石油加氢处理-加氢处理过程化学反应

课程：石油炼制运行与操控知识点：加氢处理过程化学反应概述加氢处理与加氢裂化的区别加氢类型目的原料反应条件反应深度主要反应加氢处理改善油品质量或使原料油质量符合下一工序的要求汽油、喷气燃料、柴油、润滑油馏分，重整原料，渣油缓和≤10%原料油转化为小分子硫、氮、氧、金属等杂质的氢解反应，不饱和烃的部分加氢反应或不发生反应加氢裂化生产高质量的轻质油品和化工原料减压馏分油，焦化蜡油，裂化循环油，脱沥青油苛刻≥10%原料油转化为小分子烷烃、环烷烃的裂化、异构化、加氢等反应，不饱和烃的加氢、裂化等反应，非烃类化合物的氢解反应一、加氢脱硫硫化物中的CS键先行断开，生成相应的烃类和硫化氢烃类+H2S硫化物+H2硫醇RSH+H2RH+H2S硫醇、硫醚、二硫化物的加氢脱硫反应在缓和条件下容易进行硫醚RSR’

+H2RH+R’S+H2R’H+H2S二硫化物RSSR’

+H2RSH+R’SH+2H2RH+R’H+2H2S（二硫化物在加氢条件下首先发生SS键断裂反应生成硫醇，进而再脱硫）噻吩类硫化物的加氢脱硫比较困难，需要苛刻的条件一、加氢脱硫噻吩苯并噻吩硫化物的加氢反应活性按以下顺序依次降低：硫醇＞二硫化物≈硫醚＞四氢噻吩＞噻吩＞苯并噻吩＞二苯并噻吩硫化物的加氢脱硫是放热反应，过高的反应温度对加氢脱硫不利+2H2+H2C4H9SH+H2C4H10

+H2S（四氢噻吩）（丁二烯）+H2S+2H2+2H2+H2+H2C2H5+H2S（加氢路径）+2H2+H2S+H2+H2S（氢解路径）CHCH2C2H5二、加氢脱氮烃类+NH3+H2胺类（脂肪族、芳香族）碱性氮（吡啶、喹啉类）非碱性氮（吡咯、吲哚、咔唑类）石油馏分中的氮化物吡啶+3H2+H2C5H11NH2+H2C5H12+NH3（哌啶）（正戊胺）喹啉+2H2+H2C3H7NH2+H2C3H7+NH3（四氢喹啉）胺类RNH2

+H2RH+NH3加氢脱氮最容易二、加氢脱氮吡咯+2H2+H2C5H11NH2+H2C5H12+NH3吲哚+H2+H2C2H5NH2+H2C2H5+NH3加氢脱氮是放热反应，过高的反应温度对加氢脱氮不利不同类型含氮杂环化合物加氢反应活性按以下顺序依次降低：＞＞＞＞三、加氢脱氧烃类+H2O+H2酸性含氧化合物（环烷酸、脂肪酸、酚类等）石油馏分中的氧化物中性含氧化合物（醇、酯、醛、呋喃等）环烷酸COOHR+3H2CH3R+2H2O酚类OH（苯酚）+3H2OH（环己醇）+H2+H2O三、加氢脱氧呋喃+2H2+2H2C4H10

+H2O加氢脱氧反应特点：首先杂环加氢饱和，然后CO键氢解断裂石油馏分中同时存在含硫、含氮、含氧化合物时，脱硫最容易，脱氧和脱氮相近含氧化合物加氢反应活性的顺序为：烷基醚类＞醛类＞酮类＞酚类＞呋喃环类四、加氢脱金属烃类+

金属+H2卟啉金属化合物（镍、钒）非卟啉金属化合物（环烷酸铁）渣油中的金属化合物镍沉积物NNNNNi

（四苯基卟啉镍）NNNNNi

HHHHHHNNNNNi

HHHHHH五、加氢饱和加氢处理条件下，不饱和烃（烯烃、二烯烃、芳烃）主要发生加氢饱和反应，与杂原子加氢脱除反应同时进行加氢处理的各类反应的反应速率按以下顺序依次降低：脱金属＞二烯烃饱和＞脱硫＞脱氧＞单烯烃饱和＞脱氮＞芳烃饱和烯烃RCH2CH3CH2+H2RCH二烯烃RCH2CH2CH2CH3CH2+2H2RCHCHCH环状烯烃+H2（环己烯）+2H2（