【正文】 ) 增加反應速度 (5) 增加選擇性 催化加氫 A + B (過量） C 化學工藝學 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 。 芳烴加氫生成酯環(huán)化物；取代基越多，加氫越慢。 催化加氫 化學工藝學 ? 動力學方程和反應條件的影響 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 化學工藝學 （ 1） 反應溫度 a. 對反應速度的影響 不可逆反應： KP足夠大 ， T↑ ， r↑ ， 考慮副反應 、 能耗 、 材質 ， 選 TOP 可逆反應： ⅰ ：動力學 T↑ ， k k2↑ ， r1 ↑ 、 r2 ↑ 催化加氫 化學工藝學 ⅱ ：熱力學 ∵ △ H0 0， ∴ T↑ ， KP↓ 低溫時 KP大，動力學占主導， T ↑ ， r ↑ ， 高溫時 KP小，熱力學占主導， k2 ↑ ↑, T ↑ ， r ↓， , rmax 催化加氫 化學工藝學 可逆反應 T↑ ， 開始 k1占主導地位（ k1 ↑ ， k1/k2 ↓ ）， r ↑； 然后 k1/k2占主導地位 ， r ↓。 。 （ 3）開孔小，以保證筒體強度。 化學工藝學 ? 脫氫反應 A B + H2，目的產(chǎn)物為 B，同時副產(chǎn) C和 D，脫氫產(chǎn)物的組成如下： 沸點 組成 A ℃ % B ℃ 42% C ℃ % D 高沸物 少量 另產(chǎn)品 B在溫度高時（ 130 ℃ )易自聚，同時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。 催化加氫 化學工藝學 P↑ ， 平衡轉化率和反應速度 ↑ 往復式壓縮機： 20～ 45MPa 離心式或渦輪式壓縮機： 15～ 30MPa 催化加氫 化學工藝學 空速 ↑ ，生產(chǎn)強度 ↑ 空速 ↑ ，系統(tǒng)阻力、循環(huán)功耗 ↑ ，氨冷凍負荷 ↑ 30MPa： 空速為 20220 30000h1 （ 1） H2/N2 = ～ 反應角度：開始 H2/N2 = ， 隨反應進行， H2/N2 ↑ 平衡角度： H2/N2 = 3 （ 2）惰性氣體存在從化學平衡與動力學上都不利 催化加氫 化學工藝學 ? 高壓（ 10MPa）， 高溫（ 400 ～ 500℃ ） 特點： （ 1）承受高壓的地方不承受高溫，而受溫的地方不承受高壓，由外筒和內筒構成。 化學工藝學 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： 以煤、重油為主 化學工藝學 ICI中低壓 Lurgi中低壓 高壓 反應壓力（ MPa) 510 510 32 反應溫度（ ℃ ） 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單程轉化率 1520 50 CO總利用率 8590 90 特點 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，反應溫度最佳 材質苛刻，投資高，能耗物耗高 化學工藝學 （ 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 ,機械強度和耐熱性能好 ,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。 催化加氫 化學工藝學 （ 2）壓力 但 P影響不大可忽略 對于加氫反應，△ n0， ∴ P↑ ， KN↑ ， xE↑ 裂解氣脫炔 裂解汽油精制 富氫中 CO的轉化 催化加氫 化學工藝學 ? （ 3）氫氣比 A +H2 B H2↑ ， 優(yōu)點： X↑ ， 有利于移走反應熱。 酸、酯、醇、烷基芳烴加氫時可產(chǎn)生氫解。 結果： （ 1） 改變物理性質－傳質 、 傳熱 （ 2） 改變反應速度 ， 反應選擇性－溶劑效應 注意：反應溫度 溶劑臨界溫度 催化加氫 化學工藝學 催化劑 不改變反應平衡 ， 只改變反應速度 ， 降低反應過程活化能 活性 、 選擇性 、 操作條件 、 壽命 、 抗毒性 、 成本 催化加氫 化學工藝學 （ 1） 化學組成 活性組分 、 助催化劑 、 載體 （ 2） 結構 比表面 、 孔結構 、 晶型 、 表面性質 （ 3） 制備工藝 共沉淀 、 浸漬 、 離子交換 、 機械混合等 （ 4） 活化與再生工藝 催化加氫 化學工藝學 （ 1） 活化 新催化劑在反應器中熱處理 ， 以疏松結構 ， 調整活性物質相互狀態(tài) ， 調變活性組分的原子形態(tài) 。 催化加氫 化學工藝學 （ 4） 惰性氣體 ↑ ， ↓ （ 5） 內擴散影響 T380℃ ， 不受粒度影響 T380℃ ， T ↑ ， 粒度影響增大 T ↑ ， 內表面利用率 ζ ↓ ↑ ， ζ ↑ 粒度 ↑ ， ζ ↓ 小顆粒催化劑 催化加氫 化學工藝學 ? （ 1）催化劑組成 鐵系催化劑 未還原前 FeO+Fe2O3， 可視為 Fe3O4， 尖晶石結構。 （ 2）氧 /丁烯 一般用空氣 a. α － Fe2O3 應在氧化態(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 % ? 化學工藝學 （ 3） H2O/C4 H2O/C4↑， S ↑，但 PC4 ↓,PO2 ↓, r ↓ H2O過多能耗大，生產(chǎn)能力 ↓,易采用達到最高選擇性的最小用量比。 ? 化學工藝學 ② 氧化鐵系催化劑 H2O：稀釋劑，氧化劑