加氫精制基礎(chǔ)知識

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1、-加氫精制1、加氫（也稱氫化）是指在催化劑的存在下，某種化學(xué)物質(zhì)與氫的加和反應(yīng)，即稱之為加氫反應(yīng)。2、加氫技術(shù)主要是在煉廠加工過程中以石油餾分為原料的加氫反應(yīng)，其又可分為加氫精制和加氫裂化兩個(gè)領(lǐng)域。3、“加氫裂化”的概念是指通過加氫反應(yīng)，使原料油中大于或等于10%以上的分子變小的一些加氫過程。如典型的高壓加氫裂化、緩和加氫裂化和中壓加氫改質(zhì)等反應(yīng)。4“加氫處理”屬于加氫精制的范疇，它所指的是某些反應(yīng)仍以加氫精制為主，允許有輕度的裂解，可以為下游工藝過程提供優(yōu)質(zhì)進(jìn)料為主的反應(yīng)。顯然可以廣義地稱之為加氫精制，但為了與定義的加氫

2、精制有所區(qū)別，將此過程成為“加氫處理”，也可以把加氫處理理解為稍有些加氫裂化的加氫精制過程。5、“加氫精制”過程則是在保持原油分子骨架結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化或變化很小的情況下，將雜質(zhì)脫除，以達(dá)到改善油品質(zhì)量為目的的加氫反應(yīng)。即“在有催化劑和氫氣存在的條件下，將石油餾分中含硫、氮、氧及金屬的非烴類組分加氫脫除以及烯烴、芳烴發(fā)生加氫飽和反應(yīng)”。加氫精制是改善和提高石油產(chǎn)品質(zhì)量的主要手段之一。加氫精制的主要目的是脫除油品中的硫、氮、氧等雜原子以及油品中的金屬。加氫精制主要用于油品的精制，通過精制來改善油品的性能；此外，加氫精制還用來處理

3、性能較差的餾分油、重油和渣油等，以使其滿足催化裂化、催化重整等工藝對原料的要求。(1)加氫精制的化學(xué)反應(yīng)加氫精制的主要反應(yīng)有加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫氧、加氫脫金屬和烯烴飽和等。①-加氫脫硫。在加氫精制條件下，石油餾分中的硫化物進(jìn)行氫解，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴和H2S，從而使硫雜原子脫除。硫醇、硫醚、二硫化物等鏈狀硫化物宜在比較緩和的條件下進(jìn)行反應(yīng)，而噻吩、苯并噻吩等環(huán)狀硫化物加氫脫硫比較困難，需要較為苛刻的反應(yīng)條件。②加氫脫氮。石油餾分中的氮化物可分為三類：脂肪胺及芳香胺，吡啶、喹啉類型的堿性雜環(huán)化合物，吡咯、茚及咔唑類型的非堿

4、性雜環(huán)化合物。其中，脂肪胺類的反應(yīng)能力最強(qiáng)，芳香胺（烷基苯胺）比較難反應(yīng)。堿性和非堿性氮化物都不活潑，多環(huán)氮化物更是如此。③加氫脫氧。石油餾分中的含氧化合物主要是環(huán)烷酸，以及少量的脂肪酸、酯、醚和酚等，這些含氧化合物在石油餾分中的含量都非常低。在加氫精制條件下，石油餾分中的氧化物進(jìn)行氫解，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴和水。④加氫脫金屬。在加氫精制過程中，石油餾分中的金屬有機(jī)化合物會(huì)發(fā)生氫解，生成的金屬都沉積在催化劑的表面。⑤烯烴飽和。在加氫精制過程中，石油餾分中的大部分烯烴會(huì)與氫氣發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)烷烴。(2)加氫精制催化劑加氫精制催化劑的種

5、類很多，主要包括以γ－氧化鋁為載體的鉬酸鈷、鉬酸鎳、鈷鉬鎳，和以γ－氧化鋁－氧化硅為載體的鉬酸鎳。加氫精制催化劑的活性組分主要有ⅥB族和Ⅷ族中的幾種金屬氧化物和硫化物，其中活性較好的有W、Mo、Co和Ni，還有貴金屬Pt和Pd，這些活性金屬都具有立方晶格或者六角晶格。另外，在加氫精制催化劑中還添加有增大催化劑表面積的結(jié)構(gòu)型助劑和改變催化劑的電子結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)或者晶型結(jié)構(gòu)的調(diào)變性助劑。一、催化劑載體的作用-1、提高催化劑活性：載體的重要作用之一就是將催化劑的活性物質(zhì)，即活性金屬物質(zhì)變成微細(xì)粒子，使之高度分散在載體表面上，以增

6、加容易成活性中心的晶格缺陷，這樣就可以提高催化劑活性。通常認(rèn)為表面晶格缺陷是催化劑的活性中心。此外，載體同活性金屬之間的固相反應(yīng)也可能形成活性中心。2、提高選擇性：活性中心強(qiáng)度均勻化：將催化劑制成高度分散的微粒時(shí)，可以增加比表面，與此同時(shí)。表面能及晶格缺陷相應(yīng)增加，從而使得催化劑微粒的粒度分布及活性中心強(qiáng)度變得不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致催化劑選擇性降低。因此，用載體擔(dān)承活性金屬組分來控制活性組分微粒大小、分散度及粒子分布的方法，來達(dá)到提高催化劑選擇性的目的。調(diào)整適于反應(yīng)的孔徑：在合成載體時(shí)，應(yīng)充分考慮欲加工原料的沸程、族組成及結(jié)構(gòu)等

7、特性，將催化劑載體孔徑及孔徑分布調(diào)整到與反應(yīng)分子大小相適應(yīng)的孔徑結(jié)構(gòu)，以達(dá)到提高催化劑選擇性的目的。例如為適應(yīng)渣油加氫處理過程需要，可將加氫脫金屬催化劑載體制成具有10-14nm的粗孔，為容納平均分子量大、擁有三維結(jié)構(gòu)的瀝青和具有多種雜質(zhì)的渣油，提供適于內(nèi)擴(kuò)散的通道及反應(yīng)場，以有效地提高加氫脫金屬的選擇性。3、延長催化劑壽命：提高耐熱性：由于活性金屬對熱不穩(wěn)定，常常誘發(fā)金屬熔融導(dǎo)致催化劑活性迅速下降。借助于載體的微?；捌涓叨确稚⑿院湍蜔嵝裕蛇_(dá)到抑制熔融并延長催化劑壽命的目的。也可以借助選擇和提高載體的導(dǎo)熱性來延長催化劑

8、壽命。加氫精制和加氫處理均屬于放熱反應(yīng)。積蓄的熱量會(huì)引起活性金屬熔融。由于載體在催化劑組成中的份額最多，載體可以增加散熱面積，它具有稀釋和分散活性金屬的作用。例如，加氫催化劑應(yīng)用最多的活性氧化鋁等，可以有效地提高催化劑的散熱效率，防止或減緩因催化劑床層過熱而引發(fā)的活性衰退。4、提供酸性中心-在加氫精制催