隨著精細化工行業競爭日益激烈,各生產企業對于生產的效率、產能、安全、環保等要素不斷提高。現目前,部分精細化工企業都存在加氫過程。
加氫反應是可逆、放熱和分子數減少的反應,根據呂·查德里原理,低溫、高壓有利加氫反應釜于化學平衡向加氫反應方向移動。加氫過程所需的溫度決定于所用催化劑的活性,活性高者溫度可較低。對于在反應溫度條件下平衡常數較小的加氫反應(如由一氧化碳加氫合成甲醇),為了提高平衡轉化率,反應過程需要在高壓下進行,并且也有利于提高反應速度。采用過量的氫,不僅可加快反應速度和提高被加氫物質的轉化率,而且有利于導出反應熱。過量的氫可循環使用。 ①氫與一氧化碳或有機化合物直接加氫,例如一氧化碳加氫合成甲醇,己二腈加氫制己二胺②氫與有機化合物反應的同時,伴隨著化學鍵的斷裂,這類加氫反應又稱氫解反應,包括加氫脫烷基、加氫裂化、加氫脫硫等。例如烷烴加氫裂化,甲苯加氫脫烷基制苯,硝基苯加氫還原制苯胺,油品加氫精制中非烴類的氫解:RSH+H2─→RH+H2S 非烴類含氮化合物難氫解;在同類非烴中分子結構越復雜越難氫解。
常用的加氫反應器有兩類:一類用于高沸點液體或固體(固體需先溶于溶劑或加熱熔融)原料的液相加氫過程,如油脂加氫、重質油品的加氫裂解等。液相加氫常在加壓下進行,過程可以是間歇式的,也可以是連續的。間歇液相加氫常采用具有攪拌裝置的壓力釜或鼓泡反應器。連續液相加氫可采用涓流床反應器或氣、液、固三相同向連續流動的管式反應器。另一類反應器用于氣相連續加氫過程,如苯常壓氣相加氫制環己烷、一氧化碳高壓氣相加氫合成甲醇等,反應器的類型可以是列管式或塔式。在高溫、高壓下,氫與鋼材中的碳原子能化合生成甲烷,使鋼材變脆,稱為氫蝕。故高壓加氫的反應器,必須采用合金鋼材。氫是易燃、易爆物質,加氫過程必須考慮安全措施。