氫氣的應(yīng)用領(lǐng)域很大，其中，用量最大的是作為一種重要的石油化工原料，用于生產(chǎn)合成氨、甲醇以及石油煉制過程的加氫反應(yīng)。此外，在電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品工業(yè)、浮法玻璃、精細(xì)有機(jī)合成、航空航天工業(yè)等領(lǐng)域也有應(yīng)用。
氫氣是現(xiàn)代煉油工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的基本原料之一，在廣泛范圍內(nèi)氫以多種形式用于化學(xué)工業(yè)。合成氨、甲醇用的氫大部分是由天然氣、石腦油或重油的蒸汽轉(zhuǎn)化或部分氧化制取。一個(gè)1000t/d規(guī)模的氨廠，每生產(chǎn)1t氨需要?dú)錃?36m3,大規(guī)模生產(chǎn)合成氨的主要成本取決于氫的成。一個(gè)2500t/d規(guī)模的甲醇廠，每生產(chǎn)1t甲醇約需要?dú)錃?60m3。
石油煉制工業(yè)用氫量?jī)H次于合成氨。在石油煉制過程中，氫氣主要用于石腦油加氫脫硫、粗柴油加氫脫硫、燃料油加氫脫硫、改善飛機(jī)燃料的無火焰高度和加氫裂化等方面；在石油化工領(lǐng)域，氫氣主要用于C3餾分加氫、汽油加氫、C6－C8餾分加氫脫烷基以及生產(chǎn)環(huán)己烷等方面。
催化重整原料的加氫是除去石腦油中的硫化物、氮化物、鉛和砷等雜質(zhì)，是石油煉制工業(yè)中最早使用的過程。柴油餾分和重質(zhì)餾分的加氫脫硫操作壓力為3-4MPa，溫度340-380℃。燃料油加氫脫硫主要是由于環(huán)保的要求，因?yàn)榭諝馕廴?5%是由于燃料油燃燒時(shí)放出的SO2引起的，加氫脫硫耗氫量大，工藝上可采用直接或間接脫硫。加氫裂化是在氫氣存在下進(jìn)行的催化裂化過程，反應(yīng)主要特征是C-C鍵斷裂，空速低，所用氫氣量大。選擇性加氫主要用于高溫裂解產(chǎn)物，對(duì)乙烯餾分進(jìn)行氣相加氫，對(duì)丙烯餾分采用液相加氫，汽油餾分中富含二烯烴、烯烴和芳香烴，這類化合物在與空氣接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生膠質(zhì)，故一定要進(jìn)行加氫處理，將不穩(wěn)定化合物轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的產(chǎn)物。
加氫精制也是除去有害化合物的過程，除硫化氫、硫醇、總硫之外，炔烴、烯烴、金屬和準(zhǔn)金屬等均可在加氫過程中除去。因而，在現(xiàn)代石油化學(xué)加工過程中，利用加氫工藝可以改善石油化學(xué)品的質(zhì)量，增加最有價(jià)值的石油化學(xué)品的產(chǎn)量.減少重油殘?jiān)徒褂偷纳?，降低結(jié)碳量，提高石油加工廠的適應(yīng)性，從石油加工廢物中可以得到很多有價(jià)值的石油化學(xué)產(chǎn)品，凈化一系列產(chǎn)品，除去有害雜質(zhì)。氫是現(xiàn)代石油化工工業(yè)產(chǎn)品最通用的凈化劑，能提高大型裂化裝置的生產(chǎn)能力。
在石油化工領(lǐng)域，還可以用氫和一氧化碳反應(yīng)合成多種有機(jī)化合物，如乙二醇的合成、合成聚甲烯(poly methylen）、,醇的同系化反應(yīng)、與不飽和烴反應(yīng)制醛等。用費(fèi)托法可以合成各種烴，包括發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和一系列有價(jià)值的單一有機(jī)化合物，如固體石蠟、含氧化合物等。
此外，采用選擇加氫，可由醛制醇，炔烴制烯烴，甲苯脫烷基制苯，硝基苯加氫制苯胺以及由萘制氫化萘等。在輕化工行業(yè)中所使用的二苯基亞甲基二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、己二酸、
脂肪醇等都需要采用催化加氫工藝。氫氣純度不同對(duì)加氫裝置能耗有較大影響，如95%的氫和99%氫用于柴油加氫對(duì)比，前者能耗為后者的1.35倍。氫氣中含有的兩類雜質(zhì)對(duì)生產(chǎn)不利，一類是使催化劑中毒的雜質(zhì)(如O,H2S)，一類是惰性物質(zhì)(如甲烷、氮?dú)?、烴類)，有毒雜質(zhì)會(huì)使催化劑活性下降。
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