1化学工艺的共性知识详解.ppt

可逆吸热反应，T↑→r↑。 可逆放热反应，随T增加，r有三种变化情况： T较低时，T↑→ T=TOP， T〉TOP， r达到极大值时即 ，所对应的温度称为 最佳反应温度，亦称最适宜温度。 最佳反应温度的计算公式： 对于不同的组成或转化率X，TOP值是不同的，随转化率的升高，TOP下降。 活化能不同，TOP值也不同。即不同的可逆放热反应，有不同的TOP值。 实际操作温度须随反应的进行，逐渐降低。 2 浓度的影响 反应物浓度愈高，反应速率愈快。 反应初期，反应物浓度高，反应速率大，随着反应的进行，反应物不断消耗，反应速率逐渐下降。 对于可逆反应，为了使平衡向产物方向移动，可采用增加反应物浓度或不断移走产物的办法，最终可增加产物的产率。 有两种以上反应物参加，一般价高难得的反应物不过量，其他反应物过量。 若某一反应物过量对反应或设备有影响，则不选择过量。 3 压力的影响 压力对液相和固相反应的平衡影响小。 压力对气相和气固相反应的平衡影响大。 Ⅰ 对分子数增加的反应（△υ＞0） Ⅱ 对分子数减少的反应（ △υ＜0） 降低压力可以提高平衡产率。 压力升高，产物的平衡产率增大。 Ⅲ 对分子数没有变化的反应（ △υ=0） 压力对平衡产率无影响。 压力增加可减少反应气体体积，增加浓度，提高反应速率，从而提高设备的生产能力，但压力过高，能耗增大，对设备密封及耐压要求高，成本增加，反而不经济。 对于增分子反应，降低压力（减压、真空）操作不安全，往往采用添加惰性组分的办法以降低反应物的分压，但添加量是有限的，太多也不利。 五 催化剂的性能及使用 催化剂： 在一个反应系统中因加入了某种物质而使化学反应速率明显加快，但该物质在反应前后的数量和化学性质不变，称这种物质为催化剂。 催化剂作用： （1）提高反应速率和选择性。 （2）改进操作条件。采用或改进催化剂可以降低反应温度和操作压力、可以提高化学加工过程的效率。 （3）催化剂有助于开发新的反应过程，发展新的化工技术。 （4）催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。 1 催化剂的基本特征 ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速作用），但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 Ⅰ催化剂不能使热力学上不可能进行的反应发生。 Ⅱ催化剂是以同样的倍率提高正、逆反应速率的，能加速正反应速率的催化剂，也必然能加速逆反应。 O 2 催化剂的分类 按催化反应体系的物相均一性分：均相和非均相催化剂。 按反应类别分：加氢、脱氢、氧化、裂化、聚合、烷基化、羰基化、卤化等催化剂。（功能催化剂） 按反应机理分：氧化还原型催化剂、酸碱催化剂等。 按适用条件下所用催化剂的物态分：金属催化剂、氧化物催化剂、硫化物催化剂、络合物催化剂、酸催化剂、碱催化剂等。 3 工业催化剂使用中的有关问题 （1）工业催化剂的使用性能 ①活性。催化剂应具有足够高的活性。 ②选择性。催化剂应具有较高的选择性。 活性越高则原料的转化率愈高。 催化剂活性愈高则需要的反应温度愈低。 当催化剂的活性与选择性难以两全其美时，若反应原料昂贵或产物分离很困难，宜选用选择性高的催化剂； 若原料价廉易得产物易分离，则可选用活性高的催化剂。 ③寿命。使用寿命越长越好。 催化剂的寿命受以下几方面性能影响。 Ⅰ化学稳定性。 Ⅱ热稳定性。 Ⅲ机械稳定性。 Ⅳ耐毒性。 指催化剂的化学组成和化学状态在使用条件下发生变化的难易。 指催化剂在反应条件下对热破坏的耐受力。 指催化剂在反应条件下的强度是否足够。 指催化剂对有毒物质的抵抗力或耐受力。 为了使催化剂保持良好性能及较长寿命，生产中必须正确操作和控制反应参数，防止损害催化剂。 （2）催化剂的活化 （3）催化剂的失活和再生 （4）催化剂的运输、贮存和装卸 思考练习题 1 甲烷的化工利用主要途径有哪些？ 2 原油加工有哪些方法，可得到哪些产品及其这些产品的用途？ 3 煤的化学加工方法有哪些？ 4 何谓化工生产工艺流程？ 5 何谓转化率、平衡转化率？何谓选择性、收率？ 6 何谓催化剂？催化剂的作用；催化剂有哪些基本特征；催化剂的性能包含哪些方面？ 7 反应条件包含哪几方面？温度、压力和浓度对各类反应的影响规律。 加氢精制 临氢降凝 延迟焦化 2 天然气及其加工产品 干性天然气，C10含量＞90% 不可液化 湿性天然气， C10含量＜90% 可压缩液化 天然气是埋藏在地下，自然喷出或人工开采出来的可燃性气体的总称。 天然气的分类有两种： 化学组成不同： 气井气（气田）， 干性天然气 ， 简称干气； 油田气（油田伴生气）