《催化加氢简化》PPT课件

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1、第十一章催化加氢HydroprocessingTechnology石油加氢技术是石油产品精制、改质和重油加工的重要手段，可以反映炼油水平高低。催化加氢：是指石油馏分（包括渣油）在氢气存在下催化加工过程的通称。加氢过程按生产目的不同可划分为：加氢精制、加氢裂化、加氢处理、临氢降凝和润滑油加氢等。加氢精制（Hydro-refining）主要用于油品精制，目的是除去油品中的硫、氮、氧等杂原子及金属杂质，并对部分芳烃或烯烃加氢饱和，改善油品的使用性能，加氢精制的原料有重整原料、汽油、煤油、柴油、各种中间馏分油、重油及渣油。加氢裂

2、化（Hydro-cracking）实质上是催化加氢和催化裂化这两种反应的有机结合。按加工原料可分为馏分油加氢裂化和渣油加氢裂化两种。在化学原理上与催化裂化有许多共同之处，但又有自己的特点。与FCC比较，馏分油加氢裂化有以下特点：①原料范围更宽，特别适合加工FCC不能加工（如S、N含量、芳烃含量、金属含量高）的原料，使原油加工深度大大提高。②产品灵活性更大，可依市场需求改变操作条件从而调整生产方案。③产品收率高、质量好（辛烷值相当，安定性更好）。④反应热效应表现为放热反应。渣油加氢处理（Hydro-treating)指较重

3、的原料油在较苛刻条件下，发生一定转化反应的加氢工艺过程。包括渣油加氢脱硫，重馏分油加氢脱硫，催化裂化原料和循环油加氢预处理以及中间馏分油加氢处理等过程；深度加氢精制大多是加氢处理过程，加氢裂化和加氢处理相比，前者属于转化率高，以生产轻质油为主要目的的加氢处理过程。临氢降凝（hydro-defreezing）主要用于生产低凝柴油，采用具有选择性的分子筛催化剂(ZSM-5系列)，能有选择性地使长链的正构烷烃或少侧链的烷烃发生裂化反应，而保留芳烃、环烷烃和多侧链烷烃，从而降低馏分油的凝点。汽油：目的不是降凝，而是将直链烷烃除去

4、，提高汽油抗爆性。润滑油加氢使润滑油的组分发生加氢精制和加氢裂化等反应，使一些非理想组分结构发生变化，以脱除杂原子和改善润滑油的使用性能。第一节加氢精制(Hydro-refining)加氢精制能有效的使原料中的含硫、氧、氮等非烃化合物氢解，使烯烃、芳烃选择性加氢饱和，并能脱除金属和沥青质等杂质。具有处理原料范围广，液体收率高，产品质量好等优点。目前我国加氢精制技术主要用于二次加工汽、柴油的精制以及重整原料的精制。加氢精制还可用于劣质渣油的预处理。一、加氢精制的化学反应1．加氢脱硫(Hydrodesulfurization

5、--HDS)反应①硫醇：②硫醚：③二硫化物：④噻吩类：噻吩类加氢脱硫有两个途径：先加氢使环上双键饱和，然后再开环，脱硫生成烷烃；先开环脱硫生成二烯烃，然后二烯烃再加氢饱和。各种类型硫化物的氢解反应都是放热反应。2．加氢脱氮(hydrodenitrogenation--HDN)反应石油馏分的含氮化合物可分为三类：①脂肪胺及芳香胺类；②吡啶、喹啉类型的碱性杂环氮化物；③吡咯、茚及咔唑类型的非碱性氮化物。在各种氮化物中，脂肪胺的反应能力最强，芳香胺(烷基苯胺)比较难反应；碱性或非碱性氮化物都是比较不活泼的，特别是多环氮化物更是

6、如此，难以反应。几种氮化物的氢解反应如下：①胺类：②吡咯：③吡啶：④吲哚：⑤喹啉：研究表明：饱和脂族胺的C-N键易断裂；苯胺中的C-N键难以断裂，含氮原子的杂五员环脱氮反应活性明显高于杂六员环；加氢脱氮反应速度与氮化物的分子结构和大小有关，苯胺、脂肪胺等非杂环化合物的反应速度比杂环氮化物的快得多；五员环(吡咯)氮化物比六员环(吡啶)杂环氮化物的反应速度快；六员杂环最难氢解，其稳定性与苯环的稳定性很相近，石油中含氮化合物有相当多一部分属氮杂环型，因而比较难以脱除。3．含氧化合物的氢解反应在石油馏分中经常遇到的含氧化合物是环

7、烷酸，在二次加工产品中还有酚类等。①环烷酸：②酚类：③呋喃：从反应能力来看，含氧化合物处于反应能力较高的硫化物和有一定脱氮稳定性的氮化物之间，即当分子结构相似时，这三种杂原子化合物的加氢反应速度大小依次为：含硫化合物>含氧化合物>含氮化合物4．烯烃和芳烃的加氢饱和在加氢精制条件下，大部分烯烃与氢反应生成烷烃；单环芳烃很少发生反应，多环芳烃可部分加氢饱和。5．加氢脱金属反应加氢脱金属是渣油加氢精制的主要反应，由于在渣油中，金属、硫、氮一般共存于沥青质胶束中，因此渣油的加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮与沥青质的转化是分不开的；

8、重质石油馏分中，含有的金属镍和钒，主要是以卟啉化合物状态存在，一般镍卟啉的反应活性比钒卟啉要差一些。二、加氢精制催化剂加氢精制过程中常用的催化剂由W、Mo、Co、Ni、Fe、Pt和Pd等几种金属的氧化物或硫化物和担体组成。主要起加氢作用，担体酸性很弱，基本不起裂化作用。1．加氢催化剂的活性组分特点是都是具有未填满d电