加氢与脱氢资料.ppt

主要副反应： ⑴ 氧化降解： 甲醛、乙醛、丙烯醛、丙酮、有机酸(饱和及不饱和) ⑵ 完全氧化生成CO、CO2、H2O ⑶ 氧化生成呋喃、丁烯醛、丁酮 ⑷ 氧化脱氢环化生成芳烃 ⑸ 深度氧化脱氢生成乙烯基乙炔、甲基乙炔 ⑹ 产物和副产物的聚合结焦 3. 催化剂 工业上应用的两大类： ⑴ 钼酸铋体系 主要活性组分：Mo-Bi 氧化物 助催化剂：碱金属、铁族、VB族元素的氧化物 Mo-Bi-P-Fe-Ni-K-O、Mo-Bi-P-Fe-Co-Ni-Ti-O 载体：硅胶 转化率 66%; 选择性 80% 副产含氧化合物（有机酸）多，污染严重 ⑵ 铁酸盐尖晶石体系 ZnFe2O4、MnFe2O4、MgFe2O4、ZnCrFeO4 催化剂中存在 a-Fe2O3 转化率 ~70%; 选择性 ＞90% 副产含氧化合物较少，三废污染少 4. 操作条件的选择 ⑴ O2/n-C4H8用量比 ⑵ H2O/n-C4H8 ⑶ 反应温度 采用绝热反应器，主要控制反应器进口温度 进口温度 ＞ 催化剂点火温度 完全氧化副反应的活化能 ＜ 主反应 温度↑ 对选择性无明显影响；反应速度↑ 造成出口温度↑ 含氧副产物和炔烃↑ 促使催化剂失活，必须提高水蒸气/丁烯用量比 一般控制温度 327 ~ 547℃ 丁烯氧化脱氢优于催化脱氢： ⑴ 转化率和产率高 丁烯氧化脱氢反应为不可逆反应，不受热力学影响 ⑵ 能量消耗低 丁烯氧化脱氢变原来的丁烯催化脱氢的吸热反应为放热反应，节省了热量，使丁二烯的生产成本降低~30% ⑶ 丁烯氧化脱氢的催化剂选择性高，稳定性好，反应温度低而使积炭大大减少，催化剂可长期使用不用再生，从而便于连续生产，操作费用降低 5. 工艺流程 ⑴ 反应部分流程 ( P217 图3-2-39) 为什么采用淬冷塔喷水急冷？ ⑵ 分离和精制流程 ( P218 图3-2-40) 为什么采用萃取分离方法分离精制 丁二烯？ 生产实际问题 在由环己烷氧化生产环己醇的过程中，不希望原料中带水，因为水的存在会自动终止氧化反应的进行，导致尾气含氧增加，发生严重事故。 现发现环己烷贮槽严重带水，根据所学知识 如何解决这一生产实际问题？ 环己烷出料 环己烷贮槽 环己烷进料 放尽阀 水 液位计 环己烷出料 烷水分离器 环己烷贮槽 环己烷进料 液位计 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * *　苯乙烯在高温时易自聚 聚合速度随温度的升高而加快 为了减少聚合反应的发生，除加阻聚剂外， 塔釜温度控制＜90℃， 所以必须采用减压精馏 　* 尽可能减少苯乙烯在塔内的逗留 时间，降低聚苯乙烯的量； 　* 苯、甲苯的相对量较少（～4.0％） 先将乙苯和苯乙烯分开，分离苯和甲 苯的塔设备尺寸可以较小。 　所以不采用顺序分离流程 乙苯负压脱氢 生产苯乙烯装置图 -40KPa,　 转化率65％， 选择性95％ 二段径向反应器 段间设水蒸气加热 径向反应器 导流锥 7-2 乙苯脱氢反应制苯乙烯。已知： （1）原料 n乙苯∶nH2O = 1∶2.6， 反应出口温度 585℃； 乙苯投料速度为 0.5g /（mL催化剂. h） （2）烃层液体产物组成： 物料名称 乙苯 苯乙烯 甲苯 苯 焦油* 合计 w/% 57.0 38.5 2.6 1.6 0.3 100 * 焦油组成为 nC∶nH = 1∶1 （3）尾气组成： 物料名称 H2 CO2 CH4 C2H4 C2H6 合计 φ/% 89.0 8.0 1.5 1.2 0.3 100 忽略水在烃中的溶解度和烃在水中的溶解度。 求：（1）乙苯的平衡转化率 （查得585℃下，乙苯脱氢制苯乙烯反应 的平衡常数 Kp 值为 2.37×10-1）； （2）乙苯的实际转化率； （3）目的产物以及各副产物的收率； （4）列出物料衡算表。 解：（1）乙苯脱氢制苯乙烯反应的化学反应式 106 104 设：α 为平衡转化率，反应中各物料变化见下表 1-α α 平衡时 α H2O 2.6 物料名称 乙苯 苯乙烯 H2 水蒸气 合计 分子量 106 104 2 18 反应前 1 0 0 2.6 3.6 反应平衡时 1－α α α 2.6 3.6+α 解上述一元二次方程得 α = 61.8% （理论转化率） （2）