热力学分析 o1.反应热效应(催化加氢皆为放热反应) 02.工艺条件选择 日①温度:平衡常数随温度升高而减小。 ◇加氢反应的三种类型 a)升温对反应有利。如乙炔加氢一氧化碳甲烷化等Q b)反应只能在不太高温度下进行。如:苯加氢制统 c)加氢只在低温有利。如CO加氢制甲醇。 日②压力:加压有利 日③氢气与原料的用量比:加氢量大加氢反应物平衡转 率增加,但给产品分离增加困难。 2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢
2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢 11 ❖一．热力学分析 o 1．反应热效应（催化加氢皆为放热反应） o 2．工艺条件选择 ①温度：平衡常数随温度升高而减小。 ❖ 加氢反应的三种类型： a）升温对反应有利。如乙炔加氢一氧化碳甲烷化等。 b）反应只能在不太高温度下进行。如：苯加氢制环己烷。 c）加氢只在低温有利。如CO加氢制甲醇。 ②压力：加压有利。 ③氢气与原料的用量比：加氢量大加氢反应物平衡转化 率增加,但给产品分离增加困难
二,催化剂 4作用:为提高反应速度,且尽量降低温度压方 (设备投资降低),必用催化剂。工业常用过 元素做加氢催化剂。 41、金属催化剂:Ni、Pa、Pt。为降低成本,常用 体:氧化铝硅胶硅藻土。 斗优点:活性高,低温性能好 缺点:易中毒,对原料杂质要求髙。如S、As、P、N、Cl等 2、骨架催化剂:将活性重金属和A或S制成合金, 以Na0H溶液漫溃合金,除去其中部分Al或Si得到活性金:∵ 属骨架。即为骨架催化忽。如骨架镍、骨架钴、骨架詠 等。骨架镍含镍40-50%,活性很高,强度高 2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢 12
2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢 12 ➢ 二．催化剂 作用：为提高反应速度，且尽量降低温度压力 （设备投资降低），必用催化剂。工业常用过渡 元素做加氢催化剂。 1．金属催化剂：Ni、Pd、Pt 。为降低成本，常用载 体：氧化铝硅胶硅藻土。 优点：活性高，低温性能好。 缺点：易中毒，对原料杂质要求高。如 S、As、P、N、Cl等。 2．骨架催化剂：将活性重金属和Al或Si制成合金，再 以NaOH溶液浸渍合金, 除去其中部分Al或Si得到活性金 属骨架。即为骨架催化剂。 如骨架镍、骨架钴、骨架铜 等。骨架镍含镍40-50%，活性很高，强度高
二.催化剂[续上一页 日3.金属氧化物催化剂:其活性比金属催化剂羞 卿较好温度。为提高熟稳定性,常加Cr2O3、 MQ香主曼有M、Cr2032100香。取A 可单独用,又可混用,且其活性比单用好。 4.金属硫化物催化剂 :MoD2、 2、N1233 特点是抗毒性好,但活性低,猾髙温反疝。 5.金属络合物催化剂:多为贵重金属Ru、Rh心 Pd等的络合物。 优点:活性高,选择性好,反应条件缓和 缺点:反应为均相选行,催化剂分离难。 2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢
2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢 13 二．催化剂[续上一页] 3．金属氧化物催化剂：其活性比金属催化剂差， 需较好温度。为提高热稳定性，常加Cr2O3、 MoO3等。主要有MoO3、Cr2O3、ZnO、 CuO等。即 可单独用，又可混用，且其活性比单用好。 4．金属硫化物催化剂：MoS2、 WS2、 Ni2S3等。其 特点是抗毒性好，但活性低，需高温反应。 5．金属络合物催化剂：多为贵重金属Ru、Rh、 Pd等的络合物。 优点：活性高，选择性好，反应条件缓和。 缺点：反应为均相进行，催化剂分离难
三.不同烃类反应速度 R C-CH 1.不饱和烃 R CH2=CH2>R—CH=CH2> CaCH-R> R-CH=CH-R R 2.芳烃>>础>8 CH -CH3 CH3 3.不同类型烃 7烯经→)快烃烯经>7芳烃y二烯烃>烯烃 炔烃>)一烯烃>?婚烃>7芳烃 4.含氧物:醛丶酮;酯酸;醇与酚较慢,需较高温度 5.有机硫化物 R-S-S-R>R-SI 2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢
2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢 14 三．不同烃类反应速度 1．不饱和烃 2．芳烃 3．不同类型烃 4．含氧物：醛﹥酮；酯﹥酸；醇与酚较慢，需较高温度。 5．有机硫化物
动力学及反应条件 1.反应机理 两种机理:不同烃的反应机理不同如苯加氢 日①多位吸附:苯在催化剂表面发生多位吸附, 然后加氢得产物。 日②单位吸附:苯分子只与催化剂表面一个活性 中心发生化学吸附,形成T-键吸附物,然后 把H原子逐步吸附至苯分子上(单位吸附) 口反应机理示意困 2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢 15
2021/2/21 《化工工艺学》第三章催化加氢 15 四．动力学及反应条件 1. 反应机理 两种机理：不同烃的反应机理不同.如苯加氢 ❑①多位吸附:苯在催化剂表面发生多位吸附， 然后加氢得产物。 ❑②单位吸附:苯分子只与催化剂表面一个活性 中心发生化学吸附，形成 π–键吸附物，然后 把H原子逐步吸附至苯分子上（单位吸附）. ❑反应机理示意图