加氫裂解

加氫裂解是一個複雜過程。它的最佳條件取決於原料類型和性質。可以假設過程分成二段，採用不同的温度條件、氣體產物組成和反應時間可以得到含大量輕質芳香化合物和有效地利用氫。加氫裂解不需要消耗大量氫，因為油或者煤中含有形成輕質組分所需的一部分氫。煤加氫裂解進一步研究方向是增加液體產率，因此必須更有效地利用煤中氫，降低工藝過程氫耗，將淺度液化和氣化技術運用到工業生產 ^[2]  。

加氫裂解所用原料可以從石腦油到重真空煤柴油、催化循環油及焦化柴油。目前所用催化劑再生週期為2.5~4年，經再生之後的催化劑活性可恢復到接近新催化劑的性能。一般催化劑使用壽命為6年，有一個裝置約分子篩催化劑已經使用了16年，產品可以從石腦油、汽油到中間餾份油，產品的改變主要通過改變工藝條件及或選擇適當的催化劑達到 ^[3]  。

如果採用非貴金屬的聯合油加氫裂解催化劑，工藝的靈活性將大大提高，可以隨需要生產以石腦油、航煤、或柴油為主的產品 ^[3]  。

煤加氫裂解可以得到組成主要為輕質芳香烴的液體產物、中熱值煤氣和部分脱硫的固體燃料(半焦)。它與液化和氣化不同，液體產物較低，這是由於受原料和半焦中氫含量的限制的結果，但是，加氫裂解具有工藝過程簡單、熱效率比較高的優點，因此在近幾年裏受到人們很大注意 ^[2]  。

l由於加氫裂解半焦或周體殘渣本身含有大量化學活性氫，所以當温度高於800℃時發生氣化，其速度取決於温度，且與氫分壓成比例。可以設想，如果煤中氫是均勻分佈在煤化學組成中間，煤在加熱過程幾乎全部都可以轉變成揮發組分。在裂解過程中，煤中大部分氫以水和輕質脂肪烴(CH₄、C₂H₆)析出，因此為使穩定的芳香結構轉變成輕質組分所需的氫量就不夠用。從外面引入氫將促使縮合芳香物質加氫裂解，且阻止輕質組分加氫時生成半焦的二次反應 ^[2]  。

氫不能直接穩定焦油，推測氫對裂解產物穩定性影響是由於以下作用：1）促使煤加氫裂解，生成較多飽和的，含有大量輕質組分的焦油；2）使裂解產物或加氫裂解焦油飽和化；3）阻礙焦油由裂解段析出，促使這些焦油裂解 ^[2]  。

過程最終温度對煤在加氫裂解中的變化程度呈現最大的影響。液體產物的產率在温度600℃時達到最大值。温度低於600℃，熱油和瀝青烯分子在反應段不分解，也不生成較質芳香化合物 ^[2]  。

煙煤加氫裂解過程中，氫氣壓力是主票參數之一，它直接影響產物的量和質量。提高氫氣壓力能使煤和重質烴類轉變成輕質芳香化合物和酚，並且阻止縮合反應發生。當氫壓力從1MPa提高到10MPa時，液體和氣體產率增加一倍。但是,在等温條件下進一步提高壓力，產率並沒有明顯變化。在加氫裂解過程中，原煤的分子蒸餾作用或分子破壞作用與在中性氣體中所發生的作用是一樣的。氫壓愈高，煤熱分解產物加氫活性愈高，結果形成高芳化焦油。