投资，但增建后会大幅提升后续装置油品质量，从而降低催化汽油、催化柴油后续装置处理的负荷，降低了后续装置的投入及操作成本。
高辛烷值汽油组分比例的提高是提升汽油质量的关键，在部分加氢装置降低硫含量等的同时，也降低了汽油辛烷值，因此通过新方法增加高辛烷值汽油组分，既可为炼厂多增加高辛烷值汽油组分，又可将低值甲醇转化为汽油，特别对于甲醇过剩的石化行业来说意义非凡。