加氢工艺原理及加氢的化学反应

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1、加氢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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反应原料油中的含硫化合物主要是:硫

2、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+H2→RH+H2S(2)硫醚:RSR＇+H2→R＇SH+RHR＇SH+H2→R＇H+H2S(3)二硫化物:RSSR+H2→2RSH2RSH+H2→2RH+H2S(4)噻吩:+H2C4H9SHC4H10+H2SSS(5)苯并噻吩:C2H5+H2+H2SSS1.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:+H2CH3(CH2)4NH2C5H12+NH3NNH(2)喹啉:C3H

3、7N+H2NH2C3H7+NH3C2H5N+H2CH3+NH3(1)吡咯:+H2C4H9NH2C4H10+NH3NN3.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:COOHCH3R+H2R+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:CnH2n+H2—→CnH2n+2(2)双烯烃:CnH2n-2+2H2—→CnH2n+23.芳烃和稠环

4、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。4.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+H2C5H12+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。3.脱金属反应油品中的重金属有机化合物(如砷、铜、汞、铅

5、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。