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氢气的应用领域很大，其中，用量最大的是作为一种重要的石油化工原料，用于生产合成氨、甲醇以及石油炼制过程的加氢反应。此外，在电子工业、冶金工业、食品工业、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天工业等领域也有应用。 

　　氢气是现代炼油工业和化学工业的基本原料之一，在广泛范围内氢以多种形式用于化学工业。合成氨、甲醇用的氢大部分是由天然气、石脑油或重油的蒸汽转化或部分氧化制取。一个1000t/d规模的氨厂，每生产1t氨需要氢气336m3,大规模生产合成氨的主要成本取决于氢的成。一个2500t/d规模的甲醇厂，每生产1t甲醇约需要氢气560m3。 

　　石油炼制工业用氢量仅次于合成氨。在石油炼制过程中，氢气主要用于石脑油加氢脱硫、粗柴油加氢脱硫、燃料油加氢脱硫、改善飞机燃料的无火焰高度和加氢裂化等方面；在石油化工领域，氢气主要用于C3馏分加氢、汽油加氢、C6－C8馏分加氢脱烷基以及生产环己烷等方面。 

　　催化重整原料的加氢是除去石脑油中的硫化物、氮化物、铅和砷等杂质，是石油炼制工业中最早使用的过程。柴油馏分和重质馏分的加氢脱硫操作压力为3-4MPa，温度340-380℃。燃料油加氢脱硫主要是由于环保的要求，因为空气污染95%是由于燃料油燃烧时放出的SO2引起的，加氢脱硫耗氢量大，工艺上可采用直接或间接脱硫。加氢裂化是在氢气存在下进行的催化裂化过程，反应主要特征是C-C键断裂，空速低，所用氢气量大。选择性加氢主要用于高温裂解产物，对乙烯馏分进行气相加氢，对丙烯馏分采用液相加氢，汽油馏分中富含二烯烃、烯烃和芳香烃，这类化合物在与空气接触时会产生胶质，故一定要进行加氢处理，将不稳定化合物转化成稳定的产物。 

　　加氢精制也是除去有害化合物的过程，除硫化氢、硫醇、总硫之外，炔烃、烯烃、金属和准金属等均可在加氢过程中除去。因而，在现代石油化学加工过程中，利用加氢工艺可以改善石油化学品的质量，增加最有价值的石油化学品的产量.减少重油残渣和焦油的生成，降低结碳量，提高石油加工厂的适应性，从石油加工废物中可以得到很多有价值的石油化学产品，净化一系列产品，除去有害杂质。氢是现代石油化工工业产品最通用的净化剂，能提高大型裂化装置的生产能力。 

　　在石油化工领域，还可以用氢和一氧化碳反应合成多种有机化合物，如乙二醇的合成、合成聚甲烯(poly methylen）、,醇的同系化反应、与不饱和烃反应制醛等。用费托法可以合成各种烃，包括发动机燃料和一系列有价值的单一有机化合物，如固体石蜡、含氧化合物等。 

　　此外，采用选择加氢，可由醛制醇，炔烃制烯烃，甲苯脱烷基制苯，硝基苯加氢制苯胺以及由萘制氢化萘等。在轻化工行业中所使用的二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、己二酸、 

　　脂肪醇等都需要采用催化加氢工艺。氢气纯度不同对加氢装置能耗有较大影响，如95%的氢和99%氢用于柴油加氢对比，前者能耗为后者的1.35倍。氢气中含有的两类杂质对生产不利，一类是使催化剂中毒的杂质(如O,H2S)，一类是惰性物质(如甲烷、氮气、烃类)，有毒杂质会使催化剂活性下降。