【正文】 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)。 ? 化學(xué)工藝學(xué) 習(xí)題 ? P253： 思考題 思考題 4 ? 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制合成氣的過程中 ， 發(fā)生如下副反應(yīng)： CH4←→ C+2H2 （ 1） 2CO ←→ C+CO2 （ 2） CO+ H2 ←→ C +H2O (g) （ 3） 在 900oC時(shí) ， 上述三反應(yīng)的平衡常數(shù)為 : K1= MPa， K2= MPa1， K3= MPa1。 ? 化學(xué)工藝學(xué) （ 4）反應(yīng)溫度 進(jìn)口溫度 點(diǎn)火溫度 ∵ E副 E主 ∴ T ↑， S不會(huì)明顯下降 ∴ 只要催化劑使用溫度范圍寬 ，可用絕熱反應(yīng)器 △ T=220 ℃ （ 320－ 540 ℃ ） ? 化學(xué)工藝學(xué) （ 5）空速與進(jìn)口壓力 空速 ↑對(duì) S影響不大 ， 但 X ↓， 可用 T ↑彌補(bǔ) 。 H2接受體： O鹵素、硫化物 （ 3）催化脫氫法： 已淘汰 ? ＋ H2O 化學(xué)工藝學(xué) (1)MoBi氧化物體系 /SiO2 MoBiPO(第一代） 缺點(diǎn)：含氧化物，尤其是有機(jī)酸副產(chǎn)物較多，三廢污染嚴(yán)重 ? 化學(xué)工藝學(xué) （ 2）鐵酸鹽類尖晶石催化劑 活性組分： α － Fe2O3 （ 第二代） 有高的活性和選擇性 第三代 ： H198, B02 第四代 ： W201, B90 ? 化學(xué)工藝學(xué) （ 1)擋板流化床，細(xì)顆粒流化床 W201， T:370380 ℃ 優(yōu)點(diǎn)：傳熱傳質(zhì)好，簡單，投資少 缺點(diǎn)：返混嚴(yán)重，影響選擇性 （ 2）固定床絕熱反應(yīng)器 B－ 90 二段 ? 化學(xué)工藝學(xué) （ 1)原料純度 對(duì)反應(yīng)影響不大 異丁烯易氧化，耗氧，控制其含量。 ? 化學(xué)工藝學(xué) 苯乙烯 概述 ? 1945年， DOW、 BASF公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化 ? 產(chǎn)量 1500萬噸 /年 共聚：聚苯乙烯、 AS樹脂 與丁二烯反應(yīng)：乳膠、合成橡膠 ? 化學(xué)工藝學(xué) （ 1）乙苯脫氫 （ 2）共氧化法（ Halcon法） 聯(lián)產(chǎn)環(huán)氧丙烷 乙苯＋ 丙烯 苯乙烯 ＋ 環(huán)氧丙烷 （ 3）裂解汽油加氫前萃取苯乙烯 ? 加氫前脫苯乙烯優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約 H2 ? 二甲苯中苯乙烯少，分離負(fù)荷小 ? 成本為合成法 1/2 ? 化學(xué)工藝學(xué) 苯的乙烯烷基化 AlCl3法 ZSM5分子篩 ? 化學(xué)工藝學(xué) 乙苯脫氫制苯乙烯 ? 根據(jù)反應(yīng)過程要求：高溫、稀釋、強(qiáng)供熱 ? 關(guān)鍵技術(shù)： 反應(yīng)器、催化劑、苯乙烯精制 (1)絕熱反應(yīng)器 水作用：稀釋，載熱 優(yōu)點(diǎn)：簡單，生產(chǎn)能力大，成本低 缺點(diǎn)：溫差大（ 65℃ ） 進(jìn)口 T0↑， S↓ 出口 T1 ↓ ， KP ↓ ，影響 Xe。 ? ↑ 化學(xué)工藝學(xué) （ 1）脫氫催化劑要求 ? 高活性與選擇性 ? 熱穩(wěn)定性 ? 化學(xué)穩(wěn)定性 ? 抗結(jié)焦，易再生 化學(xué)工藝學(xué) （ 2）種類 ① Cr2O3/Al2O3 烷烴 烯 不能有水 (侵占活性中心 ) 減壓操作 失活快（易結(jié)焦），用含 O2的煙道氣再生。 化學(xué)工藝學(xué) （ 2） 操作壓力 脫氫反應(yīng)，分子數(shù)增多， P↓ ， Xe↑ 工業(yè)上高溫下減壓操作不安全。 （ 3）開孔小，以保證筒體強(qiáng)度。 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(dòng)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。 反應(yīng)器入口： ＝ 4％， TOP=650℃ 催化劑使用高限 550℃ ，實(shí)際入口 400℃ 。 Al2O3: 結(jié)構(gòu)型 促進(jìn)劑，改善還原態(tài)鐵的結(jié)構(gòu) MgO K2O :電子型 促進(jìn)劑，有利于氮?dú)獾奈胶突罨? CaO 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) （ 2）催化劑還原 Fe3O4 αFe ①還原溫度：實(shí)際還原溫度不超過正常使用溫度 ② 還原中有水生成，控制 PH2O/PH2的分壓，水氣含量宜低，高空速 10000h1以上。 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) ? 1973 引進(jìn) 13套年產(chǎn) 30萬噸合成氨裝置， 4套天然氣 4套油田氣 5套石腦油 1978年， 4套， 30萬噸， 3套 渣油 1套 煤 1980年，自型設(shè)計(jì)建造 20萬噸合成氨裝置，以天然氣為原料 1994年，引進(jìn) 3套以天然氣為原料的節(jié)能型合成氨裝置 催化加氫 化學(xué)工藝學(xué) 催化加氫 ? 合成氨的生產(chǎn)方法 原料 不同，分為： （或）焦炭為原料 水蒸汽 煤（焦炭） 造氣 除塵 脫硫 變換 壓縮 合成 空氣 空氣