加氢精制基础知识

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1、加氢精制1、加氢（也称氢化）是指在催化剂的存在下，某种化学物质与氢的加和反应，即称之为加氢反应。2、加氢技术主要是在炼厂加工过程中以石油馏分为原料的加氢反应，其又可分为加氢精制和加氢裂化两个领域。3、“加氢裂化”的概念是指通过加氢反应，使原料油中大于或等于10%以上的分子变小的一些加氢过程。如典型的高压加氢裂化、缓和加氢裂化和中压加氢改质等反应。4“加氢处理”属于加氢精制的范畴，它所指的是某些反应仍以加氢精制为主，允许有轻度的裂解，可以为下游工艺过程提供优质进料为主的反应。显然可以广义地称之为加氢精制，但为

2、了与定义的加氢精制有所区别，将此过程成为“加氢处理”，也可以把加氢处理理解为稍有些加氢裂化的加氢精制过程。5、“加氢精制”过程则是在保持原油分子骨架结构不发生变化或变化很小的情况下，将杂质脱除，以达到改善油品质量为目的的加氢反应。即“在有催化剂和氢气存在的条件下，将石油馏分中含硫、氮、氧及金属的非烃类组分加氢脱除以及烯烃、芳烃发生加氢饱和反应”。加氢精制是改善和提高石油产品质量的主要手段之一。加氢精制的主要目的是脱除油品中的硫、氮、氧等杂原子以及油品中的金属。加氢精制主要用于油品的精制，通过精制来改善油品的

3、性能；此外，加氢精制还用来处理性能较差的馏分油、重油和渣油等，以使其满足催化裂化、催化重整等工艺对原料的要求。(1)加氢精制的化学反应加氢精制的主要反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢脱金属和烯烃饱和等。①加氢脱硫。在加氢精制条件下，石油馏分中的硫化物进行氢解，转化成相应的烃和H2S，从而使硫杂原子脱除。硫醇、硫醚、二硫化物等链状硫化物宜在比较缓和的条件下进行反应，而噻吩、苯并噻吩等环状硫化物加氢脱硫比较困难，需要较为苛刻的反应条件。②加氢脱氮。石油馏分中的氮化物可分为三类：脂肪胺及芳香胺，吡啶、喹啉类

4、型的碱性杂环化合物，吡咯、茚及咔唑类型的非碱性杂环化合物。其中，脂肪胺类的反应能力最强，芳香胺（烷基苯胺）比较难反应。碱性和非碱性氮化物都不活泼，多环氮化物更是如此。③加氢脱氧。石油馏分中的含氧化合物主要是环烷酸，以及少量的脂肪酸、酯、醚和酚等，这些含氧化合物在石油馏分中的含量都非常低。在加氢精制条件下，石油馏分中的氧化物进行氢解，转化成相应的烃和水。④加氢脱金属。在加氢精制过程中，石油馏分中的金属有机化合物会发生氢解，生成的金属都沉积在催化剂的表面。⑤烯烃饱和。在加氢精制过程中，石油馏分中的大部分烯烃会与

5、氢气发生反应生产烷烃。(2)加氢精制催化剂加氢精制催化剂的种类很多，主要包括以γ－氧化铝为载体的钼酸钴、钼酸镍、钴钼镍，和以γ－氧化铝－氧化硅为载体的钼酸镍。加氢精制催化剂的活性组分主要有ⅥB族和Ⅷ族中的几种金属氧化物和硫化物，其中活性较好的有W、Mo、Co和Ni，还有贵金属Pt和Pd，这些活性金属都具有立方晶格或者六角晶格。另外，在加氢精制催化剂中还添加有增大催化剂表面积的结构型助剂和改变催化剂的电子结构、表面性质或者晶型结构的调变性助剂。一、催化剂载体的作用1、提高催化剂活性：载体的重要作用之一就是将催

6、化剂的活性物质，即活性金属物质变成微细粒子，使之高度分散在载体表面上，以增加容易成活性中心的晶格缺陷，这样就可以提高催化剂活性。通常认为表面晶格缺陷是催化剂的活性中心。此外，载体同活性金属之间的固相反应也可能形成活性中心。2、提高选择性：活性中心强度均匀化：将催化剂制成高度分散的微粒时，可以增加比表面，与此同时。表面能及晶格缺陷相应增加，从而使得催化剂微粒的粒度分布及活性中心强度变得不均匀，进而导致催化剂选择性降低。因此，用载体担承活性金属组分来控制活性组分微粒大小、分散度及粒子分布的方法，来达到提高催化剂

7、选择性的目的。调整适于反应的孔径：在合成载体时，应充分考虑欲加工原料的沸程、族组成及结构等特性，将催化剂载体孔径及孔径分布调整到与反应分子大小相适应的孔径结构，以达到提高催化剂选择性的目的。例如为适应渣油加氢处理过程需要，可将加氢脱金属催化剂载体制成具有10-14nm的粗孔，为容纳平均分子量大、拥有三维结构的沥青和具有多种杂质的渣油，提供适于内扩散的通道及反应场，以有效地提高加氢脱金属的选择性。3、延长催化剂寿命：提高耐热性：由于活性金属对热不稳定，常常诱发金属熔融导致催化剂活性迅速下降。借助于载体的微粒化

8、及其高度分散性和耐热性，可达到抑制熔融并延长催化剂寿命的目的。也可以借助选择和提高载体的导热性来延长催化剂寿命。加氢精制和加氢处理均属于放热反应。积蓄的热量会引起活性金属熔融。由于载体在催化剂组成中的份额最多，载体可以增加散热面积，它具有稀释和分散活性金属的作用。例如，加氢催化剂应用最多的活性氧化铝等，可以有效地提高催化剂的散热效率，防止或减缓因催化剂床层过热而引发的活性衰退。4、提供酸性中心在加氢精制催化剂中，