《工业催化基础》课件(第4章 酸碱催化剂及催化作用)2012-4课件精品.ppt

第六节 催化裂化、催化重整反应 二、催化重整 （1）催化重整反应 1、加氢-脱氢反应； 2、异构化、环化反应； 3、芳构化反应。 ? （2）催化重整催化剂 1、Pt/Al2O3催化剂（20世纪50年代）； 2、Pt-Re/Al2O3、Pt-Sn/Al2O3等催化剂。 化工资源有效利用国家重点实验室 * 第六节 催化裂化、催化重整反应 （3）催化重整反应工程 （A）三反应器工艺流程示意图： 化工资源有效利用国家重点实验室 * 原料加热器 产物分离器 热交换器 净气体 反应器 产物 原料 第六节 催化裂化、催化重整反应 ?（B）典型操作条件： 化工资源有效利用国家重点实验室 * 反应器 1 2 3 进口温度，℃ 502 502 502 出口温度，℃ 433 471 496 温度降，℃ 69 31 6 辛烷值 65.5 79.5 90.0 辛烷值增加 27.0 14.0 10.5 基本反应 脱氢，脱氢异构化 脱氢，脱氢异构化，加氢裂化 加氢裂化，脱氢环化 每个反应器的LHSV（ h-1） 5.5 2.4 1.7 占总催化剂的百分数 15 35 50 第七节 烷基化、异构化和芳构化 一、烷基化 （1）饱和烃烷基化 如：异丁烷与丁烯烷基化 （2）芳烃烷基化 1、苯与乙烯基化制乙苯 （Fredel-Crafts 反应，催化剂：无水AlCl3 + HCl） 2、苯与丙烯烷基化制异丙苯 （分子筛催化剂） 化工资源有效利用国家重点实验室 * 第七节 烷基化、异构化和芳构化 二、异构化 （1）烷烃异构化（提高汽油的辛烷值） 化工资源有效利用国家重点实验室 * （2）烯烃异构化 骨架异构：正碳离子中的烷基（主要是甲基）可进行转移，导致烯烃骨架异构化；（碳侧链转移容易，侧链向主链转移难） 顺反异构：正碳离子中的C-C+键为单键，可以自由旋转，进行烯烃的顺反异构化反应。 第七节 烷基化、异构化和芳构化 四、低碳烷烃芳构化 1、原料：C5－C8直链烃；液化石油气（C3－C4烷烃）；低碳醇（甲、乙醇）；合成气（CO+H2）；天然气（甲烷）等。 2、过程：一般都经历脱氢、齐聚、环化、芳构化的步骤。 3、催化剂：基本都是以分子筛为母体，加以改性制得，特别是ZSM-5分子筛改性的催化剂 化工资源有效利用国家重点实验室 * 第八节 催化水合和脱水反应 一、烯烃水合制醇 1、间接法 2、直接法 如：乙烯水合制乙醇，丙烯水合制异丙醇 ? 二、环氧乙烷水合制乙二醇 催化剂：酸、碱、离子交换树脂、磷酸盐等 ? 三、丙烯腈水合制丙烯酰胺 催化剂：酸 或 碱 ? 四、催化脱水 1、乙醇脱水制乙烯 2、叔丁醇脱水制异丁烯 化工资源有效利用国家重点实验室 * 第一节 酸碱的定义和种类 （2）种类（大致可分为三类，如下表） 类型 固体酸实例 固体碱实例 第一类： 负载型：Al2O3、SiO2、硅藻土类、活性炭等 硫酸、磷酸、盐酸、磺酸、含氟超强酸等 碱金属、碱土金属、氢氧化物、有机胺等 第二类： 金属氧化物， 复合金属氧化物 分子筛： 杂多酸 Al2O3、TiO2、CeO2、V2O5、MoO3 SiO2-Al2O3、SiO2-ZrO2、Al2O3-MoO3、MoO3-CoO-Al2O3 ZSM-5、?-沸石等； 杂多酸等 MgO、Na2O、K2O SiO2-MgO、Al2O3-MgO、SiO2-ZnO、TiO2-MgO； 碱金属离子交换分子筛等 第三类： 金属盐类 MgSO4、SrSO4、ZnSO4、NiSO4等硫酸盐；Bi(NO3)3等硝酸盐 Na2CO3、K2CO3、CaCO3等碳酸盐 第二节 酸碱的性质 酸碱的性质: 包括三个方面，第一方面是它归属的种类，是属于B酸还是 L酸，属于B碱还是L碱；第二方面是酸碱的强度；第三方面是酸碱的浓度。 （一）固体酸的类型 固