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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)氫以多種形式用于石油化學(xué)工業(yè)。我國的合成氨生產(chǎn)的主要原料是煤制氣、天然氣、石腦油和重油，一個1000t/d規(guī)模的合成氨廠，每生產(chǎn)1t氨氨約需氫氣336m³。與合成氨一樣，合成甲醇的氫大部分也是由煤制氣、天然氣、石腦油或重油制取，一個日產(chǎn)千噸級規(guī)模的甲醇廠，每生產(chǎn)1t甲醇約需氫氣560 m^3。。由于甲醇是一種基本有機(jī)化工原料，又可作為代替燃料，其需要量日益增長，因而用于甲醇合成的氫氣量也有可能繼續(xù)增長。

石油煉制工業(yè)用氫量僅次于合成氨。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、燃料加氫脫硫、改善飛機(jī)燃料性能和加氫裂化等方面；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)已烷等方面。

催化重整原料的加氫是除石腦油中的硫化物、氮化物、鉛和砷等雜質(zhì)，是石油煉制工業(yè)是zui早使用的過程。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。選擇性加氫主要用于高溫裂解產(chǎn)物，對乙烯餾分進(jìn)行氣相加氫，對丙烯餾分采用液相加氫。

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zui有價值的石油化學(xué)品的產(chǎn)量，減少重油殘渣和焦油的生成，降低結(jié)炭量，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)代石油加工工業(yè)產(chǎn)品zui通用的交化劑，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、醇的同系化反應(yīng)、與不飽和烴反應(yīng)制醛等。此外，采用選擇加氫，可由醛制醇，炔烴制烯烴，硝基苯加氫制苯胺以及由萘制氫化萘等