加氢过程化学(讲稿).ppt
《加氢过程化学(讲稿).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《加氢过程化学(讲稿).ppt(152页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、加加氢过程化学程化学(讲稿稿)主要内容主要内容背景背景石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布氧化物的类型及分布氧化物的类型及分布金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫加氢脱氮加氢脱氮加氢脱氧加氢脱氧加氢脱芳加氢脱芳渣油加氢处理渣油加氢处理加氢裂化反应过程的化学加氢裂化反应过程的化学背景背景石油中非烃组分复杂,其数量、类型及分布对加工方案影响很大。主要论述加氢处理反应过程的化学问题非烃化合物的类型反应热力学动力学反应机理根据未来市场需求设计新催化剂体系、
2、开发新工艺过程乃至解决相关工程问题 主要内容主要内容背景背景石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布氧化物的类型及分布氧化物的类型及分布金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫加氢脱氮加氢脱氮加氢脱芳加氢脱芳加氢脱氧加氢脱氧渣油加氢处理渣油加氢处理加氢裂化反应过程的化学加氢裂化反应过程的化学石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布硫化物是石油中最重要的非烃类组分,其硫化物是石油中最重要的非烃类组分,其数量、类型及分布直接影响
3、到加数量、类型及分布直接影响到加工流程以及加工方案的选择。工流程以及加工方案的选择。硫化物类型硫化物类型石油中的含硫化合物石油中的含硫化合物石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布原油中硫化物分布原油中硫化物分布石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布馏分油中硫化物分布馏分油中硫化物分布石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布重油中硫化物分布重油中硫化物分布石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布重油中硫化物分布重油中硫化物分布石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化
4、物的类型及分布硫化物的类型及分布小结小结随随着着石石油油馏馏分分沸沸点点的的升升高高,馏馏分分中中的的硫硫醇醇硫硫和和二二硫硫化化物物的的比比例例迅迅速速下下降降,硫硫醚醚硫硫的的比比例例先先增增后后减减,而而噻噻吩吩类硫类硫(主要存在于残余硫中主要存在于残余硫中)的比例则持续增加。的比例则持续增加。直直馏馏原原料料油油中中的的非非噻噻吩吩类类含含硫硫化化合合物物在在二二次次加加工工过过程程中比噻吩类含硫化合物先脱除。中比噻吩类含硫化合物先脱除。主要内容主要内容背景背景石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布氧化物的类型及分布
5、氧化物的类型及分布金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫加氢脱氮加氢脱氮加氢脱氧加氢脱氧加氢脱芳加氢脱芳渣油加氢处理渣油加氢处理加氢裂化反应过程的化学加氢裂化反应过程的化学石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布能能使使某某些些二二次次加加工工过过程程的的催催化化剂剂中中毒毒和和影影响响某某些些石石油油产产品品的的安安定定性性 石石油油中中的的氮氮化化物物大大部部分分是是杂杂环环化化合合物物,非非杂杂环环氮氮化化物物主主要要是是脂脂肪肪族胺类和腈类,其数量甚少族胺类和腈类,其数量甚少 与与
6、杂杂环环氮氮化化物物相相比比,非非杂杂环环氮氮化化物物是是比比较较容容易易加加氢氢脱脱氮氮的的,含含量量也较低,在加氢脱氮过程中这类氮化物是次要的。也较低,在加氢脱氮过程中这类氮化物是次要的。杂环氮化物可以分为碱性和非碱性氮化物两大类。杂环氮化物可以分为碱性和非碱性氮化物两大类。不不 论论 原原 油油 来来 源源 如如 何何,碱碱 性性 氮氮 与与 总总 氮氮 的的 比比 值值 近近 似似 于于 常常 数数(0.300.05)(0.300.05),而且从馏分油到渣油都是如此。,而且从馏分油到渣油都是如此。通通常常原原油油的的APIAPI度度越越小小其其氮氮含含量量越越高高,类类似似地地原原油油
7、的的残残炭炭越越高高其其氮氮含量也越高。含量也越高。与与硫硫在在石石油油馏馏分分中中的的分分布布类类似似,馏馏分分越越重重氮氮含含量量占占原原油油中中氮氮的的比比例越高。例越高。石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布在原油、页岩油和煤液化油中发现的典型含氮化合物(在原油、页岩油和煤液化油中发现的典型含氮化合物(3)石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布图图 原油中的氮含量与原油中的氮含量与APIAPI度的关系度的关系 主要内容主要内容背景背景石油中的非烃化
8、合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布氧化物的类型及分布氧化物的类型及分布金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫加氢脱氮加氢脱氮加氢脱芳加氢脱芳加氢脱氧加氢脱氧渣油加氢处理渣油加氢处理加氢裂化反应过程的化学加氢裂化反应过程的化学石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物氧化物的类型及分布氧化物的类型及分布天然原油中的氧含量一般不超过天然原油中的氧含量一般不超过2%2%,平均值,平均值0.5%0.5%左右。左右。从从煤煤、油油页页岩岩和和油油砂砂得得到到的的合合成成原原油油
9、中中的的氧氧含含量量一一般般较高较高 ,平均值分别为,平均值分别为3.8%3.8%和和1.4%1.4%。同同一一种种原原油油中中各各馏馏分分的的氧氧含含量量随随馏馏程程的的增增加加而而增增加加,在渣油中氧含量有可能超过在渣油中氧含量有可能超过8%8%。石石油油中中的的羧羧酸酸类类物物质质主主要要是是环环烷烷酸酸,在在某某些些原原油油中中也也含有少量的脂肪酸。含有少量的脂肪酸。石石蜡蜡基基原原油油中中的的有有机机酸酸以以脂脂肪肪酸酸为为主主,在在环环烷烷基基原原油油中的有机酸以环烷酸为主。中的有机酸以环烷酸为主。石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物氧化物的类型及分布氧化物的类型及分布石油或合成油
10、中一般有机氧化物的名称和类型石油或合成油中一般有机氧化物的名称和类型 主要内容主要内容背景背景石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布氧化物的类型及分布氧化物的类型及分布金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫加氢脱氮加氢脱氮加氢脱氧加氢脱氧加氢脱芳加氢脱芳渣油加氢处理渣油加氢处理加氢裂化反应过程的化学加氢裂化反应过程的化学石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布原油中的金属组分是炼油工业非常关注的问题,催化裂化原料
11、中微原油中的金属组分是炼油工业非常关注的问题,催化裂化原料中微量的镍、钒、铁和铜,对催化剂的活性有重要影响,导致干气和焦量的镍、钒、铁和铜,对催化剂的活性有重要影响,导致干气和焦炭产率增加,汽油产率下降。炭产率增加,汽油产率下降。石油中的金属组分可以分成两大类:石油中的金属组分可以分成两大类:水水溶溶性性无无机机盐盐,主主要要是是钠钠、钾钾、镁镁、钙钙的的氯氯化化物物和和硫硫酸酸盐盐,它它们们存存在在于于原原油油乳乳化化液液的的水水相相中中,这这类类金金属属原原则则上上可可以以在在脱脱盐盐过过程程中中脱除。脱除。金金属属以以油油溶溶性性有有机机金金属属化化合合物物或或其其复复合合物物、脂脂肪肪
12、酸酸盐盐或或胶胶体体悬悬浮浮物形态存在于油中,例如钒、镍、铜以及部分铁。物形态存在于油中,例如钒、镍、铜以及部分铁。石油中的镍和钒的化合物主要有卟啉化合物和非卟啉化合物两大类,石油中的镍和钒的化合物主要有卟啉化合物和非卟啉化合物两大类,这两类化合物都是油溶性的并集中在渣油中。这两类化合物都是油溶性的并集中在渣油中。金属组分中含量较高并对二次加工过程和产品性质影响金属组分中含量较高并对二次加工过程和产品性质影响较大的组分主要是镍和钒。较大的组分主要是镍和钒。石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物金属化合物的类型及分布金
13、属化合物的类型及分布主要内容主要内容背景背景石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布氧化物的类型及分布氧化物的类型及分布金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫加氢脱氮加氢脱氮加氢脱氧加氢脱氧加氢脱芳加氢脱芳渣油加氢处理渣油加氢处理加氢裂化反应过程的化学加氢裂化反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢处理反应过程的化学是针对某个工艺过程,揭示该加氢处理反应过程的化学是针对某个工艺过程,揭示该过程所发生的主要反应,各种杂原子化合
14、物的相对反应过程所发生的主要反应,各种杂原子化合物的相对反应活性,反应热力学,反应机理、反应网络及反应动力学,活性,反应热力学,反应机理、反应网络及反应动力学,在竞争环境中的加氢反应及相互影响等。在竞争环境中的加氢反应及相互影响等。主要内容主要内容背景背景石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布氧化物的类型及分布氧化物的类型及分布金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫加氢脱氮加氢脱氮加氢脱氧加氢脱氧加氢脱芳加氢脱芳渣油加氢处理渣油加氢处理加氢裂化反应过程
15、的化学加氢裂化反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应活性反应活性石油馏分中各类含硫化合物的石油馏分中各类含硫化合物的CSCS键是比较容易断裂的,其键能比键是比较容易断裂的,其键能比CCCC或或CNCN键的键能小许多。在加氢过程中,一般含硫化合物中的键的键能小许多。在加氢过程中,一般含硫化合物中的CSCS键先行断开而生成相应的烃类和键先行断开而生成相应的烃类和H H2 2S S:催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应活性反应活性硫化物的加氢脱硫反应活性与分子结构有密切的关系。硫化物的加氢脱硫反应活性与分子结构有密切
16、的关系。按以下次序增加:噻吩四氢噻吩按以下次序增加:噻吩四氢噻吩硫醚二硫化物硫醇硫醚二硫化物硫醇由由于于空空间间位位阻阻的的作作用用,噻噻吩吩类类硫硫化化合合物物中中环环烷烷环环和和芳芳香香环环的的数数目目对对其其加加氢氢反反应应活活性性影影响响很很大大,含含有有三三个个环环的二苯并噻吩加氢脱硫最难。的二苯并噻吩加氢脱硫最难。由由于于空空间间位位阻阻的的影影响响,噻噻吩吩衍衍生生物物加加氢氢脱脱硫硫反反应应的的难难易程度还与取代基的位置有关。易程度还与取代基的位置有关。例例如如,4 4,6-6-二二甲甲基基二二苯苯并并噻噻吩吩脱脱硫硫难难度度远远大大于于二二苯苯并并噻吩。噻吩。催化加氢处理反应
17、过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应活性反应活性环烷环和芳香环数目对噻吩加氢活性的影响环烷环和芳香环数目对噻吩加氢活性的影响某些噻吩类化合物的加氢反应速率常数某些噻吩类化合物的加氢反应速率常数(300,7.1MPa,Co-Mo/Al2O3催化剂)催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应活性反应活性取代基位置时加氢脱硫反应速率的影响取代基位置时加氢脱硫反应速率的影响(NiMo/Al2O3催化剂,360,氢压2.9MPa)催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应热力学反应热力学对对大大多多数数含含硫硫化化合合物物来
18、来说说,在在很很宽宽的的温温度度和和压压力力范范围围内内,其其脱脱硫硫反反应应的的化化学学平平衡衡常常数数都都是是非非常常大大的的,因因而而决决定定脱脱硫硫率率高高低低的的因因素素是是反反应应速速率而不是化学平衡。率而不是化学平衡。对对于于噻噻吩吩,压压力力越越低低时时,温温度度的的影影响响越越明明显显;温温度度越越高高时时,压压力力的的影影响响越越显显著著。若若达达到到深深度度脱脱硫硫的的目目的的,反反应应压压力力应应不不低低于于4MPa4MPa,反反应应温温度应不高于度应不高于427427。催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应机理反应机理硫醇、硫醚及二硫
19、化物的加氢脱硫反应历程比较简单。硫醇、硫醚及二硫化物的加氢脱硫反应历程比较简单。噻噻吩吩及及其其衍衍生生物物难难以以氢氢解解,反反应应历历程程也也比比较较复复杂杂。加加氢氢和和氢氢解解反反应应在在催催化化剂剂的的不不同同活活性性中中心心上上进进行行。苯苯并并噻吩的加氢脱硫更困难些。噻吩的加氢脱硫更困难些。噻吩加氢脱硫反噻吩加氢脱硫反应的两个途径应的两个途径 苯并噻吩加氢脱硫苯并噻吩加氢脱硫反应的两个途径反应的两个途径 催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应机理反应机理二苯并噻吩的加氢脱硫反应则比苯并噻吩更困难。二苯并噻吩的加氢脱硫反应则比苯并噻吩更困难。(图图
20、中中的的数数据据表表示示在在Co-Mo/Al2O3Co-Mo/Al2O3催催化化剂剂存存在在下下及及300300、10.2MPa10.2MPa时时的的表表观观反反应应速速率率常数常数(L/g(L/g催化剂催化剂s)s)图图 二苯并噻吩的加氢脱硫反应二苯并噻吩的加氢脱硫反应催化加氢反应过程的化学催化加氢反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应机理反应机理4 4,6-6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫难度大于二苯并噻吩二甲基二苯并噻吩加氢脱硫难度大于二苯并噻吩图图 4 4,6-6-二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫反应二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫反应催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反
21、应动力学反应动力学模型化合物模型化合物HDSHDS反应动力学反应动力学噻吩噻吩HDSHDS的的Langmuir-Hinshelwood速度方程速度方程上式意味着噻吩与硫化氢在同一种活性中心上竞争吸附,上式意味着噻吩与硫化氢在同一种活性中心上竞争吸附,而氢则吸附在第二种中心上。而氢则吸附在第二种中心上。k k-速度常数;速度常数;K K-吸附平衡常数;吸附平衡常数;P-P-分压;分压;H-H-氢;氢;S-H2S S-H2S;下标下标T-T-噻吩噻吩催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应动力学反应动力学模型化合物模型化合物HDSHDS反应动力学反应动力学苯并噻吩苯
22、并噻吩HDSHDS的的Langmuir-Hinshelwood速度方程速度方程稳态微分流动反应器,催化剂为硫化的稳态微分流动反应器,催化剂为硫化的Co-Mo/AlCo-Mo/Al2 2O O3 3K KBTBT是苯并噻吩的是苯并噻吩的吸附平衡常数吸附平衡常数 催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应动力学反应动力学模型化合物模型化合物HDSHDS反应动力学反应动力学二苯并噻吩的二苯并噻吩的HDSHDS反应动力学反应动力学BroderickBroderick报导,用硫化的报导,用硫化的Co-Mo/AlCo-Mo/Al2 2O O3 3催化剂在催化剂在2752753
23、22322,333315.7MPa15.7MPa的条件下,推荐如下反应速度方程式:的条件下,推荐如下反应速度方程式:K KDBTDBT是二苯并噻吩的吸附平衡常数是二苯并噻吩的吸附平衡常数 催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫反应动力学反应动力学石油馏分石油馏分HDSHDS反应动力学反应动力学 石油馏分加氢脱硫反应动力学远比纯硫化物复杂石油馏分加氢脱硫反应动力学远比纯硫化物复杂 不同类型硫化物的反应活性差别很大;不同类型硫化物的反应活性差别很大;馏分油加氢脱硫扩散因素有重要影响,掩盖了真正脱硫反应馏分油加氢脱硫扩散因素有重要影响,掩盖了真正脱硫反应的动力学特征的动
24、力学特征Le PageLe Page曾报导对工业原料油的加氢脱硫可以用下列反应速度方曾报导对工业原料油的加氢脱硫可以用下列反应速度方程来描述:程来描述:式中,式中,x-x-转化率,转化率,a-a-原料油中初始硫含量,原料油中初始硫含量,数值为数值为1 12 2。主要内容主要内容背景背景石油中的非烃化合物石油中的非烃化合物硫化物的类型及分布硫化物的类型及分布氮化物的类型及分布氮化物的类型及分布氧化物的类型及分布氧化物的类型及分布金属化合物的类型及分布金属化合物的类型及分布催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱硫加氢脱硫加氢脱氮加氢脱氮加氢脱氧加氢脱氧加氢脱芳加氢脱芳渣油加氢处
25、理渣油加氢处理加氢裂化反应过程的化学加氢裂化反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱氮加氢脱氮反应活性反应活性石油馏分所含氮化物加氢脱氮后生成相应的烃类和氨石油馏分所含氮化物加氢脱氮后生成相应的烃类和氨R-NH2+H2RH+NH3RCN+3H2RCH3+NH3 催化加氢处理反应过程的化学催化加氢处理反应过程的化学加氢脱氮加氢脱氮反应活性反应活性含氮杂环化合物加氢脱氮反应活性含氮杂环化合物加氢脱氮反应活性活性顺序活性顺序(按以下顺序依次增大(按以下顺序依次增大 )碱碱性性氮氮化化物物加加氢氢脱脱氮氮反反应应速速度度常常数数的的差差别别不不大大(在在一一个个数数量量
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 加氢 过程 化学 讲稿
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。