催化和氧化脱氢.doc

催化脱氢和氧化脱氢 (1) 脱氢反应是加氢反应的逆反应;吸热反应; (2) 分子数增加的反应;随着脱氢反应的进行,生成物和氢气逐渐增多,平衡不利于脱氢(3) 脱氢反应受到化学平衡的限制,转化率不可能很高(4) 要使平衡向有利于脱氢方向进行,可以采取将生成的氢气除去的办法—氧化脱氢(5) 氧化脱氢氧是氢“接受体”;放出大量反应热可补充热量消耗。氢接受体有: O 2(空气)、卤素和含硫、氮化合物等,这类反应称之为氧化脱氢反应。 ,应使用能耐高温催化剂,一般采用金属氧化物 Cat. 常见的脱氢催化剂: Cr 2O 3 -Al 2O 3、 Fe 2O 3 -Cr 2O 3 -K 2O、 Ca 8 Ni(PO 4) 6 -Cr 2O 3- 石墨脱氢反应器: 列管等温式—反应物料走管内,管间走载热体绝热式—过热水蒸汽直接带入反应系统以提供热量多段式—在段间设置中间加热器以保证反应所需温度 ℃优点缺点水<100调节方便使用温度受限制加压热水 100~360 温度高,比热大,加热均应操作处于加压状态, 对设备要求高饱和水蒸汽 100 以上调节方便,传热系数大一般使用温度小于 180 ℃,如需温度达 350 ℃,压力将达 18MP 矿物油(联苯混合物) 180~300 不需高压,加热均匀,热稳定性好,使用温度范围大,易调节粘度高,传热系数小,价格较贵,有一定毒性,劳动条件差烟道气 200~500 适用于加热面积大的场合给热系数小,加热温差大熔盐( Na NO 3 : 7 % , KNO 3:53% ,Na NO 2 : 40% ) 142~600 (熔盐的熔点 142 ℃, 沸点> 1000 ℃) 使用温度高,不需加压,加热均匀比热小,有腐蚀,管道易堵塞水银<540 热稳定性好,沸点高,蒸汽压低,适合于实验室使用有剧毒,易局部过热熔盐供热的工艺流程熔点 142 ℃,沸点> 1000 ℃供热的最佳范围为 150 ℃~600 ℃熔盐的组成(wt%) KNO 353% ; NaNO 240%; NaNO 37%; 熔盐供热系统优点: (1) 给热系数大(2) 加热温差小(3) 不易局部过热等优点. . 1 2 3 4熔盐供热脱氢反应流程 ,无色液体,难溶于水,用途很广,主要用于生产树脂、塑料和橡胶烃类裂解制乙烯副产裂解汽油中含 4~6% 。工业上苯乙烯主要由乙苯脱氢制得。〔一〕反应工艺条件 : 580-620 ℃?提高温度有利于脱氢平衡;加快脱氢反应速度?裂解等副反应活化能高→比脱氢反应加快更多?产物聚合生焦加速→催化剂的失活加快,再生周期缩短 T/℃转化率 / 选择性(%) 50 60 70 80 90 100 570 580 590 600 610 620 630 640 650 转化率选择性 T / ℃平衡转化率 % 0 20 40 60 80 100 350 450 550 650 750 850 反应温度对乙苯脱氢转化率和压力对乙苯脱氢反应平衡选择性的影响转化率的影响 ?热力学分