加氢和脱氢过程.ppt

1、氯甲烷水解法 氯甲烷的水解反应如下： 2、甲烷部分氧化法 甲烷直接氧化生成甲醇的反应式如下： 3、合成气生产甲醇 合成气是指主要成分为氢和一氧化碳的气体混合物。合成气生产甲醇的反应式如下： 合成气生产甲醇 一、生产原料－合成气的制备 (一)气体原料生产合成气 (二)液体原料制取合成气 (三)固体原料制取合成气 二、生产甲醇的原理 三、生产甲醇的操作条件 四、反应器 五、生产甲醇的工艺流程 二、生产甲醇的原理 1．热效应分析： 副反应 （1）平行副反应 2．催化剂 三、生产甲醇的操作条件 五、生产甲醇的工艺流程 高压法合成甲醇的工艺流程 1－合成塔；2－水冷凝器；3－甲醇分离器；4－循环压缩机；5－铁油分离器；6－粗甲醇中间槽 低压法合成甲醇工艺流程 6.5.1 制取苯乙烯的方法简介 6.5.1 制取苯乙烯的方法简介 (6) 裂解汽油加氢前萃取苯乙烯 加氢前脱苯乙烯优点：节约H2 二甲苯中苯乙烯少，分离负荷小 成本为合成法1/2 6.5.1 制取苯乙烯的方法简介 1.液相AlCl3法 2.气相烷基化法 ZSM-5分子筛 3.C8芳烃中分离乙苯 苯的乙烯烷基化 6.5.2 乙苯催化脱氢的基本原理 Ⅱ.平衡氨浓度计算和影响平衡氨浓度的因素 Ⅱ.平衡氨浓度计算和影响平衡氨浓度的因素 (1)T ↓ ，P↑ ，KP↑ ， ↑ Ⅱ.平衡氨浓度计算和影响平衡氨浓度的因素 (2)氢氮比的影响 理论上氢氮比为3时y*NH3最大。 实际上m值在2.90～2.68 (3)惰性气体的影响 惰性气体的存在，会使平衡氨浓度明显下降。 惰性气体对平衡氨浓度的影响 III.氨合成反应动力学 合成氨用多孔铁催化剂(固体)，属于气固相催化反应，常称为多相催化。 H2 N2 H N NH NH3 III.氨合成反应动力学 气流速度足够大 催化剂颗粒足够小 化学动力学速率 反应温度相当高 速率控制步骤可能由动力学控制转向扩散控制 III.氨合成反应动力学 合成氨的动力学氮气在催化剂表面上的吸附是速率控制步骤。 III.氨合成反应动力学 (1)压力的影响 当压力增高时，反应速率加快 (2)温度的影响 可逆放热反应，存在最适宜温度，具体值由气体组成、压力和催化剂活性而定。 III.氨合成反应动力学 (3)氢氮比的影响 反应初期：H2/N2=1.5， 为最大，随反应进行氢氮比随之变化为3。 (4)惰性气体的影响 惰性气体含量增加，会使反应速率下降，也会使平衡氨浓度降低。 III.氨合成反应动力学 （5）内扩散影响 T380℃ ，不受粒度影响 T380℃ ，T ↑ ， 粒度影响增大 T ↑ ，内表面利用率ζ↓ ↑ ， ζ ↑ 粒度↑ ， ζ↓ 小颗粒催化剂 氨合成催化剂 催化剂组成 铁系催化剂 未还原前FeO+Fe2O3，可视为Fe3O4，尖晶石结构。 Al2O3: 结构型促进剂，改善还原态铁的结构 MgO K2O :电子型促进剂，有利于氮气的吸附和活化 CaO 氨合成催化剂 催化剂还原 Fe3O4 α-Fe ① 还原温度：实际还原温度不超过正常使用温度 ② 还原中有水生成，控制PH2O/PH2的分压，水气含量宜低，高空速10000h-1以上。 ③ H2、N2混合气作还原气 还原 氨合成催化剂 催化剂失活 ①晶粒长大 ②中毒：O2、CO、CO2、H2O、S、P、As 氨合成催化剂的研制与展望 ? 添加新组分 非铁催化剂，以钌为主活性成分，其活性比熔铁型催化剂高10～20倍。 ? 催化剂的外形改进 球形小颗粒 氨合成操作条件选择 (1)操作压力 P↑ ，平衡转化率和反应速度↑ ? P↑ ，设备体积缩小 ? 压缩总功增加，且对设备的材质、制造技术等要求更高。 ? 氨合成操作条件选择 (2)操作温度 存在最适宜温度，最适宜温度曲线受压力、惰性气体含量及内扩散的影响。 反应器入口： ＝4％， TOP=650℃ 催化剂使用高限550℃ ，实际入口400℃ 。继续反应后尽可能按适宜温度曲线操作。 氨合成操作条件选择 (3)合成气体的初始组成 ? H2/N2 = 2.8～2.9