【正文】 ) 增加反應(yīng)速度 (5) 增加選擇性 催化加氫 A + B (過量） C 化學(xué)工藝學(xué) 采用溶劑目的： （ 1） 反應(yīng)物與生成物有固體存在 ， 使用溶劑可使分散均勻 。 芳烴加氫生成酯環(huán)化物；取代基越多，加氫越慢。 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? 動力學(xué)方程和反應(yīng)條件的影響 雙曲線型： bi: 吸附系數(shù) Pi: 分壓 n: 吸附活性中心數(shù) 冪指數(shù)型： 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 1） 反應(yīng)溫度 a. 對反應(yīng)速度的影響 不可逆反應(yīng)： KP足夠大 ， T↑ ， r↑ ， 考慮副反應(yīng) 、 能耗 、 材質(zhì) ， 選 TOP 可逆反應(yīng)： ⅰ ：動力學(xué) T↑ ， k k2↑ ， r1 ↑ 、 r2 ↑ 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ⅱ ：熱力學(xué) ∵ △ H0 0， ∴ T↑ ， KP↓ 低溫時(shí) KP大，動力學(xué)占主導(dǎo)， T ↑ ， r ↑ ， 高溫時(shí) KP小，熱力學(xué)占主導(dǎo)， k2 ↑ ↑, T ↑ ， r ↓， , rmax 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) 可逆反應(yīng) T↑ ， 開始 k1占主導(dǎo)地位（ k1 ↑ ， k1/k2 ↓ ）， r ↑； 然后 k1/k2占主導(dǎo)地位 ， r ↓。 。 （ 3）開孔小，以保證筒體強(qiáng)度。 化學(xué)工藝學(xué) ? 脫氫反應(yīng) A B + H2，目的產(chǎn)物為 B，同時(shí)副產(chǎn) C和 D，脫氫產(chǎn)物的組成如下： 沸點(diǎn) 組成 A ℃ % B ℃ 42% C ℃ % D 高沸物 少量 另產(chǎn)品 B在溫度高時(shí)（ 130 ℃ )易自聚，同時(shí)聚合速度隨溫度升高而加快，試分析： ，溫度、壓力的影響 ？其作用？ ，并說明注意事項(xiàng)。 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) P↑ ， 平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速度 ↑ 往復(fù)式壓縮機(jī)： 20～ 45MPa 離心式或渦輪式壓縮機(jī)： 15～ 30MPa 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) 空速 ↑ ，生產(chǎn)強(qiáng)度 ↑ 空速 ↑ ，系統(tǒng)阻力、循環(huán)功耗 ↑ ，氨冷凍負(fù)荷 ↑ 30MPa： 空速為 20220 30000h1 （ 1） H2/N2 = ～ 反應(yīng)角度：開始 H2/N2 = ， 隨反應(yīng)進(jìn)行， H2/N2 ↑ 平衡角度： H2/N2 = 3 （ 2）惰性氣體存在從化學(xué)平衡與動力學(xué)上都不利 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? 高壓（ 10MPa）， 高溫（ 400 ～ 500℃ ） 特點(diǎn)： （ 1）承受高壓的地方不承受高溫，而受溫的地方不承受高壓，由外筒和內(nèi)筒構(gòu)成。 化學(xué)工藝學(xué) 生產(chǎn)方法 天然氣、石腦油、重油、渣油、焦炭、煤、含氫氣及 CO的廢氣 國外： 天然氣 80％ 重油、渣油 10％ 石腦油 5％ 煤 2％ 國內(nèi)： 以煤、重油為主 化學(xué)工藝學(xué) ICI中低壓 Lurgi中低壓 高壓 反應(yīng)壓力（ MPa) 510 510 32 反應(yīng)溫度（ ℃ ） 230－ 270 240－ 265 370－ 410 空速（ h1) 60008000 800015000 3000040000 催化劑 CuOZnOAl2O3 CuOZnOAl2O3V2O5 ZnOCr2O3 催化床最大溫降（ ℃ ） 31 4－ 11 催化劑壽命 1 1 3 CO單程轉(zhuǎn)化率 1520 50 CO總利用率 8590 90 特點(diǎn) 能耗低，成本低，產(chǎn)品純度高，壓縮動力為高壓法 60倍 能耗更低，反應(yīng)溫度最佳 材質(zhì)苛刻，投資高，能耗物耗高 化學(xué)工藝學(xué) （ 1）催化劑 催化劑的活性低 操作溫度高 加大壓力 ZnOCr2O3， 380 ～ 400℃ ,30MPa，活性低 ,有毒 ,機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性能好 ,壽命長 . CuOZnOAl2O3， 230 ～ 270℃, 510MPa，活性高，容易S、 As 、 Cl、 Fe中毒，熱穩(wěn)定性差，易熔結(jié)。 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 2）壓力 但 P影響不大可忽略 對于加氫反應(yīng)，△ n0， ∴ P↑ ， KN↑ ， xE↑ 裂解氣脫炔 裂解汽油精制 富氫中 CO的轉(zhuǎn)化 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? （ 3）氫氣比 A +H2 B H2↑ ， 優(yōu)點(diǎn)： X↑ ， 有利于移走反應(yīng)熱。 酸、酯、醇、烷基芳烴加氫時(shí)可產(chǎn)生氫解。 結(jié)果： （ 1） 改變物理性質(zhì)－傳質(zhì) 、 傳熱 （ 2） 改變反應(yīng)速度 ， 反應(yīng)選擇性－溶劑效應(yīng) 注意：反應(yīng)溫度 溶劑臨界溫度 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) 催化劑 不改變反應(yīng)平衡 ， 只改變反應(yīng)速度 ， 降低反應(yīng)過程活化能 活性 、 選擇性 、 操作條件 、 壽命 、 抗毒性 、 成本 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 1） 化學(xué)組成 活性組分 、 助催化劑 、 載體 （ 2） 結(jié)構(gòu) 比表面 、 孔結(jié)構(gòu) 、 晶型 、 表面性質(zhì) （ 3） 制備工藝 共沉淀 、 浸漬 、 離子交換 、 機(jī)械混合等 （ 4） 活化與再生工藝 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 1） 活化 新催化劑在反應(yīng)器中熱處理 ， 以疏松結(jié)構(gòu) ， 調(diào)整活性物質(zhì)相互狀態(tài) ， 調(diào)變活性組分的原子形態(tài) 。 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 4） 惰性氣體 ↑ ， ↓ （ 5） 內(nèi)擴(kuò)散影響 T380℃ ， 不受粒度影響 T380℃ ， T ↑ ， 粒度影響增大 T ↑ ， 內(nèi)表面利用率 ζ ↓ ↑ ， ζ ↑ 粒度 ↑ ， ζ ↓ 小顆粒催化劑 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? （ 1）催化劑組成 鐵系催化劑 未還原前 FeO+Fe2O3， 可視為 Fe3O4， 尖晶石結(jié)構(gòu)。 （ 2）氧 /丁烯 一般用空氣 a. α － Fe2O3 應(yīng)在氧化態(tài)，避免還原氣氛，所以氧氣要過量 ↑， x ↑,S ↓,y先上升后下降， △ T ↑ O2過多， y ↓, 一般尾氣中 O2在 % ? 化學(xué)工藝學(xué) （ 3） H2O/C4 H2O/C4↑， S ↑，但 PC4 ↓,PO2 ↓, r ↓ H2O過多能耗大，生產(chǎn)能力 ↓,易采用達(dá)到最高選擇性的最小用量比。 ? 化學(xué)工藝學(xué) ② 氧化鐵系催化劑 H2O：稀釋劑，氧化劑