催化加氢试题和答案

1、一、概念问题1.催化加氢：催化加氢是在氢气存在下对石油馏分进行催化加工的总称。2.加氢处理：指加氢反应过程中只有10%的原油分子变小的加氢技术。3.加氢裂化：指10%以上的原料油分子在加氢反应中变小的加氢技术。4.加氢脱硫反应：石油馏分中的含硫化合物在催化剂和氢气的作用下发生氢解反应，转化为相应的烃和不含硫的H2S。5.加氢脱氮(HDN)反应：石油馏分中的含氮化合物在催化剂和氢气的作用下发生氢解反应，转化为相应的碳氢化合物和无氮NH3。6.加氢脱氧(HDO)反应：含氧化合物通过氢解反应生成相应的烃和水。7.空速：指单位时间内通过单位催化剂的进料油量。有两个表达式，一个是体积空速，另一个是重量空

2、速。8.氢油比：进入反应器的气体流速与每单位时间的原油量的比率。9.石脑油加氢精制：指对高硫原油的直馏石脑油和二次热加工石脑油(如焦化石脑油)进行加氢精制，除去硫、氮等杂质和烯烃饱和，从而获得乙烯裂解原料。10.润滑油催化脱蜡技术：在氢气和择形分子筛的存在下，高凝点的正构烷烃被选择性裂解成气体和较小的烃分子，从而降低润滑油的凝点。11.润滑油异构化脱蜡技术：是指高倾点正构烷烃在特殊分子筛催化剂的作用下，发生异构化反应生成低倾点支链烷烃的技术。12.氢脆：钢中氢残留引起的脆化。13.高温氢腐蚀：氢在高温高压下扩散到钢中，与不稳定的碳化物反应生成甲烷气泡(包括甲烷的成核和生长)，即Fe3C 2H2

3、CH4 3Fe，在晶间空洞和非金属夹杂物中积累，导致钢的强度、韧性和韧性下降和恶化，同时发生晶间断裂。14.设备泄漏：即管道或高压设备的法兰连接处以及循环氢压缩机的运动部件处的泄漏。15.溶解损失：指当生成油降压并排出这部分气体时，气体在高压下溶解在生成油中造成的损失。第二，简短回答问题1.加氢精制的目的和优点。答：(1)加氢精制的目的是脱除油品中的硫、氮、氧杂原子和金属杂质，同时选择性加氢饱和烯烃、二烯烃、芳烃和多环芳烃，从而提高油品的使用性能。加氢精制具有原料油范围广、产品弹性大、液体产品收率高( 100%)和产品质量好的优点。此外，与其他产生废渣的化学精炼方法相比，它也有利于保护环境和改

4、善工人的工作条件。因此，这种方法被广泛用于加工高硫原油或低硫原油的炼油厂中，以提高石油产品的质量。2.为什么热裂解在渣油加氢裂化中起重要作用？答：馏分油加氢裂化的主要原料是减压蜡油、焦化蜡油、裂化循环油、脱沥青油等。其目的是生产高质量的轻油产品，如柴油、航空煤油、汽油等。其特点是生产灵活性大，能根据市场需求及时调整生产计划。渣油加氢裂化本质上不同于馏分油加氢裂化。由于渣油富含大量硫化物、氯化物、胶质、沥青质大分子和金属化合物，催化剂的作用大大降低。因此，热裂解反应在渣油加氢裂化中起着重要的作用。一般来说，渣油加氢裂化产品需要加氢精制。3.加氢技术快速发展的主要原因是什么？答：(1)随着原油变得

5、越来越重，硫的含量(2)随着世界经济的快速发展，对轻油产品的需求持续增长，特别是中间馏分喷气燃料和柴油。因此，原油需要深加工。加氢技术是炼油厂深加工的有效方法。(3)环境保护需要。为了实现可持续发展，应该使用清洁燃料。4.为什么加氢裂化催化剂的加氢活性和酸活性要很好地匹配？答：改变催化剂的加氢活性和酸活性之比可以改变裂化和异构化反应的程度，从而改变烷烃加氢裂化的产品组成。如果催化剂的酸活性相对较高，产物的异构化程度也较高，二次裂化反应会过于强烈，反应产物中的小分子和不饱和烃会增加，严重时会产生焦炭。如果催化剂的加氢活性相对较高，产物的异构化程度相对较低，异构化产物与正常结构产物的比率将低于催化

6、裂化产物中的相应比率，并且加氢裂化过程中形成的烯烃将被快速加氢和饱和(所得产物的饱和度相对较高)，没有时间进一步裂化或吸附在催化剂表面并脱氢和冷凝生成焦炭。因此，加氢裂化催化剂的加氢活性和酸活性应匹配良好。5.氢气分压对加氢过程的影响。答：氢分压对加氢过程的影响可以得出以下基本结论：(1)氢气分压与原料组成和性质、反应条件、氢气消耗和工艺总压力等有关。(2)随着氢气分压的增加，脱硫率、脱氮率和芳烃加氢饱和转化率也增加；(3)对于VGO原料，在其他参数相对不变的情况下，氢气分压对裂解转化深度有正向影响；(4)对于重馏分油加氢裂化，当转化率相同时，产品分布基本上与压力无关；(5)反应氢分压是影响产

7、品质量的重要参数，尤其是产品中芳烃含量与反应氢分压有很大关系；(6)反应氢的分压对催化剂的失活速率也有很大影响，压力过低会导致催化剂快速失活，不能长时间运行。目前，工业装置的操作压力一般在7.0兆帕至20.0兆帕之间。6.为什么说氢油比的变化实际上是影响反应过程的氢分压？答：就反应而言，氢油比的变化实际上是影响反应过程的氢分压。氢油比对氢分压的主要影响是：第一，当过程中氢油比较低时，随着反应过程中氢消耗的减少和反应产物中分子量的降低，汽化率增加；与入口相比，由反应热引起的床温升高导致从催化剂床到反应器出口的氢气分压显著降低。第二，当其他参数保持不变时，如果氢油比增加，从入口到出口的氢分压下降将

8、显著减少。也就是说，氢油比的增加实质上增加了反应过程中的氢分压。7.为什么石脑油加氢精制一般采用两段加氢精制工艺？答：石油二次热加工中的焦化石脑油馏分质量差，一般含有20%左右的二烯烃，总烯烃含量可高达40%，同时还含有大量的硫和氮化合物，因此一般采用两段加氢精制工艺。第一阶段在低温下氢化，以使容易焦化的二烯烃饱和；第二阶段采用更苛刻的操作条件进行脱硫、脱氮和烯烃饱和。焦化石脑油可采用一步法生产。然而，由于烯烃含量高，床温上升很大，达到125。如此大的温升不仅难以操作，答：压力对柴油加氢精制深度的影响比汽油和煤油加氢精制更复杂，因为柴油在加氢精制条件下可能是气相或气液混合相。当处于气相时，反应

9、压力增大，导致反应时间延长，从而增加加氢精制深度，特别是脱氮率明显提高，但对硫无影响。当加氢精制压力在反应体系中逐渐增加到液相，然后压力不断增加，加氢精制效果会变差。因此，在液相出现后，增加反应压力将使催化剂表面的液体层增厚，降低反应速率。因此，为了达到柴油加氢精制的最佳效果，应选择仅蒸发原料油的氢气分压。9.简述单段加氢裂化工艺的优缺点。答：单段加氢裂化工艺具有以下特点：(1)裂化活性相对较弱的非晶态催化剂或含少量分子筛的非晶态催化剂具有抗原料油中有机硫和氮能力强、催化剂温度敏感性低、运行中温度不易失控的优点。(2)中间馏分具有良好的选择性，产品分布稳定，首尾变化不大。(3)工艺简单，投资相

10、对较少，操作容易。(4)床层反应温度较高，末级气体产率较高。(5)原料适应性差。不适合加工干点高、含氮量高的VGO原料。(6)设备运行周期相对较短。10.单级串联工艺与单级工艺相比的优势。答：产品方案是灵活的。只有通过改变操作模式和工艺条件或更换催化剂，才能根据市场需求在很大程度上调整产品结构。原料适应性强，可以加工较重的原料，包括高倩点的重VGO和溶剂脱沥青油。可以在相对较低的温度下操作，因此有效地抑制了热裂化，并且可以大大降低干气产率。11.两步法与单步法相比的优势。答：(1)产气率低，干气少，目标产品收率高，液体总收率高。(2)产品质量好，特别是产品中的芳烃含量很低。(3)氢气消耗低。(

11、4)产品方案灵活、庞大。(5)原料适应性强，可以加工较重和较差的原料。12.与其他石油二次加工产品相比，加氢裂化产品的特点。答：(1)加氢裂化液体收率高；(2)加氢裂化气体产率很低；(3)加氢裂化产品饱和度高，烯烃少，非烃含量低，产品稳定性好。柴油具有高十六烷值和低胶质。(4)原料中的多环芳烃主要集中在加氢裂化反应中选择性断环后的石脑油馏分和中间馏分中，因此石脑油馏分的芳烃潜在含量较高，中间馏分中的环烷烃也保持较好的燃烧性能和较高的热值。然而，由于环烃的减少，尾油具有较低的BMCI值，环烃适合作为通过裂化生产乙烯的原料。(5)加氢裂化工艺具有很强的异构化能力，无论加工何种原料，产品中异构烃都较

12、多。(6)加氢裂化产品的收率分布可以通过催化剂和工艺的改变而大大调整。13、加氢反应器设备要求。答：加氢反应器是加氢过程的核心设备。它在高温高压的氢气环境中运行，进入反应器的物料通常含有硫和氮等杂质，这些杂质会分别与氢气反应生成腐蚀性的硫化氢和氨气。此外，由于氢化过程是放热的，反应热相对较高，床层温度将升高，但不应发生局部过热。因此，反应器的内部结构应确保：气体和液体流体的均匀分布；及时消除过程中的反应热；反应器容积的有效利用；Th答：如果新氢的纯度低，它必须包含更多的其他成分(N2，甲烷等)。)，它不能溶解在生成的油中，但相当大一部分组分积聚在循环气体中，降低了氢气的纯度。为了保持循环氢的纯

13、度，有必要释放一部分循环氢，同时补充一部分新氢，从而增加新氢的消耗。因此，人们总是希望新氢的纯度越高越好，因为它可以减少新氢的消耗和系统的总压力。第三，判断问题1.润滑油加氢是将润滑油的组分进行加氢精制和加氢裂化反应，改变一些非理想组分的结构，从而达到去除杂原子、饱和部分芳烃、提高润滑油使用性能的目的。()2.加氢处理主要用于渣油和脱沥青油。()3.在实际的加氢过程中，对于大多数含硫化合物来说，决定脱硫率的是化学平衡而不是反应速率。()4.在加氢精制过程中，各种硫化物的氢解反应是放热的。()5.石油馏分中各种含硫化合物的C-S键的键能小于碳碳键或碳氮键的键能。因此，在氢化过程中，含硫化合物的C

14、-S键首先断裂，生成相应的烃和H2S。()6.馏分越重，加氢脱氮越容易。()7.含有两个氮原子的六元杂环氮化物通常比仅含有一个氮原子的六元杂环氮化物更容易加氢脱氮。()8.芳烃加氢反应的化学平衡常数随温度的升高而增大。()9.芳烃的深度转化必须在更高的压力下进行。在较低的温度下，压力增加，平衡向右移动，这有利于提高加氢产物的平衡浓度。()10.一般来说，提高氢气分压有利于加氢反应和加快反应速度。()11.对于给定的加氢装置，当进料速度增加时，空速增加，这意味着每单位时间通过催化剂的原料油量大，原料油在催化剂上的停留时间短，反应深度浅；反之亦然，达拉斯到礼堂()12.对于高氮含量的重油加氢处理，

15、考虑到加氢脱氮反应深度的要求，在高压下应采用较高的空速。()13.高氢油比非常有利于减缓催化剂的失活速度，延长装置的运行周期。()14.加氢精制装置中使用的大部分氢气来自催化重整的副产物氢气。当重整副产物氢气不能满足要求或没有催化重整装置时，氢气由制氢装置提供。()15.加氢预处理工艺是润滑油常规加工流程的初始加工步骤。其目的是去除原油中的杂原子化合物，提高后续溶剂精制的操作性能。()16.加氢反应器是加氢过程的核心设备。()17.通过化学反应改变重质原料油的烃比是生产轻质油品的基本原则。()18.改变原料油烃比的方法是脱碳和加氢。()19.加氢裂化是一个脱碳过程。()20.加氢裂化反应在两种

16、活性中心上进行。()21.加氢裂化产品含有大量的异构物质，这是由加氢裂化反应机理决定的。()22.加氢裂化反应过程不遵循碳正离子反应过程。()23.加氢裂化反应是吸热反应的组合。()24.加氢裂化反应主要包括裂化、加氢、异构化、氢解和叠加。()25.加氢裂化过程中的所有化学反应，包括叠加反应，都是我们想要的反应。()26.加氢裂化反应中的水解反应主要是脱除化合物中硫、氮和氧的反应。()27.加氢裂化催化剂载体为无催化活性的无定形硅酸和分子筛。()28.具有良好选择性的加氢裂化催化剂将促进我们所期望的re32.高反应压力有利于裂化反应和异构化反应。()33.过高的反应温度会降低汽油和喷气燃料等液体产品的产量。()34.提高空速或降低反应温度可以达到相同的转化率。()35.反应温度是控制加氢裂化反应最有效的手段。()四、填空1.催化加氢技术包括加氢处理和加氢裂