水素化脱窒素

水素化脱窒素（HDN ）は、石油から窒素を除去する工業プロセスです。有機窒素化合物は、たとえ微量であっても、下流の触媒を被毒させるため、望ましくありません。さらに、燃焼すると、汚染物質であるNOxが発生します。HDNは一般的な水素化処理として実施されますが、硫黄化合物の方が問題となるため、従来は水素化脱硫（HDS）に重点が置かれていました。ある程度、水素化脱酸素（HDO）も行われます。^{[ 1 ]}

石油中の典型的な有機窒素化合物には、キノリン、ポルフィリン、およびそれらの誘導体が含まれます。総窒素含有量は通常1%未満で、目標値はppmレベルです。有機地球化学で説明されているように、有機窒素化合物は、化石燃料の前駆体を構成する生物物質中の化合物の誘導体または分解生成物です。HDN（水素化窒素）では、有機窒素化合物は触媒の存在下で高温で水素と反応させられ、最終的な変換は次のようになります。^{[ 2 ]}

R ₃ N + 3 H ₂ → 3 RH + NH ₃

触媒は一般的にコバルト、ニッケルに加え、二硫化モリブデン、あるいは稀に二硫化タングステンをアルミナに担持したものから構成されます。触媒の正確な組成、すなわちCo/Ni比やMo/W比は、特定の原料に合わせて調整されます。金属リン化物を含む、様々な触媒組成が検討されています。^{[ 3 ]}

参考文献

1. Topsøe, H.; Clausen, BS; Massoth, FE, Hydrotreating Catalysis, Science and Technology, Springer-Verlag: Berlin, 1996
2. プリンス・ロエル著「水素化処理」エルトル・ゲルハルト編『不均一触媒ハンドブック（第2版）』（2008年）、6、2695-2718頁 。ISBN 978-3-527-31241-2
3. Oyama, S. Ted; Gott, Travis; Zhao, Haiyan; Lee, Yong-Kul「遷移金属リン化物水素化処理触媒：レビュー」Catalysis Today 2009, vol. 143, pp. 94-107 doi : 10.1016/j.cattod.2008.09.019