加氢工艺原理及加氢的化学反应.doc

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1、加氢工艺原理及加氢的化学反应工艺原理及加氢的化学反应1.2.1 加氢精制采用固定床催化工艺，在适当的温度、压力、氢油比和空速条件下，原料油和氢气在催化剂的作用下进行反应，使油品中的杂质，即硫、氮、氧化物以及重金属杂质转化成为相应的烃类及易于除去的 H2S、NH3和 H2O 而脱除，金属则被截留在催化剂中，同时，一部分不饱和烃(包括芳烃)得到加氢饱和，从而改进了油品的质量，生产出安定性、燃烧性都较好的优质产品。1.2.2加氢精制中的化学反应加氢精制中的化学反应石油馏分是由多种烃类和非烃类组成的复杂混合物。因此，在加氢精制过程中，会有多种反应发生，但主要有以下几种反应发生:1.含硫化合物的加氢脱硫

2、反应原料油中的含硫化合物主要是:硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩等，在加氢的条件下，它们转化为相应的烃类和硫化氢，从而把硫除去。(1) 硫醇:RSH+H2RH+ H2S(2) 硫醚: RSR+ H2RSH+RHRSH+ H2 RH+ H2S(3) 二硫化物:RSSR+ H2 2RSH2RSH+H2 2RH+H2S(4) 噻吩: + H2 C4H9SH C4H10 + H2SS S (5) 苯并噻吩:C2H5+ H2 + H2SS S 2.含氮化合物的加氢脱氮反应原料油中的氮化合物大部分是以环状化合物存在，如吡啶类和喹啉类等。在加氢条件下，它们转化为相应的烃类和氨(1) 吡啶:+ H2 CH3(CH2

3、)4NH2 C5H12+NH3N NH(2) 喹啉: C3H7N + H2 NH2 C3H7 + NH3 C2H5N + H2 CH3 + NH3(3) 吡咯: + H2 C4H9NH2 C4H10 + NH3N N3.含氧化合物的加氢反应石油馏分中含氧化合物的含量很少，主要类型是环烷酸，在焦化汽柴油中含有酚类。一般含氧化合物很容易进行加氢反应生成水和烃。(1)苯酚及其同系物，如:OH+ H2 + H2O(2)环烷酸:COOH CH3R + H2 R + 2H2O4.烯烃饱和反应烯烃的加氢速度很快，二烯烃加氢速度比单烯烃快，原料油中的烯烃在加氢精制条件下得到饱和，生成烷烃(1) 单烯烃: Cn

4、H2n + H2 CnH2n+2(2) 双烯烃: CnH2n-2 + 2H2 CnH2n+25.芳烃和稠环芳烃的加氢反应+ 3H2 + 2H2 萘 四氢萘 十氢萘芳烃加氢主要是稠环芳烃部分加氢饱和。稠环芳烃的第一个芳香环的加氢反应速度比苯高，但第二第三个芳香环继续加氢时的反应速度依次急剧降低，芳香烃上带有烷基侧链会使芳香环的加氢更困难。在一般加氢条件下，单环芳烃加氢十分困难。6.轻度的加氢裂化反应当加氢精制条件适当时，加氢裂化反应较轻微，而深度加氢精制时，则加氢裂化反应很显著。C10H22 + H2 C5H12 + C5H12R + H2 + RH 在加氢精制时，加氢裂化反应是不希望的，要限制这类反应。除选用适宜的加氢催化剂外，根据实际尽可能降低反应温度。7.脱金属反应油品中的重金属有机化合物(如砷、铜、汞、铅等)在高温并有催化剂的作用下，被氢还原成重金属，然后被催化剂吸附除掉。在实际反应中，以上几种反应都以不同的速度进行，从而使产品有不同的精制效果。它们的相对速度次序大至为：脱硫脱氧烯烃加氢多环芳烃加氢脱氮单环芳烃加氢饱和加氢裂化。在加氢的反应过程中，除了上述几种反应外，还有脱卤素、聚合反应等。