4種類の水素化反応の中で、なぜ反応速度が最も遅いのは脱窒なのか？

コピーしたものですが、窒素除去反応の特徴について共有します。水素化脱窒の役割は、第一に、原料中の窒素を工程要件に合致するレベルまで除去し、水素化分解触媒の機能を十分に発揮させることです；二、規格要求を満たす製品の生産（油品の安定性などの使用性能は窒素含有量に関連する）。 アルカリ性窒化物の脱窒反応の速度定数には大きな違いはなく（1オーダー程度）、その中でキノリンの脱窒速度が最も高く、芳香環が増えるにつれて速度は低下する。異なる窒化物は、空間的な障害の影響をほぼ同様に受ける。脱窒反応において、窒化物は窒素原子の末端を通じて触媒表面に吸着されるのではなく、芳香環のπ結合を介して触媒に吸着される。C-N結合の水素分解が起こる前に、まず複素環の水素化飽和が行われる。したがって、脱窒反応はまず芳香環を水素化飽和させ、その後さらに開環して脱窒するものと考えられる。そのため、水素化脱窒のコストは水素化脱硫よりも高くなる。 窒素含有化合物の水素化活性の特徴は、単環窒化物の水素化活性がピリジン＞ピロール≈アニリン＞ベンゼン環であることです；多環窒化物：多環＞二環＞単環；複素環 > 芳香環。 窒素含有化合物の水素化反応は、熱力学的に次のような特徴を持つ。すなわち、一般的な水素化温度範囲において水素化反応の平衡定数は小さく、またヘテロ環の水素化反応は発熱反応であり、温度が上昇するとヘテロ環の水素化飽和が進みにくくなる；しかし、この温度範囲における複素環窒化物の水素分解および脱窒反応は、熱力学的に有利である。要するに、より低い反応温度で操作すると、平衡は環水素化反応に有利となるが、この場合水素分解反応の速度は低く、全体の水素化脱窒速度も低くなる；反応温度が上昇すると、一方で窒素解離速度が増し、脱窒速度の向上に寄与するが、他方で水素化反応の平衡定数が低下し雑環式水素化生成物の濃度が減少するため、結果として全体的な脱窒速度は低下する。したがって、温度が上昇すると、全体的な水素化脱窒速度には最大値が現れ、それ以前は反応は動力学的制御を受け、その後は熱力学的制御を受ける。場合によっては、ヘテロ環窒化物とその水素化生成物の熱力学的平衡が、全体的な水素化脱窒速度を制限し、影響を与えることがある。ピリジンを例にとると、反応温度が上昇するにつれて、ピリジンの水素化飽和後の中間生成物の**水素分解反応の速度定数は増加する。しかし、ある程度高い温度に達すると、**の平衡濃度が低下する影響が**水素分解反応の速度定数の増加する影響よりも大きくなるため、全体としての水素化脱窒反応の速度は低下する。最高転換率に達する温度は操作圧力に関連しており、圧力が高くなるほど最高転換率に達する温度も高くなる。この特性は多環芳香族の水素化の特徴と非常によく似ている。かなり高い圧力下でのみ、ピリジンと**との間の平衡制限を無視することができる。低温高圧は、ヘテロ環窒化物の脱窒反応に有利である。 他の不純原子の存在が水素化脱窒に与える影響は、窒化物の活性サイトへの吸着平衡定数が他の不純原子よりもはるかに大きいためであり、他の不純原子による水素化脱窒反応への阻害効果は非常に小さい。逆に、チオフェンや硫化水素の存在は、高温条件下でC-N結合の水素解離反応を促進することさえある。チオフェンによるピリジンの脱窒への影響を例にとると、低温下では競合吸着によりピリジンの水素化反応が中程度に阻害される；高温下でのHDS反応により生成される硫化水素がC-N結合の切断速度を促進し、それによって全体的なHDN反応速度が増加する。しかし、窒化物同士の自己ブロッキングと相互ブロッキング効果ははるかに顕著である。

速い順から遅い順は、脱金属、ジエンの飽和、脱硫、脱酸素、モノエンの飽和、脱窒、芳香族の飽和である

要するに、ハロゲン化窒素は一般的に環状芳香族などの内部に存在し、水素化は段階的に環を開く過程であるため、窒化物は除去しにくいのです