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简答题为什么要控制原料油中的氮含量？
  • 氮化物按其氮原子在分子中是否有孤对电子而分为碱性氮化物和非碱性氮化物二大类，由于碱性氮化物中氮杂原子存在有自由的孤对电子，即一些胺类、二氢吲哚类和六员环杂环氮化合物，这些碱性氮化物很容易吸附在催化剂酸性活性中心，因此对催化剂的毒性很大。有分子筛的催化剂比无定型催化剂更怕碱性氮化物，这是因为有机碱氮化物在催化剂上吸附与酸碱强度有关，分子筛酸性比无定形强，而脱附与温度有关，分子筛催化剂反应温度相对低，脱附慢。
    氮化物不仅影响催化剂的稳定性，对催化剂积炭也有很大影响。日本有些研究表明催化剂结炭成分含氮量远高于油中含氮化合物含量。有学者认为，中小型含氮化合物是生焦生碳的前驱物，芳烃及氮化合物受催化剂吸附过强，集中在B酸分子中心时间过长发生缩聚反应生成积炭覆盖了活性表面，造成裂化催化剂活性下降。实验室数据也表明Ni－Mo系催化剂在相同转化率的条件下氮含量2000ppm以及0ppm两种原料，其反应温度差可以达到85℃，对贵重金属催化剂的影响更大，达到110℃。当氮含量由500ppm增加到1300ppm时，催化剂的失活率增加近3倍。因此在各项指标中首要关注的是原料中的氮含量。与众多国外原油相比，我国原油的特点是多数含硫少含氮高，因此加工我国陆上原油时，对原油中的氮含量应倍加关注。
    直馏馏分油中的氮化物一般是以杂环氮化物形式存在的，其中有五员环和六员环。最常见的有吡啶、喹啉、吡咯、吲哚、咔唑及其衍生物。氮化物的分布与原料馏程有很大的相关性。当馏分变重时，一方面氮化物含量增加，另一方面多环杂氮原子化合物大量出现。因为杂环氮化物在催化剂表面的强烈吸附对加氢脱氮有自阻作用，由于原料油中的碱性氮化物及所有的加氢脱氮反应的中间产物均具有较强的碱性，它们可与催化剂活性中心产生很强的吸附作用，且又难于脱附，因此在一定程度上对催化剂反应活性产生抑制作用或暂时中毒。原料油的氮含量大幅度增高往往意味着原料油变重、变劣，绸环化合物、芳烃含量相应增加，其他杂质含量也上升，需要提高反应温度以补偿催化剂活性的下降。氮化物的脱除一般先经过氮杂环的加氢饱和，因此要达到深度脱氮总是伴随大量耗氢。氮化物在催化表面上的吸附比含氧、含硫化合物和芳烃容易得多，因此可能出现这样的情况：催化剂表面上氮化物的覆盖率相当大，但并非所有吸附的氮化物都经受加氢、氢解而脱氮，这不仅阻滞其它的加氢反应，还可能导致催化剂表面积炭的生成，使催化剂由原来的可逆吸附中毒变成了永久失活，也会造成酸性载体中毒。由于分子筛易被有机氮化物中毒，因此需要严格控制进入裂化反应器原料中的有机氮化物含量，一般要求低于10ppm。当进料油中氮含量增加时，应适当提高前置精制反应器的反应温度。同时高的氮含量还会引起较高的氨分压，这对裂化催化剂的裂化活性有一定抑制作用，导致较高的裂化段反应温度。

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