催化加氢hydrogenation unit
石油化学之催化加氢
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随着含硫化合物分子中环烷环和芳香环数目的增加,它的加 氢反应速率是下降的,这种现象可能是由于空间位阻所致。
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在不同位置上甲基取代的二苯并噻吩的反应性能有很大差别, 当甲基靠近噻吩环的硫原子时,其加氢脱硫反应速率要减慢一个 数量级。
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吡咯环和吡啶环饱和反应的平衡常数均小于1,同时由于此反 应是放热的,所以其平衡常数随温度的升高而减小。而氢解反应和 总的加氢脱氮反应的平衡常数则都是大于1的。
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(3)加氢脱氮反应的动力学
含氮化合物中胺类是最容易加氢脱氮的,而吡咯和吡啶环上 的氮是较难脱除的。喹啉在较低的温度下其脱氮率很低,只有在 较高的温度下脱氮才比较完全。
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加氢处理技术应用极其广泛, 加氢处理的主要过程有以下 几种: 1.汽油馏分加氢处理 2.煤油馏分加氢处理 3.柴油馏分加氢处理 4.重馏分油加氢处理 5.润滑油加氢补充精制(Hydrofinishing) 6.润滑油加氢脱蜡(Hydrodewaxing) 7.渣油加氢处理
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不同的加氢处理过程及目的,加氢催化剂、工艺条件以及流程等 不同。
加氢处理催化剂是单功能催化剂,只需要有加氢的活性组分,其 活性组分主要有由钼或钨和钴或镍的硫化物组成,也可用金属镍、铂 或钯加氢的活性组分,载体一般均为氧化铝 。对于要求深度脱氮的, 载体可以是氧化铝进行改性(加卤素、SiO2或磷化物)或用分子筛做 载体具有一定的酸性。
一般条件范围为:氢分压,1~15MPa;温度,280~420℃。
催化加氢技术及催化剂讲解
催化加氢技术及催化剂作者: buffaloli (站内联系TA)发布: 2009-03-03一、意义1.具有绿色化的化学反应,原子经济性。
催化加氢一般生成产物和水,不会生成其它副产物(副反应除外),具有很好的原子经济性。
绿色化学是当今科研和生产的世界潮流,我国已在重大科研项目研究的立项上向这个方向倾斜。
2.产品收率高、质量好,普通的加氢反应副反应很少,因此产品的质量很高。
3.反应条件温和;4.设备通用性二、催化加氢的内容1.加氢催化剂Ni 系催化剂骨架Ni(1)应用最广泛的一类Ni 系加氢催化剂,也称Renay-Ni ,顾名思义,即为Renay 发明。
具有很多微孔,是以多孔金属形态出现的金属催化剂,该类形态已延伸到骨架铜、骨架钴、骨架铁等催化剂,制备骨架形催化剂的主要目的是增加催化剂的表面积,提高催化剂的反应面,即催化剂活性。
(2)具体的制备方法:将Ni 和Al, Mg, Si, Zn 等易溶于碱的金属元素在高温下熔炼成合金,将合金粉碎后,再在一定的条件下,用碱溶至非活性组分,在非活性组分去除后,留下很多孔,成为骨架形的镍系催化剂。
(3)合金的成分对催化剂的结构和性能有很大的影响,镍、铝合金实际上是几种金属化合物,通常所说的固溶体,主要组分为NiAl3, Ni2Al3, NiAl, NiAl2 等,不同的固熔体在碱中的溶解速度有明显差别,一般说,溶解速度快慢是NiAI3 > Ni2AI3 > NiAl > NiAI2 ,其中后二种几乎不溶,因此,前二种组分的多少直接影响骨架Ni 催化剂的活性。
(4)多组分骨架镍催化剂,就是在熔融阶段,加入不溶于碱的第二组分和第三组分金属元素,如添加Sn, Pb, Mn, Cu, Ag, Mo, Cr, Fe, Co 等,这些第二组分元素的加入,一般能增加催化剂的活性,或改善催化剂的选择性和稳定性。
(5)使用骨加镍催化剂需注意:骨架镍具有很大表面,在催化剂的表面吸符有大量的活化氢,并且Ni 本身的活性也很,容易氧化,因此该类催化剂非常容易引起燃烧,一般在使用之前均放在有机溶剂中,如乙醇等。
第四章 加氢与脱氢过程
C2H5
+CH4
C2H5
+H2
+C2H6
C2H5
8C+5H2
二、乙苯催化脱氢
2、反应条件及催化剂
(1) 温度
表 5-2 乙苯脱氢反应温度的影响 催化剂 温度/℃ 580 600 620 640 转化率 53.0% 62.0% 72.5% 87.0% 选择性 4.3% 93.5% 92.0% 89.4% 催化剂 温度/℃ 580 600 620 640 转化率 47.0% 63.5% 76.1% 85.1% 选择性 98.0% 95.6% 95.0% 93.0%
二、氨的合成
1.生产方法简介
(1) 以固体燃料(煤或焦炭)为原料
煤或焦炭
水蒸气 空气
造气
脱硫
CO变换 脱CO2
精制
压缩 合成 氨
合成尿素 尿素
二、氨的合成
1.生产方法简介
(2) 以天然气或轻油为原料
天然气 (轻油)
水蒸气 空气 CO低变 脱硫 一段转化 二段转化
CO高变
压缩
合成 氨
甲烷化
脱CO2
A+ * C* + * 动力学方程式根据控速步骤写出: r k A B A* B+ * B* A*+ B*
bR PR k1 b b P P A H2 A H2 KP r R的净生成速度= 1 bA PA bR PR n
A+ H2
k1
R
C*
C+ *
CO+2H2 Cu CH3OH Cu (CH3)2CHOH(异丙醇) (CH3)2CO(丙酮) + H2 RCOOH +2H2
第六章 催化加氢全
第六章催化加氢第一节概述一.催化加氢目的石油炼制工业发展目标是提高轻质油收率和产品质量,但世界范围内原油重质化和劣质化趋势及对高品质石油产品要求越来越加剧;而一般的石油加工过程产品收率和质量往往是矛盾的,而催化加氢过程却能几乎同时满足这两个要求。
炼油工业催化加氢广义上是指在催化剂、氢气存在下对石油馏分油或重油(包括渣油)进行加工过程,根据加氢过程原料的裂解程度分为加氢裂化和加氢处理两大类。
加氢裂化是指原料通过加氢反应,使其≥10%分子发生裂化变小的加氢过程。
加氢裂化一般是在较高压力下,烃分子与氢气在催化剂表面主要进行裂解和加氢反应生成较小分子的转化过程;另外还对非烃类分子进行加氢除去O、N、S、金属及其它杂质元素。
加氢裂化按加工原料的不同,可分为馏分油加氢裂化和渣油加氢裂化。
馏分油加氢裂化原料主要有直馏汽油、直馏柴油、减压馏蜡油、焦化蜡油、裂化循环油及脱沥青油等,其目的是生产高质量的轻质产品,如液化气、汽油、喷气式燃料、柴油、航空煤油等清洁燃料和轻石脑油、重石脑油、尾油等优质化工原料。
渣油加氢裂化以常压重油和减压渣油为原料生产轻质燃料油和化工原料。
加氢精制主要用于对油品的精制及下游加工原料的处理,主要是除掉油品及原料中的O、N、S、金属及杂质,同时还使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和,改善油品的使用性能和原料生产性能;另外还对加氢精制原料进行缓和加氢裂化。
如汽油加氢、煤油加氢、润滑油加氢精制,催化重整原料预加氢处理等。
一般对产品进行加氢改质过程称加氢精制,对原料进行加氢改质过程称加氢处理。
二. 催化加氢在炼油工业中的地位和作用近年来,世界范围内原油明显变重,原油中硫、氮、氧和重金属等杂质逐年上升;成品油市场中轻质燃料需求增加速度远高于重质燃料油,芳烃和乙烯原料的需求增长仅仅依靠原油加工量的增长已不能满足需要;环保意识日益增强,环保法规日趋严格,对生产过程清洁化及产品清洁性的要求越来越迫切。
催化加氢反应
催化加氢反应
催化剂与无水乙醇一同转入氢化瓶,加溶有0.5g的15ml无水乙醇溶 液,安装好反应装置,检查气密性。方法是将氢气通入反应瓶,在不 加摇动时观察各气压表,应在5分钟内读数不发生变化。若有漏气, 则需将装置仔细检查并重新安装,直至合乎要求。 在进行反应前,用水泵与氢化瓶相连,抽掉体系内的空气,通氢气, 关闭通气阀,再打开与水泵的连接阀抽气,如此重复三到四次,即将 体系内的空气完全置换为氢气。将体系封闭,通入氢气,开动电机摇 摆,氢化反应开始进行,直到气压保持不变即表示反应完成,记录气 压变化,并与反应瓶中溶液外体积估算氢气消耗量。 反应完成后,先将体系内多余的氢气放出,拆下氢化瓶,滤除催化 剂,固体用20毫升乙醇洗涤两次。所得溶液在旋转蒸发仪上蒸干溶 剂,称量并计算产率,若产品不纯,可用水重结晶
10毫升35%NaOH溶液加到50毫升烧杯中,冷却至约10℃ 将1g Ni/Al合金于30分钟内分批加到碱液中,不断搅拌, 使反应温度维持在15-20℃。 加完后于20℃下继续搅拌反应30分钟,然后在沸水浴上加 热到不再有气泡发生为止。 滗出碱液,加10毫升10%NaOH溶液在沸水浴上继续搅拌 反应30分钟,然后滗出碱液 用200毫升蒸馏水洗涤至中性,滗净水分,用20毫升95% 乙醇洗涤该催化剂两次,再用10毫升无水乙醇洗涤两次,
催化加氢反应
丁二酸的制备
反应式
催化氢化反应的发展
Paul Sabatier the father of the
drogenation process)The Nobel Prize in Chemistry 1912
In 1897 , the French chemist Paul Sabatier discovered that the introduction of a trace of nickel as a catalyst facilitated the addition of hydrogen to molecules of gaseous hydrocarbons in what is now known as the Sabatier process.
精细化工间歇催化加氢车间的设计要点
精细化工间歇催化加氢车间的设计要点周世海;李愿;丁应新;姚文【摘要】加氢反应是经常用到的单元反应之一,广泛应用于石油化工、精细化工、高分子合成等领域,因加氢反应易燃易爆,且压力较高,因此加氢车间有其特殊的要求和难点.本文从车间布局、设备选型、工艺流程、自动化安全控制角度阐述了精细化工间歇催化加氢车间的设计要点.%Hydrogenation is one of the unit reactions used frequently. It is widely used in the fields of petrochemical, fine chemical and polymer synthesis. The hydrogenation process is flammable and explosive, and the pressure is high. Therefore, the hydrogenation workshop has its special requirements and difficulties. This paper expounds the design points of the fine chemical batch catalytic hydrogenation plant from the point of workshop layout, equipment selection, process flow and automatic safety control.【期刊名称】《浙江化工》【年(卷),期】2018(049)006【总页数】4页(P40-43)【关键词】精细化工;间歇加氢;自动化安全控制;安全仪表系统(SIS)【作者】周世海;李愿;丁应新;姚文【作者单位】浙江天成工程设计有限公司,浙江杭州 311100;浙江省化工研究院有限公司,浙江杭州 310023;浙江天成工程设计有限公司,浙江杭州 311100;浙江天成工程设计有限公司,浙江杭州 311100【正文语种】中文近年来,催化加氢技术在在精细化工生产中得到广泛的应用。
催化加氢
y
B
y
H2
B
KN yH2
yB yA
X
H2↑ ,优点:X↑ ,有利于移走反应热。
缺点:yB↓,
分离难,循环量大,能耗大 .
二、催化剂
1、要求:转化率高、选择性好、使用寿命
长、价廉易得。
2、种类:Pt 、Pd 、Cu 、Ni、 Co、 Fe等
过渡金属元素及其氧化物、硫化物 。
3、形态 :金属催化剂、骨架催化剂、金属
称为选择性加氢。 1、催化剂不同控制产物的选择性 侧链双键
2、加氢深度控制产物的选择性
侧链上双键和 苯环上双键
如乙炔加氢生产乙烯,要求加氢停留在乙烯生成阶 段,乙烯不再加氢生成乙烷。
.
三、催化加氢反应中氢的来源
水电解制氢; 石油炼厂催化重整装置及脱氢装置副产氢气; 烃类裂解生成乙烯,副产氢气; 焦炉煤气分离得到氢气; 烃类转化制氢气。
由热力学方法推导得到的平衡常数Kp、温度T和热 效应△H0之间的关系为:
ln Kp T
p
Ho RT2
由于加氢反应的放热反应,△H0<0所以:
ln K T
p
p
<0
T↑ ,K P ↓
即平衡常数K随温度的升高而降低。即:低温有利
于加氢反应。
.
☆加氢反应的三种类型☆
第一类加氢反应
乙炔加氢 一氧化碳甲烷化 有机硫化物的氢解
升温对反 应有利
此类反应在热力学上是很有利的,即使是在高温 条件下,平衡常数仍很大。反应几乎不可逆。
第二类加氢反应 苯加氢合成环己烷 第二类是加氢反应的平衡常数随温度变化较大
中温时Kp很大,高温时Kp↓↓,热力学占主导地位
反应只能在不太高. 的温度下进行
催化裂化装置 中英文词汇
used catalyst oxygen enrichment regeneration combustion improver bulk density catalyst inventory catalyst loss carbon pile heat-resistant and wear-resistant lining regenerator distributor settling height fresh catalyst internal heater external heater heat transfer coefficient steam dome stress fatigue efficient nozzle pre-lifting section carbon determination;carbon content in regenerated catalyst(根据在 语境中的意思选择) catalyst residence time quenching medium riser reactor gasoline fraction steam for coking prevention internals residual oil straight-run diesel atmopheric residue cracking level aromatic hydrocarbon isoparaffin isohydrocarbon composite molecular sieve catalyst reaction condition dry point flash point condensation point self-ignition point anti-knock index relative volatility heavy constituent rectification process tray atmospheric column rectification column outlet weir height falling liquid
催化加氢催化重整及其催化剂
轻油型催化剂:具有强酸性和中等加氢活性,以分子筛
载体为主,主要用于生产石脑油
中油型催化剂:具有中等酸性和强加氢活性,载体以无
定型硅酸铝为主,加少量分子筛。主要用于生产中间馏 份油
重油型催化剂:具有中、弱酸性和强加氢活性,载体以
无定型硅酸铝为主,主要用于生产黏度指数高的润滑油, 或用于渣油的加氢转化。
金属功能 金属+酸性功能 酸性功能 金属功能 金属+酸性功能
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END
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多金属催化剂,如铂-铱-钛催化剂
双金属和多金属催化剂的优点:良好的热稳定性, 对结焦不敏感,对原料适应性强,使用寿命长。
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三、催化重整催化剂
2、重整催化剂的催化机理 重整催化剂:双金属(Pt-Sn;Pt-Ir; Pt-Re系列)
双功能(金属功能、酸功能)
脱氢 脱氢环化 异构化 氢解 加氢裂化
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三、催化重整催化剂
1、催化剂的分类 按照活性金属的类别和含量的高低,重整催化剂 可分为单金属、双金属和多金属催化剂三类。 单金属催化剂一般是单铂催化剂,以Al2O3为载体, 以铂为活性组分(约含0.1~0.7wt%),并含有一定 量的酸性组分——卤素(0.4~1.0wt%) 双金属催化剂,如铂-铼、铂-铱、铂-锡等
和载体组成 。
在工业催化剂中,一般以钼或钨的硫化物为主催
化剂,以钴或镍的硫化物为助催化剂,以-Al2O3
为载体所组成的。
例如:Co-Mo-S/γ-Al2O3(HDS); Ni-Mo-S/γ-Al2O3
(HDN); Ni-W-S/γ-Al2O3 (HDN)
润滑油基础油加氢处理催化剂的研制及性能研究
Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2021, 11(2), 88-94Published Online March 2021 in Hans. /journal/hjcethttps:///10.12677/hjcet.2021.112012润滑油基础油加氢处理催化剂的研制及性能研究王延飞*,赵梓贺,张雅琳,余颖龙,王晶晶,张占全,王嘉祎中国石油石油化工研究院,中国石油清洁燃料重点实验室,北京收稿日期:2021年2月8日;录用日期:2021年3月22日;发布日期:2021年3月29日摘要本研究针对润滑油异构脱蜡段进料满足硫氮含量低和粘度指数高的要求,开发出一种高活性的深度脱氮兼具芳烃饱和功能的加氢处理催化剂,该催化剂能够将原料中多环芳烃、环烷烃等低粘度指数的非理想组分转化为高粘度指数的理想组分,达到提高粘度指数的目的。
以大孔径氧化铝为载体,采用高分散络合技术制备II类活性相催化剂,并对其物性进行表征。
以减四线蜡油评价,本加氢处理催化剂可以生产N 含量< 2 ppm,粘度指数> 140的处理产品,满足异构脱蜡进料要求。
关键词润滑油基础油,加氢处理,催化剂,加氢脱氮,粘度指数Development and Performance ofHydrotreating Catalyst for Lube Base OilYanfei Wang*, Zihe Zhao, Yalin Zhang, Yinglong Yu, Jingjing Wang, Zhanquan Zhang,Jiayi WangKey Laboratory of Clean Fuels, PetroChina, PetroChina Petrochemical Research Institute, BeijingReceived: Feb. 8th, 2021; accepted: Mar. 22nd, 2021; published: Mar. 29th, 2021AbstractIn order to meet the requirements of low sulfur and nitrogen contents and high viscosity index to *通讯作者。
烯烃催化加氢反应机理研究
烯烃催化加氢反应机理研究烯烃催化加氢反应是一个重要的有机合成反应,可以将不饱和烃转化成饱和烃。
随着催化剂、反应条件等方面的不断改进和深入研究,这一反应已经成为合成、材料、能源等领域中的关键步骤。
本文着重介绍烯烃催化加氢反应的机理研究。
烯烃催化加氢反应的机理烯烃催化加氢反应的机理研究是一个复杂而又富有挑战性的课题。
一般认为,烯烃加氢的反应机理具有两种模型:Alkene和oxometallic模型。
在Alkene模型中,烯烃首先与催化剂形成烯烃催化剂络合物(alkene-catalyst complex),然后催化剂吸附氢气,生成氢气催化剂络合物(H2-catalyst complex)。
接着,烯烃与H2-catalyst complex 进行氢解反应,得到串联加氢过渡态。
最终生成饱和烃,催化剂脱除氢气,回复到活性态。
在这个过程中,中间的反应产物会累积在反应体系中,因此,反应体系中间相的组成与反应通道是不同的。
相比之下,oxometallic模型包括了一个中间的膦配合物,氢气加入这一中间体,然后经过四个转化步骤(hydrogenation-substitution-hydrogenation-subsitution),生成了饱和烃和烷基酮。
在整个反应中间体始终与反应底物一起。
该模型的精度是比较高的,但不如Alkene模型流行。
催化剂对反应机理的影响催化剂的种类和性质对烯烃加氢反应机理和反应效率有着直接的影响。
现有的研究表明,不同的催化剂在推动烯烃加氢反应中呈现出不同的机理,并导致不同的产物选择性。
铂系催化剂是开展烯烃催化加氢反应最常用的催化剂之一。
一项研究指出,喹啉草酸配体环境中铂催化剂的效率与反应机理有关。
同时,高表面积的催化剂或含有促进反应的基团也能够提升反应的进行速率。
此外,不同的铂系催化剂所呈现的反应效率也不尽相同。
因此通过优化催化剂的制备方法、配体、基团、表面积等可使铂家族的催化效率更高。
第五章 催化重整装置
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四、催化重整工业装置的类型 按照不同的分类方法,催化重整有多种类型: (1)按原料馏程分,可分为窄馏分重整和宽馏分重整两 类。 (2)按反应床层状态分,可分为固定床重整、移动床重 整和流化床重整。 (3)按催化剂类型分,可分为铂重整、双金属重整和多 金属重整。 (4)按催化剂的再生形式分,可分为半再生式、循环再 生式和连续再生式等工艺类型。
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二、重整原料的要求
对重整原料的选择主要有三个方面的要求:即 馏分组成、族组成和很低的毒物及杂质含量。 1.馏分组成
根据生产目的来确定,其馏分组成一般可分为 两个馏程范围。
生产高辛烷值汽油时,采用80~180℃的馏分; 生产苯、甲苯、二甲苯等芳烃时,采用60~145℃的馏分; 同时生产芳烃和高辛烷值汽油时,可采用60~180℃的宽馏 分。
为了使重整催化剂能长期维持高活性,必须严格 限制重整原料中杂质的含量。 若采用双金属及多金属重整工艺,往往要求其原 料中的砷<1ppb,铅<5ppb,氮<1ppb,硫 <1ppb,水<5ppb。 由于一般重整原料的杂质含量都超过了规定的限 制量,因此都必须经过预处理。
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炼油装备技术
炼油装备技术
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自最后一个反应器出来的重整产物温度很高(490℃ 左右),为了回收热量而进入一大型立式换热器与重整 进料换热,再经冷却后进入油气分离器,分出含氢85% ~95%的气体(富氢气体)。经循环氢压缩机升压后,大 部分送回反应系统作循环氢使用,少部分去预处理部分。
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因此,对加氢裂化反应要适当控制。
催化剂失活(加氢)
催化剂失活:催化剂的失活,可以归纳为两种情况。
一种是暂时性失活,它可以通过再生的方法恢复其活性;另一种是永久性失活,就无法恢复其活性。
加氢精制催化剂在运转过程中产生的积炭,又称结焦,是催化剂暂时失活的重要原因。
在加氢精制过程中,由于反应温度较高,也伴随着某些聚合,缩合等副反应,随着运转时间的延长,由于副反应而形成的积炭,逐渐沉积在催化剂上,覆盖了催化剂的活性中心,从而促使催化剂的活性不断的衰退。
一般讲,催化剂上积炭达到10—15%时,就需要再生。
金属元素沉积在催化剂上,是促使催化剂永久失活的原因。
常见的金属有镍钒、砷、铁、铜、锌等,由于金属的沉积,堵塞了催化剂的微孔,使催化剂活性丧失。
加氢催化剂:英文名称:hydrogenation catalysts说明:用于产品的生产和原料净化、产物精制。
常用的有第Ⅷ族过渡金属元素的金属催化剂,如铂、钯、镍载体催化剂及骨架镍等,用于炔、双烯烃选择加氢,油脂加氢等;金属氧化物催化剂,如氧化铜-亚铬酸铜、氧化铝-氧化锌-氧化铬催化剂等,用于醛、酮、酯、酸及CO等的加氢;金属硫化物催化剂,如镍-钼硫化物等,用于石油炼制中的加氢精制等;络合催化剂,如RhCl[P(C6H5)3],用于均相液相加氢。
催化加氢:在Pt、Pd、Ni等催化剂存在下,烯烃和炔烃与氢进行加成反应,生成相应的烷烃,并放出热量,称为氢化热(heat of hydrogenation,1mol不饱和烃氢化时放出热量)。
催化加氢的机理(改变反应途径,降低活化能):吸附在催化剂上的氢分子生成活泼的氢原子与被催化剂削弱了键的烯、炔加成。
二,NaBH4 硼氢化钠是一种良好的还原剂,它的特点是性能稳定,还原时有选择性。
可用作醛类,酮类和酰氯类的还原剂,塑料的发泡剂,制造双氢链霉素的氢化剂,制造硼氢化钾的中间体,合成硼烷的原料,以及用于造纸工业和含汞污水的处理剂。
LiALH4 "万能还原剂" 几乎所有能还原的东西都能还原。
催化加氢原理
催化加氢原理加氢反应器是一种加氢精制反应器,通常用来从汽油中除去重质馏分,使油品具有更高的辛烷值,即增加抗爆性,改善发动机燃烧性能。
加氢精制反应器的特点是反应过程均匀性高,工艺条件稳定,操作简单易控制,无需搅拌和传热设备,因此加氢精制反应器已经广泛应用于石油化工生产中。
如果是均相反应,例如合成氨的合成,就是气固相催化反应。
如果是非均相反应,例如合成气的甲烷化反应,就是液液相催化反应。
而加氢精制反应器,由于在工艺设计上考虑了两种情况,所以可以同时满足这两种反应模式。
在反应器中的气相或液相上进行各种化学反应都属于均相反应。
在均相反应中反应物不断地在反应器中转移,反应混合物的温度和浓度都是恒定的。
但是均相反应又有其不足之处:在非均相反应中,虽然反应物在反应器中不断地转移,但是反应速率和温度、压力等外界条件是随时间变化的。
因此,它与均相反应相比反应速率较慢、温度较低、压力较高。
当然还有另外一种形式的非均相反应,即多相反应,即反应过程中反应物分别在反应器的几个部位同时发生反应,例如在沸腾床反应器中发生的反应。
反应器内压力较低,适用于低压反应。
反应过程中,原料气不参与反应,只起到分离作用,因此压力不高。
但是由于反应速率不快,因此对反应器有严格的要求,不仅材质必须耐高压,而且反应器的容积也不能太大。
催化加氢反应器其实在设计催化加氢反应器时,大家都知道应该采用合理的设计方案,合理的设计方案可以避免催化剂过早失活,也可以避免活性较高的脱氢催化剂氧化分解;也可以保证较高的净化效率。
但是有很多工厂为了降低能耗,所以会把反应器设计得非常大。
大家想一想,既然采用非均相催化反应,那么我们采用的催化剂的粒径应该是非常小的,大概只有纳米级甚至亚微米级。
大家可能感觉这样的催化剂怎么可能存在呢?其实现在科技水平越来越先进,人类利用光电子技术将催化剂颗粒做得极小,并将表面包覆,从而达到提升催化活性的目的。
ams加氢还原催化剂
ams加氢还原催化剂AMS加氢还原催化剂(AMS Hydrogenation Catalyst)引言:在化工领域中,加氢还原催化剂是一种重要的催化剂,广泛应用于有机合成、石油化工、制药等领域。
AMS加氢还原催化剂是一种高效的催化剂,具有良好的催化活性和选择性,可以实现对有机化合物的加氢还原反应。
本文将介绍AMS加氢还原催化剂的特点、应用领域及其催化机理。
一、AMS加氢还原催化剂的特点AMS加氢还原催化剂是一种基于过渡金属的催化剂,具有以下几个特点:1. 高活性:AMS加氢还原催化剂具有较高的催化活性,可以在较温和的反应条件下实现高效的加氢还原反应。
这一特点使得AMS加氢还原催化剂在有机合成领域具有广泛的应用前景。
2. 良好的选择性:AMS加氢还原催化剂在加氢还原反应中具有良好的选择性,可以实现对特定官能团的加氢还原反应,而不发生其他副反应。
这一特性使得AMS加氢还原催化剂在制药领域的应用非常有前景。
3. 可重复使用:AMS加氢还原催化剂具有较好的稳定性和可重复使用性,可以多次使用而不明显降低催化活性。
这一特点可以降低生产成本,提高催化剂的经济效益。
二、AMS加氢还原催化剂的应用领域由于AMS加氢还原催化剂具有高活性和良好的选择性,因此在许多领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 有机合成:AMS加氢还原催化剂在有机合成领域中广泛应用于酮、醛等化合物的加氢还原反应。
通过选择合适的反应条件和催化剂,可以实现高效、选择性的加氢还原反应。
2. 石油化工:AMS加氢还原催化剂可以用于石油化工领域中的加氢反应,例如石脑油的加氢裂化、芳烃的加氢脱芳等反应。
这些反应在石油加工过程中起到重要的作用,而AMS加氢还原催化剂的高活性和选择性可以提高反应效率。
3. 制药工业:在制药工业中,AMS加氢还原催化剂可以用于药物的合成,例如对不饱和化合物的加氢还原反应。
通过选择合适的催化剂和反应条件,可以实现高产率和高纯度的药物合成。
石油化工过程系统概论第八章__加氢裂化装置
轴向的均匀分布。
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炼油装备技术
27
3.去垢篮筐
在加氢反应器的顶部催
化剂床层上有时设有去垢篮 筐,与床层上的磁球一起对 进入反应器的介质进行过滤。 去垢篮一般均匀地布置
在床层上表面,篮筐周围充
填适量的大颗粒瓷球,以增
加透气性。
2016/8/3 炼油装备技术 28
4.催化剂支撑盘
催化剂支撑盘由T形梁、 格栅、丝网及磁球组成。
炼油装备技术
23
(二)加氢反应器内件
加氢反应是在高温高压及有腐蚀介质(H2、H2S) 的条件下操作,除了在材质上要注意防止氢腐蚀及其 他介质的腐蚀以外,加氢反应器还应保证:
反应物(油气和氢)在反应器中分布均匀,保证反应物
与催化剂有良好的接触;
及时排除反应热,避免反应温度过高和催化剂过
热.以保证最佳反应条件和延长催化剂寿命;
第八章
加氢裂化装置
Hydrogen Cracking Unit
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炼油装备技术
1
重油轻质化基本原理是改变油品的相对分子质量
和氢碳比,而改变相对分子质量和氢碳比往往是 同时进行的。
改变油品的氢碳比有两条途径,一是脱碳,二是
加氢。
热加工过程,如焦化、催化裂化都属于脱碳过程,
它们的共同特点是要减小一部分油料的氢碳比, 因此不可避免地要产生一部分气体烃和氢碳比较 小的缩合产物——焦炭和渣油,从而使脱碳过程 的轻质油收率不会太高。
多种类型:
2016/8/3 炼油装备技术 6
按反应器中催化剂所处的状态不同,可分为固定
床、沸腾床和悬浮床等几种型式。
根据原料和产品目的不同,还可细分出很多种型
Hydrogenation Reaction:加氢反应幻灯片PPT
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• The -X or the -OH go the other carbon (the one with the least amount of hydrogen
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IA
元素周期表
O
1
1
H
ⅡA
2
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA He K
2
3
Li
4
Be
碱金属元素 碱土金属元素 惰性气体 ds区金属 非金属元素 d区金属元素 过度元素 卤素 f 区金属
5
B
6
C
7
8
NO
9 10
F
Ne
L K
3 11 12
脱金属
二烯烃 饱和
脱O 脱S
单烯烃 饱和
脱N
芳烃 饱和
加氢精制
hydrofining
H2S回 收系统
炉后混油
溶解硫化氢 铵,防止铵
盐结晶
气相或气 液混相
1或2个
冷氢
控制床
层温度
轻烃组分
加氢精制
hydrofining
2010年,洛阳石化油品质量升级改造项目重 要工程项目——新建260万吨/年柴油加氢装置
VRDS
广西石化400万吨/年渣油加氢脱硫 装置中最后一台吊装重量为900吨、 高24米的反应器顺利吊装就位
目录
渣临油氢加降氢凝
hydroVdReDwSaxing
临氢选择催化脱蜡
hydrodewaxing
临氢降凝
hydrodewaxing
机理
典型的择形催化裂化反应,主要是直链烷烃的选择裂解,与催化裂化相似
加氢段
加氢裂化
hydrocracking
山东垦利石化有限责 任公司130万吨/年蜡 油加氢裂化装置
西太平洋石化新建150 万吨/年加氢裂化装置
影响因素 操作条件
操作条件
condition
反应压力
轻质油品 气固相反应,压力 ,催化剂表面反应物和氢浓度 ,反应速度
重质油品 出现液相,压力 ,催化剂表面反应物和氢浓度 ,反应速度 催化剂表面液膜对反应物的扩散阻力 ,反应速度 压力选择不仅考虑反应速度,更应考虑对催化剂表面积炭的作用, 延长催化剂使用寿命
• 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 • 产品收率高、质量好(辛烷值相当,安定性更好) • 仍遵循正碳离子反应机理,反应热效应表现为放热反应 • 高温、高压、氢腐蚀、投资大、操作费用高
加氢裂化
hydrocracking
多环
单环
环烷烃
双环环 异 开 烷烃 构 环
单环环 异 侧链 烷烃 构 断裂
柴油:使长链的正构烷烃或少侧链的烷烃发生反应,而保留芳烃、环烷烃和侧 链烷烃,从而降低凝点
汽油:目的不是降凝,而是将直链烷烃除去,提高汽油抗爆性
临氢降凝
hydrodewaxing
与FCC比较,临氢降凝的不同之处:
• 催化剂以ZSM型沸石为主,受沸石特殊孔道的限制,只允许直链烷 烃或带甲基侧链的正构烷烃进入孔道内反应
Catalytic Hydrogenation
催化加氢
目录
加氢技术
hydrogenation
渣油加氢
VRDS
临氢降凝
hydrodewaxing
主要设备
main unit
制氢回收
recycle
催化加氢
工业电子 陈昱珍
加氢技术
hydrogenation
目录
加氢处理
hydrotreating
加氢裂化
hydrocracking
• 胜利、任丘直馏喷气燃 料馏分,通过加氢精制 提高烟点
催化裂化或重整原 料的预精制
• 焦化蜡油、含硫直馏蜡 油加氢预处理,产物可 直接作为或掺和催化裂 化原料
• 直馏石脑油馏分加氢预 精制做催化重整原料
加氢精制
hydrofining
放热 反应
加氢脱S、脱N、脱O
含S、N、O的有机化合物与H发生氢解反应,生成相应的烃和H2S,NH3和 H2O后,很容易从油品中除去
Worldwide 20.0 12.4 7.3 7.2 57.6
China 39.8 6.1 16.5 9.0 24.2
加氢精制
hydrofining
二次加工汽油、柴 油馏分的精制
• 改善焦化柴油的颜色和 安定性
• 提高催化裂化柴油的安 定性和十六烷值
含硫高的直馏煤油、 柴油馏分的精制
• 伊朗、沙特含硫柴油脱 硫
临氢降凝
hydrodewaxing
氢耗
加氢-降凝串联工艺 略高 (HT- HDW)
• 加氢与降凝反应温 度的合理匹配
• 催化剂的抗氮能力 • 催化剂活性稳定性
焦化、FCC 柴油和直馏 柴油混合油
4~8MPa; 320~380℃
临氢降凝
hydrodewaxing
Na Mg ⅢB ⅣB VB ⅥB ⅦB
Ⅷ
13 14 15 16 17 18 M
IB ⅡB Al Si
P
S
Cl Ar
L K
N
4 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 M
K
Ca Sc
Ti
V
Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
加氢精制
hydrofining
10%
Refining Process Units(2010)%
USA
FCC
34.4
Catalytic reforming
17.5
Delay Coking
16.0
Hydrocracking
9.8
Hydrotreating
78.4
Western Europe 16.4 13.2 2.6 8.2 67.9
L K
O
5 37 38
Rb Sr
39
Y
40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te
53
I
54
Xe
N M L
K
6 55
56717273747576
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
P O
Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os
起始反应温度又受催化剂使用寿命的制约,不能太高
不同组分
轻质油可以用较高的空速;重
质高含氮馏分油,在高压下, 一般空速也只能控制在1.0 h-1
左右(0.5~10 h-1 )
操作条件
condition
氢油比(体积比)
转化率 氢油比 ,氢分压 ,反应速度 ,转化率 ;当反应物完全气化后, 氢油比 ,反应物分压 ,转化率
加氢裂化
hydrocracking
加氢裂化技术具有产品方案灵活的特点,烃类在加氢条件下的反应方向和深
度,取决于烃的组成、催化剂的性能、以及操作方式等因素
原 料 VGO、CGO、FCC 循环油、脱沥青油
产 物 干气、LPG、石脑油(轻、重)/喷气燃料/柴油、尾油(FCC原料
/润滑油基础油/裂解乙烯)
• 大多数重质含硫、氮非烃和芳烃被拒之孔道外,不参与反应,也不对 酸性中心产生抑制作用
• 产物不再发生环化、缩合等二次反应,防止积炭前身物形成,使催化 剂酸性中心的活性长期保持稳定
• 沸石酸性很强,正构烷烃在较低温度下进行裂化,排除了热裂化反应 • 加氢活性较弱,保留较高的烯烃含量,使辛烷值较高,氢耗很低
对石化企业,主要为下游制取芳烃提供重整原料或优质制乙烯的加氢尾油料 对石油企业,可生产高质量喷气燃料和轻柴油
加氢裂化
hydrocracking
实质就是催化裂化反应和加氢反应的综合 加氢裂化采用具有裂化和加氢精制两种作用的双功能催化剂
✓ 其裂化活性由无定型硅酸铝或沸石提供 ✓ 其加氢功能由结合在担体上的金属组分(W、Mo、Ni、Co等)提供
的
锕 89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99 100 101 102
来
系 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No
源
加氢裂化
hydrocracking
与FCC比较,馏分油加氢裂化有以下特点:
• 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
稠环芳烃 转化深度受化学平衡的限制,在一定的温度范围内,压力 ,反应 速度
一般来说,原料越重,所需反应压力也越高;加氢精制8MPa,加氢裂化10~15MPa
操作条件
condition
反应温度
催化反应 温度 ,加氢精制和加氢裂化的反应速度 ,由于加氢裂化的反应活 化能较高,故其速度提高的更快一些 芳烃加氢属于可逆反应,反应温度 ,脱氢反应速度 ,抵消加氢 反应速度 当温度达到420℃以上,裂化反应 ,催化剂表面积炭速度 ,加氢 精制一般不超过420℃
Ir
Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
N M
L
K
7 87 88 103 104 105 106 107 108 109
Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt
活
性
镧 57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
系 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb