化工过程安全工程8.docVIP

本文由chenqingg贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第八章 催化加氢 本章纲要 催化加氢过程 加氢反应类型 氢气生产过程 过程原理与平衡分析 过程安全控制技术与 8.1 催化加氢过程 加氢裂化：是石油炼制过程之一，在加热、高氢压和催化剂存在 条件下，使重质油发生裂化反应，转化为气体、汽油、喷气燃料、 柴油等的过程。 其主要特点是生产灵活性大，产品产率可以用不同操作条件控 制，或以生产汽油为主，或以生产冰点喷气燃料、低凝点柴油为主 ，或用于生产润滑油。产品质量稳定性好（含硫、氧、氮等杂质少 ）。 加氢精制也称加氢处理，是石油产品最重要的精制方法之 一。在氢压和催化剂存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害杂质 转变为相应的硫化氢、水、氨而除去，并使烯烃和二烯烃加氢饱 和、芳烃部分加氢饱和，以改善油品的质量。 注：有时，加氢精制指轻质油品的精制改质，而加氢处理指重质油 品的精制脱硫。 催化加氢反应：用于合成有机产品及精制过程。 催化加氢反应有以下几种类型。 （1）不饱和键的加氢； （2）芳环化合物加氢，例如苯环加氢等； （3）含氧化合物加氢，例如含有O C基化合物加氢制醇； （4）含氮化合物加氢，例如含～CN、～NO，等化合物加氢得 到相应的胺类； （5）在加氢反应过程中同时发生裂解，有小分子产物生成。 8.1.1 催化加氢反应合成过程： 催化加氢反应合成过程： 苯为原料进行催化加氢反应得到环己烷 苯酚为原料进行催化加氢得到环己醇； 一氧化碳为原料进行催化加氢因条件的不同，可以获得不同的有机产品 丙酮加氢可以产生异丙醇，丁烯醛加氢可制得丁醇 羟酸或酯加氢生产高级伯醇， 己二腈经催化加氢合成己二胺， 。硝基苯催化加氢合成苯胺。 杂环化合物加氢可以制得四氢呋喃和糠醛、糖醇。四氢呋喃是良好的溶剂， 糖醇可用以合成糠醇树脂。甲苯或甲基萘加氢脱烷基生产苯或萘 8.1.2 加氢精制过程 1）裂解气乙烯和丙烯的精制 2）裂解汽油的加氢精制 3）精制氢气 4）精制苯 裂解气乙烯和丙烯的精制： 裂解气乙烯和丙烯的精制： 从烃类裂解气分离得到的乙烯和丙烯中含有少量乙炔、丙炔 和丙二烯等有害杂质，可利用催化加氢方法，使炔烃和二烯烃进 行选择加氢，转化为相应的烯烃而除去。 精制氢气： 精制氢气 可通过催化加氢反应，使氢气中含有的一氧化碳杂质转化为甲烷 ，达到精制的目的 精制苯： 精制苯： 从焦炉气或煤焦油中分离得到的苯，含有硫化物杂质，通过催化加 氢，可以比较干净地将它们脱除掉。 8.2 加氢反应类型 工业中应用重要催化加氢反应主要有： （1）不饱和烃加氢 （2）芳环加氢 （3）含氧化合物加氢 （4）含氮化合物加氢 例如：含有—CN 、— NO2等官能团的化合物加氢得到相应的胺类 、氢解。 由于被加氢官能团的结构不同，加氢难易程度也不同，所用 催化剂也有所不同。有些加氢反应被加氢的化合物分子中有两个 以上官能团，要求只一个官能团有选择地进行加氢，而另一个官 选择性加氢。 能团仍旧保留，这种加氢反应称为选择性加氢 选择性加氢 选择性加氢的关键 关键在于选择适宜的催化剂。 适宜的催化剂。 关键 适宜的催化剂 例如：苯乙烯加氢，用选择性好的铜催化剂，可以只使侧链上双 例如： 键加氢，而苯核不加氢，得产物乙苯，用镍催化剂时，双键的苯 核全进行加氢，得产物乙基环己烷。 8.3 氢气生产过程 氢的来源： 在有廉价电力资源的地方，食盐水解和水电解制氢是氢气的重要 来源; 石油炼厂铂重整装置和脱氢装置等有副产氢气； 烃类裂解生产乙烯装置也副产氢气； 焦炉煤气中含氢60%左右，经变压吸附分离可以获得高纯度氢气。 工业上常用利用烃类转化制氢： 工业上常用利用烃类转化制氢： 天然气或石脑油进行转化可以制得氢； 用煤或焦气化也可以制氢； 天然气中主要含有甲烷，甲烷中氢的含量高于其它烃类，所 以甲烷是理想的制氢原料。在有天然气资源的地方，多用 天然气为原料制氢。 8.3.1 水蒸气转化法 在高温下，在镍催化剂的作用下，甲烷与水蒸气进行转化反应 ，生成H2、CO、CO2。生成的CO和水蒸气在一定条件下进行 变换反应生成CO2和H2。 CO2 H2 CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 CH 4 + 2 H 2 O CO2 + 4 H 2 CO + H 2 O CO2 + H 2 脱硫预处理的原料气与水蒸气混合进入转化炉（管内装有 镍催化剂的反应管），压力约为2.0MPa的混合气被加热到 800℃左右，在镍催化剂的作用下，转化为氢气、一氧化碳和 二氧化碳。经过一定处理的粗氢气再经过水洗以回收夹带的环 丁砜——乙醇胺溶液，然后加热到300℃进入甲烷化反应器。 在Ni/Al2O3催化剂作用下，粗氢气中残