加氫與脫氫過程課件_1

《加氫與脫氫過程課件_1》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、4.3加氫與脫氫過程加氫：在催化劑作用下，化合物分子與氫氣反生反應而生成有機化工產(chǎn)品的過程，是還原反應的一種。脫氫：從化合物中除去氫原子的過程，是氧化反應的一種。分為加熱脫氫和催化脫氫。兩者可逆，同時進行。一般而言：加壓，低溫有利于加氫。低壓高溫有利于脫氫。4.3.1加氫反應氫氣性質(zhì)氫蝕：加氫反應大多數(shù)在加壓條件下進行。高溫高壓下，氫氣侵入鋼的晶格中，與鋼中的碳原子化合生成甲烷，此甲烷向外擴散逸去，在晶格中留下氣孔，使晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，鋼材脆化。氫氣來源：電解水電解食鹽水制備燒堿甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法煤氣化法

2、CO變換部分氧化法加氫反應類型1.不飽和鍵加氫2.芳烴加氫3.含氧化合物加氫醛、酮、酸、酯醇4.含氮化合物加氫－CN，－NO2－NH25.氫解指加氫過程有裂解，產(chǎn)生小分子混合物。酸、酯、醇、烷基芳烴加氫時可產(chǎn)生氫解。4.3.1.2加氫反應規(guī)律反應平衡常數(shù)與溫度關(guān)系。總規(guī)律：加氫是放熱反應，溫度升高，平衡常數(shù)減小。1）即使高溫，平衡常數(shù)依然很大，主要考慮反應速率。2）溫度升高，平衡常數(shù)減小比較顯著。為了高溫下達到較高轉(zhuǎn)化率，加壓或氫氣過量方法。3）低溫時平衡常數(shù)才大，升溫，平衡常數(shù)減小很顯著。高溫高壓下

3、進行。對應于不同轉(zhuǎn)化率時的最佳溫度所組成的曲線，稱為最佳溫度分布曲線。（2）氫氣比A+H2BH2↑，優(yōu)點：X↑，有利于移走反應熱。缺點：yB↓,分離難，循環(huán)量大，能耗大。（3）溶劑的影響采用溶劑目的：（1）反應物與生成物有固體存在，使用溶劑可使分散均勻。（2）稀釋反應物，移走反應熱，減小熱效應。結(jié)果：（1）改變物理性質(zhì)－傳質(zhì)、傳熱（2）改變反應速度，反應選擇性4.3.1.3加氫催化劑（1）金屬催化劑Ni,Pd,Pt/載體活性高，易中毒（2）合金催化劑活性組分與鋁制備合金，再脫除鋁。活性高，空氣中會自燃

4、，保存在液體中。熔融鐵催化劑合成氨（3）金屬氧化物Mo,Cr,Zn,Cu,Ni的氧化物活性低，反應溫度高，抗中毒（4）金屬硫化物抗中毒，活性低，反應溫度更高（5）金屬絡合物活性高，選擇性好，條件溫和，但回收困難。4.3.1.4合成甲醇基本原理性質(zhì)：無色透明液體，能與水、乙醇、苯、酮等許多有機溶劑互溶。重要的化工原料，生產(chǎn)甲醛和對苯二甲酯，醋酸，人造蛋白等。做燃料。主反應：△H0298=-90.8KJ/mol副反應選擇催化劑，抑制副反應。操作條件（1）催化劑催化劑的活性低操作溫度高加大壓力ZnO-Cr2

5、O3，380～400℃,30MPa，活性低,有毒,機械強度和耐熱性能好,壽命長.CuO-ZnO-Al2O3，230～270℃,5-10MPa，活性高，容易S、As、Cl、Fe中毒，熱穩(wěn)定性差，易熔結(jié)。工藝流程（1）造氣合成氣（2）壓縮（3）合成反應器及控溫和控壓系統(tǒng)（4）分離精制4.3.1.5苯加氫制環(huán)乙烷性質(zhì)：常溫常壓下是無色透明液體，能與乙醇、苯、乙醚、丙酮相混溶。溶于甲醇，不溶于水。反應原理：4.3.2脫氫概述1.反應類型及應用舉例（1)共扼二烯烴的制備丁烷、丁烯丁二烯（2）烯基苯的制備乙苯苯乙

6、烯二乙苯二乙烯苯甲乙苯甲基苯乙烯（3）醇氧化脫氫成醛（4）脫氫芳構(gòu)化C6(正己烷）苯C7(正庚烷）甲苯2.操作參數(shù)的選擇（1）操作溫度吸熱反應，△H>0T↑，KP↑，xe↑主反應:脫氫，副反應：斷鏈（平行反應）結(jié)焦（連串反應）T↑，有利于副反應，選用催化劑加速主反應。（2）操作壓力脫氫反應，分子數(shù)增多，P↓，Xe↑工業(yè)上高溫下減壓操作不安全。加稀釋劑：常用水，惰性氣體3.催化劑（1）脫氫催化劑要求高活性與選擇性熱穩(wěn)定性化學穩(wěn)定性：金屬氧化物不被還原為金屬抗結(jié)焦，易再生大量水蒸氣存在下長期運轉(zhuǎn)不粉碎。（

7、2）種類①Cr2O3/Al2O3烷烴烯不能有水(侵占活性中心，中毒)直接減壓操作失活快（易結(jié)焦），用含O2的煙道氣再生。?②氧化鐵系催化劑H2O：稀釋劑，氧化劑，阻止被過度還原助劑:Cr2O3：提高熱穩(wěn)定性K2O：減少裂解反應，提高抗結(jié)焦能力?苯乙烯系無色至黃色的油狀液體。易燃，難溶于水，溶于乙醇和乙醚等有機溶劑。沸點146℃，空氣中會逐漸發(fā)生氧化，使顏色加深。常溫下會自聚，不能長期存放。苯乙烯最重要的用途是作為合成橡膠和塑料的單體，以生產(chǎn)丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯。4.3.2.2苯乙烯制備方法

8、：乙苯脫氫法乙苯與丙烯共氧化法乙苯氧化脫氫法該工藝是在原乙苯脫氫的基礎上，向脫氫產(chǎn)物中加入適量的氧或空氣，使上步生成的氫氣轉(zhuǎn)化為水，使脫氫反應朝正向進行。（1）反應原理苯甲苯乙苯焦油（2）催化劑A活性組分B顆粒影響（3）工藝條件選擇①反應溫度乙苯脫氫是強吸熱反應。故升溫對脫氫反應有利。但是，副反應活化能高，高溫有利于副反應發(fā)生，同時由于烴類物質(zhì)在高溫下不穩(wěn)定，所以脫氫不能在太高溫度下進行。580-600℃。②反應壓力A乙苯脫氫反應是體積增大的反應，降低壓