催化加氢ppt课件.ppt

第四章催化加氢CatalyticHydrogenation第一节概述（一）合成有机化工产品4、硝基苯催化加氢制苯胺。

5、丙酮加氢可制得异丙醇，丁烯醛加氢可制得丁醇。

6、羧酸或酯催化加氢生产高级伯醇。6．己二腈合成己二胺（二）催化加氢——精制产品2、裂解汽油的精制
由乙烯生产副产的裂解汽油是生产芳烃的生要原料之一，但裂解汽油中含有烯烃和二烯烃及少量的硫、氮等杂质，对裂解汽油的进一步分离和加工不利，可通过催化加氢除去。3、精制苯
由焦炉气或煤焦油中分离得到的苯，含有硫化物杂质，可通过催化加氢除去。4、精制氢气氢气中常含有一氧化碳和二氧化碳等杂质，加氢反应时会使催化剂中毒，可通过催化加氢使其转化成甲烷加以除去。二、加氢反应类型◆加氢反应的选择性问题◆三、催化加氢反应中氢的来源第二节催化加氢反应的基本原理★反应热（△HT）的计算★（二）化学平衡由热力学方法推导得到的平衡常数Kp、温度T和热效应△H0之间的关系为：

由于加氢反应的放热反应，△H0<0所以：

即平衡常数K随温度的升高而降低。即：低温有利于加氢反应。☆加氢反应的三种类型☆第三类加氢反应2、压力对加氢反应的影响3、用量比（摩尔比）对加氢反应的影响二、催化剂4、作用
不改变反应平衡，只改变反应速度，降低反应过程活化能，降低温度压力（设备投资降低）。6、影响催化剂性能的主要因素
（1）化学组成
活性组分、助催化剂、载体
（2）结构
比表面、孔结构、晶型、表面性质
（3）制备工艺
共沉淀、浸渍、离子交换、机械混合等7、活化与再生
活化
新催化剂在反应器中热处理，以疏松结构，调整活性物质相互状态，调变活性组分的原子形态。
条件：温度、气氛、空速、时间再生方法：
结焦再生:空气、水
氧化还原型催化剂：在一定气氛下再氧化、还原8、催化剂种类
金属催化剂
骨架催化剂
金属氧化物催化剂
金属硫化物催化剂
金属铬化物催化剂（1）金属催化剂（2）骨架催化剂（3）金属氧化物催化剂（4）金属硫化物催化剂(5)金属铬化物催化剂三、作用物结构与反应速度间的关系（一）不饱和烃加氢对非共轭的二烯烃加氢，无取代基双键首先加氢。2、炔烃3、二烯烃（二）芳烃加氢（三）各种不同烃类加氢反应速度比较（四）含氧化合物的加氢反应速度比较（五）有机硫化物加氢反应速度比较四、动力学分析苯在催化剂表面发生多位吸附，然后加氢得产物。苯加氢生成环己烷多位吸附机理单位吸附机理认为，苯分子只能与催化剂表面一个活性中心发生化学吸附，形成π－键合吸附物，然后吸附的氢原子逐加到吸附的苯分子上，即：（二）反应速度方程式五、反应条件的影响温度对不同单一反应速率的影响1、当温度较低时，平衡常数Kp较大。此时影响反应速度的主要因素是反应速度常数k，所以：
低温时KP大，动力学占主导，T↑，K↑，r↑TT↑，S↓，因为副反应的活化能大
温度升高，副反应发生概率增加，从而影响反应的选择性，增加产物分离的难度。如环己烯在180℃时加氢得环己烷，在温度为300℃时则发生脱氢生成苯。（三）压力的影响
压力对加氢反应速度的影响，需视该反应的动力学规律而定，且与反应温度也有关。
1、气相加氢反应
当反应级数为0-1级，反应物分压增加，反应速度加快，但不一定成正比。当为0级时，则反应物分压与反应速度无关。
0-1级，PA↑,r↑
0级，PA与r无关
负值时，PA↑,r↓
2、液相加氢反应
为了提高氢的溶解度，加快反应速度，一般需在较高的氢分压下进行。但是氢分压高，有时会影响加氢反应的选择性。（四）用量比的影响
一般采用氢过量。氢过量既可提高平衡转化率和反应速度，又可提高传热系数。有利于反应热的导出和延长催化剂的使用寿命，有时还能提高反应选择性。
但是氢过量太多，会使产物浓度降低，循环气量增大，动力消耗增加。（五）溶剂的影响
采用溶剂目的：
（1）反应物与生成物有固体存在时，使用溶剂可
使分散均匀。
（2）稀释反应物，移走反应热，减小热效应。结果：
（1）改变物理性质－传质、传热
（2）改变反应速度，反应选择性－溶剂效应
注意：反应温度<溶剂临界温度20～40℃