加氢裂化反应机理 ppt课件

品的质量，满足环保对油品的使用要求。
石油馏分加氢精制过程的主要反应包括：含硫、含氮、 含氧化合物等非烃类的加氢分解反应；烯烃和芳烃（主要 是稠环芳烃）的加氢饱和反应；此外还有少量的开环、断 链和缩合反应。这些反应一般包括一系列平行顺序反应， 构成复杂的反应网络，而反应深度和速率往往取决于原料 油的化学组成、催化剂以及过程的工艺条件。一般来说， 氮化物的加氢最为困难，要求条件最为苛刻，在满足脱氮2
酸类化合物的加氢反应：
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加氢精制
酮类化合物的加氢反应： 环烷酸和羧酸在加氢条件下进行脱羧基和羧基转化为甲
基的反应，环烷酸加氢成为环烷烃。
苯酚类加氢成芳烃： 呋喃类加氢开环饱和：
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2）加氢脱氮反应
氮化物的存在对油品的使用有很大的影响。含有机氮化物的燃料 燃烧时会排放出NOx污染环境；作为催化过程的进料，含氮化合物会 使催化剂中毒而失活；含氮化合物对产品质量包括稳定性也有危害，
常常采用加氢精制的办法进行油品脱氮。
石油馏分中的氮化物主要是杂环氮化物，非杂环氮化物含量很少。 石油中的氮含量一般随馏分沸点的增高而增加，在较轻的馏分中，单 环、双环杂环含氮化合物（吡啶、喹啉、吡咯、吲哚等）占支配地位， 而稠环含氮化合物则浓集在较重的馏分中。含氮化合物大致可以分为： 脂肪胺及芳香胺类，吡啶、喹啉类型的碱性杂环化合物，吡咯、咔唑
少，较容易加氢生成脂肪胺，进一步加氢，C-N键断裂释
放出NH3而脱氮。
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六员杂环氮化物吡啶的 加氢脱氮如下：
六员杂环氮化物中的喹11
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五员杂环氮化
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物吲哚的加氢
脱氮反应大致
如下：
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加氢脱氮反 应基本上可分为 不饱和系统的加
型的非碱性氮化物。
在各族氮化物中，脂肪胺类的反应能力最强，芳香胺(烷基苯胺)等 较难反应。无论脂肪族胺或芳香族胺都能以环状氮化物分解的中间产 物形态出现，碱性或非碱性氮化物（特别是多环氮化物）都是比较不 活泼的。在石油馏份中，氮含量很少（不超过几个ppm），氮化物的9
含量随馏分本身分子量的增大而增加。
硫醚加氢时首先生成硫醇，再进一步脱硫。
RSR` + H2
R`SH +RH
R`H+H+2 H2S 4
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⑶二硫化物一般含于110℃以上馏分中，在300℃以上馏 分中其含量无法测定。二硫化物加氢反应转化为烃和H2S， 要经过生成硫醇的中间阶段，首先在S-S键上断开，生成 硫醇，在进一步加氢生成硫化氢，在氢气不足条件下，中
加氢裂化反应机理
加氢裂化
反应机理
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加氢精制
加氢精制是馏份油在氢压下进行催化改质的统称。是 指在催化剂和氢气存在下，石油馏分中含硫、氮、氧的非 烃组分和有机金属化合物分子发生脱除硫、氮、氧和金属 的氢解反应，烯烃和芳烃分子发生加氢反应使其饱和。通 过加氢精制可以改善油品的气味、颜色和安定性，提高油
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3）含氧化合物的氢解反应 石油馏份中氧化物的含量很小，原油中含有环烷酸、脂 肪酸、酯、醚和酚等。在蒸馏过程中这些化合物都发生部 分分解转入各馏份中。石油馏分中经常遇到的含氧化合物 是环烷酸，二次产品中也有酚类，这些氧化物加氢转化为 水和烃。含氧化合物的氢解反应，能有效的脱除石油馏分 中的氧，达到精制目的。几种含氧化合物的氢解反应如下：
的条件下，也能满足脱硫、脱氧的要求。
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1）加氢脱硫反应 硫的存在影响了油品的性质，给油品的加工和使用带来 了许多危害。硫在石油馏分中的含量一般随馏分沸点的上 升而增加。含硫化合物主要是硫醇、硫醚、二硫化物、噻 吩、苯并噻吩和二苯并噻吩（硫芴）等物质。含硫化合物 的加氢反应，在加氢精制条件下石油馏分中的含硫化合物 进行氢解，转化成相应的烃和H2S，从而硫杂原子被脱掉。
间生成的硫醇也能转化成硫醚。
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⑷杂环硫化物是中沸点馏分中的主要硫化物。沸点在400℃以上的杂 环硫化物，多属于单环环烷烃衍生物，多环衍生物的浓度随分子环数
增加而下降。 噻吩与四氢噻吩的加氢反应首先是杂环加氢饱和，然后是C-S键断裂 （开环）生成硫醇，（中间产物有丁二烯生成，并且很快加氢成丁烯）
最后加氢成丁烷和硫化氢。
苯并噻吩加氢反应如下：
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二苯并噻吩（硫芴）加氢反应如下：
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对多种有机含硫化合物的加氢脱硫反应进行的研究表明：硫 醇、硫醚、二硫化物的加氢脱硫反应多在比较缓和的条件下容 易进行。这些化合物首先在C-S键、S-S键发生断裂生成的分子 碎片再与氢化合。和氮化物加氢脱氮反应相似，环状硫化物的 稳定性比链状硫化物高，且环数越多，稳定性越高，环状含硫 化合物加氢脱硫较困难，条件较苛刻。环状硫化物在加氢脱硫 时，首先环中双键发生加氢饱和，然后再发生断环脱去硫原子。
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几种含硫化合物的加氢精制反应如下：
⑴硫醇通常集中在低沸点馏分中，随着沸点的上升硫醇 含量显著下降，＞300℃的馏分中几乎不含硫醇。硫醇加
氢时发生C-S键断裂，硫以硫化氢形式脱除。
பைடு நூலகம்RSH + H2
RH + H2S
⑵硫醚存在于中沸点馏分中，300—500℃馏分的硫化
物中，硫醚可占50%；重质馏分中，硫醚含量一般下降。
加氢精制
在加氢精制过程中，氮化物在氢作用下转化为NH3和烃， 从而脱除石油馏分中的氮，达到精制的要求。几种含氮化
合物的加氢精制反应如下： 脂肪胺在石油馏分中的含量很少，它们是杂环氮化物开环
反应的主要中间产物，很容易加氢脱氮。
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腈类可以看作是氢氰酸（HCN）分子中的氢原子被烃
基取代而生成的一类化合物（RCN）。石油馏分中含量很
各种有机含硫化物在加氢反应过程中的反应活性，因分子结 构和分子大小不同而异，按以下顺序递减：硫醇（RSH）＞二
硫化物（RSSR′）＞硫醚（RSR′）≈氢化噻吩＞噻吩。
噻吩类化合物的反应活性，在工业加氢脱硫条件下，因分子 大小不同而按以下顺序递减：噻吩＞苯并噻吩＞二苯并噻吩＞
甲基取代的苯并噻吩。 8
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