《催化加氢》ppt课件

1、河南城建学院河南城建学院化学工程与工艺系化学工程与工艺系主讲：丁明洁主讲：丁明洁第三章第三章 催化加氢催化加氢 知识目的知识目的掌握催化加氢反掌握催化加氢反响的普通规律响的普通规律熟习加氢的催化剂熟习加氢的催化剂了解催化加了解催化加氢的工业运氢的工业运用用才干目的才干目的能分析影响甲能分析影响甲醇合成反响的醇合成反响的各种要素各种要素读懂甲醇的读懂甲醇的工艺流程工艺流程掌握催化加掌握催化加氢反响的普氢反响的普通规律通规律甲醇消费的甲醇消费的现状和开展现状和开展趋势趋势三、氢的性质和来源三、氢的性质和来源一、催化加氢在石油化工工业中的运用一、催化加氢在石油化工工业中的运用二、加氢反响类型二、加氢

2、反响类型一、催化加氢在石油化工工业中的运用一、催化加氢在石油化工工业中的运用催化加氢用于合成有机产品外，还用于精制过程。催化加氢用于合成有机产品外，还用于精制过程。1合成有机产品合成有机产品1 1苯制环己烷苯制环己烷2 2苯酚制环己醇苯酚制环己醇3. 3. 丙酮制异丙醇丙酮制异丙醇OHROHRCHH2RRCOOOHOHRCHH2RCOOH2OCrCu222OCrCu24 4羧酸或酯制高级伯醇羧酸或酯制高级伯醇5.5.以以COCO为原料，进展加氢反响，因催化剂的不同，可生成为原料，进展加氢反响，因催化剂的不同，可生成不同有机产品。不同有机产品。OnHCnHH)1n2(nCOOHCHH2CO22n

3、2232CO+H2ZnCrCu， MPa 甲醇合成甲醇的催化剂加碱，MPa，高级醇Ni、Co、Fe，MPa_ ，Ru，MPa，Rh/SiO2，MPa，Al_Th ，MPa，Ni，常压 ，250甲烷异构烷烃醋酸高级固态烷烃高级醇102302703030040010 30160330200100150170250300450合成汽油2622骨架镍242NH)N(CHH4HNC)C(CHN 6 6己二腈合成己二胺己二腈合成己二胺7 7硝基苯制苯胺硝基苯制苯胺8 8杂环化合物加氢杂环化合物加氢9 9甲苯加氢制苯甲苯加氢制苯2加氢精制加氢精制裂解气中乙烯和丙烯的精制裂解气中乙烯和丙烯的精制 从烃类裂解气

4、分别得到的乙烯和丙烯中含有少量乙炔、丙炔和两二烯等有害杂质，可利用催化加氢方法，使炔烃和二烯烃进展选择加氢，转化为相应的烯烃而除去(参见第一章)。裂解汽油的加氢精制参见第二章裂解汽油的加氢精制参见第二章3精制氢气精制氢气氢气中含有一氧化碳杂质，在加氢反响时能使性化氢气中含有一氧化碳杂质，在加氢反响时能使性化剂中毒。可经过催化加氢反响，使一氧化碳转化为剂中毒。可经过催化加氢反响，使一氧化碳转化为甲烷，到达精制的目的。其反响式如下：甲烷，到达精制的目的。其反响式如下：CO+H2NiAl2O3CH4+H2O3+H2NiAl2O3CH4+H2OCO2422603003.0MPa甲烷化反响甲烷化反响 从

5、焦炉气或煤焦油中分别得到的苯，含有硫化物杂质，经过催化加氢，可以比较干净地将它们脱除掉。例如噻吩的脱除，其反响如下式。4精制苯精制苯二、加氢反响类型二、加氢反响类型 工业中运用的重要催化加氢反响，主要有以下工业中运用的重要催化加氢反响，主要有以下几种类型：几种类型： 1 不饱和键加氢 CCH2CCH2CCCCH2 2芳环加氢 例如苯环加氢，可同时加三分子氢转化为相应的脂环化合物。3含氧化合物加氢含氧化合物加氢 例如含有 基化合物加氢可转化为相应的醇。CO 4含氮化合物加氢 例如含有一例如含有一CN、一、一NO 2等官能团的化合物加氢得等官能团的化合物加氢得到相应的胺类。到相应的胺类。5氢解氢解

6、 在加氢反响过程中同时发生裂解，有小分子产物生成，或者生成分子量较小的两种产物。 不同催化剂产物不同三、氢的性质和来源三、氢的性质和来源 1氢的性质 氢是无色无味的气体。氢是无色无味的气体。氢与氧混合易构成爆炸性氢与氧混合易构成爆炸性气体。在氢氧混和物中，气体。在氢氧混和物中，当氢的浓度到达一定范围当氢的浓度到达一定范围时才能够爆炸，此浓度范时才能够爆炸，此浓度范围称爆炸极限。氢的爆炸围称爆炸极限。氢的爆炸极限数据如右表所示。极限数据如右表所示。介质%V 下限上限空气4.172.4氧气4.6573.9氢爆炸极限氢爆炸极限氢蚀氢蚀 Fe3C + 2H2 CH4 + 3Fe Fe3C + 2H2

7、CH4 + 3Fe 副产氢及回收副产氢及回收 1副产氢来源：油厂、裂解厂、焦化厂副产氢来源：油厂、裂解厂、焦化厂 2回收方法回收方法: 变压吸附法变压吸附法, 膜分别膜分别 2氢的来源氢的来源电解法制氢电解法制氢天然气、轻油、石脑油制氢天然气、轻油、石脑油制氢CH4H2OCO4H22水蒸气转化法：水蒸气转化法：CH4H2OCO3H2部分氧化法：部分氧化法：CH412O2CO2H2制氢制氢回收氢回收氢反响热效应反响热效应化学平衡化学平衡温度温度压力压力氢用量比氢用量比金属、骨架催化剂、金属氧化物、金属、骨架催化剂、金属氧化物、金属硫化物、金属络合物金属硫化物、金属络合物不饱和键、含氧、不饱和键、

8、含氧、含氮化合物、氢解含氮化合物、氢解温度速度、选择性温度速度、选择性机理机理动力学方程动力学方程压力气相、液相加氢压力气相、液相加氢溶剂溶剂一、热力学分析一、热力学分析 1反响热效应 加氢反响是放热反响，但是由于被加氢的官能团的构造不同，放出的热量也不一样。 化合物的氢化热参见化合物的氢化热参见P142-143? 2化学平衡 当加氢反响温度低于当加氢反响温度低于100100时，绝大多数的加氢时，绝大多数的加氢反响平衡常数值都非常大，可看作为不可逆反响反响平衡常数值都非常大，可看作为不可逆反响1.1.温度影响温度影响加氢反响是放热反响，其热加氢反响是放热反响，其热效应效应H 0H 0，所以，所

9、以 由热力学方法推导得到的平衡常数Kp，温度T和热效应H之间的关系式为:20)ln(RTHTKpPT ，K P 此类反响在热力学上是很有利的，即使是在高温此类反响在热力学上是很有利的，即使是在高温条件下，平衡常数仍很大。反响几乎不可逆。条件下，平衡常数仍很大。反响几乎不可逆。第一类加氢反响第一类加氢反响加氢反响有三类加氢反响有三类: : 乙炔加氢乙炔加氢一氧化碳甲烷化一氧化碳甲烷化有机硫化物的氢解有机硫化物的氢解升温对反升温对反应有利应有利第二类加氢反响第二类加氢反响苯加氢合成环己烷苯加氢合成环己烷第二类是加氢反响的平衡常数随温度变化较大第二类是加氢反响的平衡常数随温度变化较大中温时中温时Kp

10、Kp很大，高温时很大，高温时KpKp，热力学占主导位置，热力学占主导位置反响只能在不太高的温度下进展反响只能在不太高的温度下进展第三类加氢反响第三类加氢反响一氧化碳加氢合成甲醇一氧化碳加氢合成甲醇低温时低温时KpKp较大，但在可用温度区间较大，但在可用温度区间Kp Kp ，热，热力学不利，化学平衡成为关键要素。力学不利，化学平衡成为关键要素。加氢只在低温有利加氢只在低温有利第三类是加氢反响在热力学上是不利的，在很第三类是加氢反响在热力学上是不利的，在很低温度下才具有较大的平衡常数值。低温度下才具有较大的平衡常数值。 加氢反响是分子数减少加氢反响是分子数减少的反响，即加氢反响前的反响，即加氢反响

11、前后化学计量系数的变化后化学计量系数的变化n0n r炔烃；炔烃；r烯烃烯烃 r芳烃芳烃 ； r二烯烃二烯烃 r烯烃烯烃r r炔烃炔烃 r r二烯烃二烯烃 r r烯烃烯烃 r r芳芳烃烃单独加氢：单独加氢：共同存在：共同存在： 醛、酮、酸、酯醛、酮、酸、酯 醇醇 加氢才干：醛加氢才干：醛酮，酯酮，酯酸酸 醇和酚氢解为水和烃较慢，需较高温度。醇和酚氢解为水和烃较慢，需较高温度。4 4含氧化合物加氢含氧化合物加氢5 5含氮化合物加氢含氮化合物加氢CN，NO2 NH2加氢加氢加氢加氢指加氢过程有裂解，产生小分子混合物。指加氢过程有裂解，产生小分子混合物。 酸、酯、醇、烷基芳烃加氢时可产生氢解。酸、酯、

12、醇、烷基芳烃加氢时可产生氢解。 6 6氢解氢解COOC2H5COOC2H5+ 4 H2 CH2OHCH2OH+ 2 C2H5OHcat.有机硫化物在钼酸钻催化剂作用下因其硫化物的构造不有机硫化物在钼酸钻催化剂作用下因其硫化物的构造不同，其氢解速率有显著的差别，其顺序为：同，其氢解速率有显著的差别，其顺序为：1.1.同一化合物有同一化合物有2 2个可加氢官能团：不同官能团处加氢个可加氢官能团：不同官能团处加氢如：如：7 7选择性加氢选择性加氢C H = C H2 C2H5C2H5C uN i2.2.催化体系中有多个加氢物质：个别或几个物质加氢催化体系中有多个加氢物质：个别或几个物质加氢如：裂解汽

13、油加氢如：裂解汽油加氢CHCHCH2 = CH2CH3CH33.3.炔烃或二烯烃加氢：加氢深度不同炔烃或二烯烃加氢：加氢深度不同四动力学及反响条件四动力学及反响条件1 1反响机理反响机理 普通以为加氢催化剂的活性中心对氢分子进展化学吸附，并解离为氢原子，同时催化剂又使不饱和的双键或三键的键翻开，构成了活泼的吸附化合物，活性氢原子与不饱和化合物CC双键碳原子结合，生成加氢产物。不同烃的反响机理不同不同烃的反响机理不同. .如苯加氢如苯加氢多位吸附:苯在催化剂外表发生多位吸附，然后加氢得产物。单位吸附:苯分子只与催化剂外表一个活性中心发生化学吸附，构成键吸附物，然后把H原子逐渐吸附至苯分子上。多位

14、吸附单位吸附2 2动力学方程动力学方程A + H2 B k1k2nBBAAPBBHAHAPbPbKPbPPbbkr)1 (221双曲线型：双曲线型：bi:吸附系数吸附系数 Pi:分压分压 n:吸附活性中心数吸附活性中心数幂指数型：幂指数型：322121nBnHnAPkPPkr 温度对不同单一反响速率的影响温度对不同单一反响速率的影响3 3温度影响温度影响RTEeAk0CRTHKP0lnRTHPeAK00a.a.对反响速度的影响对反响速度的影响0/Tr0/Tr 低温时低温时KP大，动力学占主导，大，动力学占主导， T ， r 高温时高温时KP小，热力学占主导，小，热力学占主导， T, k2 ,

15、r 0/Tr, rmax0/Tr0/Tr0/TrrT在在TopTop温度下，温度下，r r到达最大值。到达最大值。1212ln1EEEERTTTeeOPTe :Te :对应转化率对应转化率x x的平衡温度的平衡温度TxArA=1rA=10rA=100允许温度允许温度最正确温度曲线最正确温度曲线平衡曲线最正确温度：对于一定的反响物系组成，某一可逆放热反响最正确温度：对于一定的反响物系组成，某一可逆放热反响具有最大反响速率的温度称为相应于这个组成的最正确温度。具有最大反响速率的温度称为相应于这个组成的最正确温度。最正确温度曲线：相应于各转化率的最正确温度所组成的曲最正确温度曲线：相应于各转化率的最

16、正确温度所组成的曲线，称为最正确温度曲线。线，称为最正确温度曲线。b.b.温度对选择性的影响温度对选择性的影响TT，SS，由于副反响的活化能大，由于副反响的活化能大如：如：C + CH4H2C2H2 + H2 C2H6绿油还有深度裂解副产物生成还有深度裂解副产物生成4 4压力的影响压力的影响压力的影响视反响的动力学规律而定压力的影响视反响的动力学规律而定加氢物质的级数为加氢物质的级数为0 1级，级，PA, r 0级级 ， PA与与 r无关无关 负值时，负值时， PA, r 假设产物在催化剂上是强吸附，就会占据一部分催假设产物在催化剂上是强吸附，就会占据一部分催化剂的活性中心，抑制了加氢反响的进

17、展，产物分压化剂的活性中心，抑制了加氢反响的进展，产物分压越高，加氢反响速率就越慢。越高，加氢反响速率就越慢。气相加氢，与反响级数有关气相加氢，与反响级数有关液相加氢，液相加氢，PH2,r 5 5溶剂的影响溶剂的影响采用溶剂目的：采用溶剂目的：1 1反响物与生成物有固体存在时，运用溶剂可反响物与生成物有固体存在时，运用溶剂可 使分散均匀。使分散均匀。2 2稀释反响物，移走反响热，减小热效应。稀释反响物，移走反响热，减小热效应。常用溶剂：乙醇、常用溶剂：乙醇、 甲醇甲醇 、环己烷等、环己烷等结果：结果：1 1改动物理性质传质、传热改动物理性质传质、传热2 2改动反响速度，反响选择性溶剂效应改动反

18、响速度，反响选择性溶剂效应 留意：反响温度留意：反响温度 溶剂临界温度溶剂临界温度20204040因溶剂对加氢反响速度有影响，对选择性也有因溶剂对加氢反响速度有影响，对选择性也有影响，故应选择适宜溶剂。影响，故应选择适宜溶剂。一、概述一、概述二、二、CO加氢合成甲醇加氢合成甲醇三、合成甲醇工艺流程三、合成甲醇工艺流程一、概述一、概述1甲醇的性质及用途甲醇的性质及用途工业甲醇是无色、类似酒味的挥发性液体。相对密度工业甲醇是无色、类似酒味的挥发性液体。相对密度 0.7914；熔点；熔点-93.9；沸点；沸点65；折光率；折光率1.3288；动力；动力 粘度粘度120时时0.56cp；膨胀系数；膨胀

19、系数20时时 0.001031；蒸汽压；蒸汽压12.8KPa；蒸汽密度；蒸汽密度1.1kg/m3。能与水、乙醇、醚、苯酮类和其它有机溶剂混合；能与多能与水、乙醇、醚、苯酮类和其它有机溶剂混合；能与多 种化合物构成共沸物。种化合物构成共沸物。 工业甲醇易燃、遇明火有熄灭、爆炸的危险。熄灭时发出工业甲醇易燃、遇明火有熄灭、爆炸的危险。熄灭时发出 蓝色火焰；在常温下挥发出的蒸汽有毒；与空气能构成爆蓝色火焰；在常温下挥发出的蒸汽有毒；与空气能构成爆 炸性混合物；爆炸极限为炸性混合物；爆炸极限为6.036%(V)。甲醇是仅次于三烯和三苯的重要根底有机化工原料，甲醇是仅次于三烯和三苯的重要根底有机化工原料

20、， 广泛用于有机合成、染料、合成纤维、合成橡胶、涂广泛用于有机合成、染料、合成纤维、合成橡胶、涂料和国防等工业。甲醇大量用于消费甲醛和对苯二甲酸料和国防等工业。甲醇大量用于消费甲醛和对苯二甲酸二甲酯；二甲酯； 以甲醇为原料经羰基化反响直接合成醋酸曾经工业化；以甲醇为原料经羰基化反响直接合成醋酸曾经工业化；近年来，随着技术的开展的能源构造的改动，甲醇又开辟近年来，随着技术的开展的能源构造的改动，甲醇又开辟了许多新的用途，是合成人工蛋白的重要原料；了许多新的用途，是合成人工蛋白的重要原料；以甲醇为原料消费烯烃和汽油已实现工业化。因此，甲醇以甲醇为原料消费烯烃和汽油已实现工业化。因此，甲醇的消费具有

21、非常重要的意义。的消费具有非常重要的意义。 甲醇甲醇+ +酸酸 酯酯+ +水水甲醇甲醇+ +氧气氧气甲醛甲醛甲醇甲醇+NH3 +NH3 甲胺、二甲胺、三甲胺甲胺、二甲胺、三甲胺甲醇甲醇 醋酸羰基合成醋酸羰基合成甲醇合成人造蛋白是很好的禽畜饲料。甲醇合成人造蛋白是很好的禽畜饲料。作石油添加剂。作石油添加剂。用途用途 2我国甲醇消费原料构造我国甲醇消费原料构造 煤为原料煤为原料上海焦化公司上海焦化公司( (煤煤) )中石化四川维尼纶厂中石化四川维尼纶厂1万万5万吨万吨/年年天然气为原料天然气为原料陕西榆林天然气化工公司陕西榆林天然气化工公司大庆油田甲醇厂大庆油田甲醇厂四川江油甲醇厂四川江油甲醇厂陕

22、西长庆油田陕西长庆油田3甲醇消费方法甲醇消费方法 条件：在催化剂作用下，采用压力条件：在催化剂作用下，采用压力101.32101.32202.64202.64105Pa105Pa，350350500500特点：工艺流程简单，氧化过程不易控制，甲醇特点：工艺流程简单，氧化过程不易控制，甲醇收率不高收率不高30%30%，未实现工业化。，未实现工业化。二、二、CO加氢合成甲醇加氢合成甲醇1消费原料消费原料-合成气的制备合成气的制备气体原料生气体原料生产合成气产合成气水蒸气转化法水蒸气转化法部分氧化法部分氧化法液体原料制液体原料制取合成气取合成气水蒸气转化法水蒸气转化法部分氧化法部分氧化法固体原料制固

23、体原料制取合成气取合成气2消费甲醇的原理消费甲醇的原理平衡常数平衡常数 热力学分析热力学分析催化剂及反响条件催化剂及反响条件反响热效应反响热效应副反响副反响 反响热与温反响热与温度压力关系度压力关系反响条件反响条件催化剂催化剂原料气组成原料气组成反响温度压力反响温度压力空速空速热力学分析热力学分析主反响：主反响：反响热效应反响热效应 放热反响，放热反响，2525反响热为反响热为H0298H029890.8KJ90.8KJmolmol。常压不同温度的反响热按式常压不同温度的反响热按式3-3 (P152 )3-3 (P152 )计算计算反响热与温度压力关系反响热与温度压力关系？T300 ，T ，

24、，反响易失控，反响易失控P低，低，T高时，高时，H变化小，应选择变化小，应选择20MPa，300400,反反响易控响易控PH /热力学分析热力学分析Kf只与温度有关只与温度有关241138242101325. 0)1023853. 010769446. 010102264. 010352404. 0ln92839. 5/26.92631652.13exp(TTTTTTKf平衡常数平衡常数 热力学分析热力学分析P，KN ，xE ，故应在高压下操作。，故应在高压下操作。热力学分析热力学分析 副反响副反响 平行副反响平行副反响连串副反响连串副反响热力学分析热力学分析副反响副反响最大最大1. 主反响分

25、子数减少最主反响分子数减少最多，加压有利于甲醇生成多，加压有利于甲醇生成热力学分析热力学分析2. G0副副 G0主，副反响主，副反响在热力学上有利，抑制副反响在热力学上有利，抑制副反响催化剂催化剂 从热力学分析可知，合成甲醇的反响温度从热力学分析可知，合成甲醇的反响温度低，所需操作压力也可以低，但温度低，低，所需操作压力也可以低，但温度低，反响速度太慢。关键在于催化剂反响速度太慢。关键在于催化剂方方 法法催化剂催化剂条条 件件备备 注注特点特点压力，压力，MPa温度，温度，高压法高压法ZnOCr2O3二元催化剂二元催化剂25303804001924年年工业化工业化1催化剂不催化剂不易中毒，再生

26、困易中毒，再生困难难2副反响多副反响多低压法低压法CuOZnOAl2O3三元催化剂三元催化剂52302701966年年工业化工业化1催化剂易催化剂易中毒，再生容易中毒，再生容易,寿命为寿命为1-2年年2副反响少副反响少中压法中压法CuOZnOAl2O3三元催化剂三元催化剂10152302701970年年工业化工业化催化剂及反响条件催化剂及反响条件催化剂催化剂催化剂催化剂留意：留意：为延伸催化剂寿命，开场易用较低温度，过为延伸催化剂寿命，开场易用较低温度，过一定时间再升至适宜温度，其后随着催化剂一定时间再升至适宜温度，其后随着催化剂老化程度升高，反响程度也相应高。老化程度升高，反响程度也相应高。

27、因反响放热，反响热应及时移出，否那么副因反响放热，反响热应及时移出，否那么副反响添加，催化剂易烧结，活性降低。故严反响添加，催化剂易烧结，活性降低。故严厉控制温度，及时有效地移走反响热是合成厉控制温度，及时有效地移走反响热是合成塔设计、操作之关键。塔设计、操作之关键。 催化剂催化剂催化剂活化催化剂活化低压合成甲醇的催化剂，其化学组成是低压合成甲醇的催化剂，其化学组成是CuO-ZnO-CuO-ZnO-Al2O3 Al2O3 ，只需复原成金属铜才有活性。，只需复原成金属铜才有活性。CuO-ZnO-Al2O30.4MPa，99N2缓慢地升温缓慢地升温, 20/hCuO-ZnO-Al2O3160170

28、复原性气体复原性气体Cu-ZnO-Al2O3复原过程为活化：氮气流升温、复原复原过程为活化：氮气流升温、复原催化剂催化剂反响条件反响条件a.a.反响温度及压力：反响温度及压力： 反响温度因催化剂种类而异反响温度因催化剂种类而异 ZnO-Cr2O3 ZnO-Cr2O3： 380 380 400400 CuO-ZnO-Al2O3 CuO-ZnO-Al2O3： 230 230 270 270 反响条件反响条件与副反响比，主反响是摩尔数减少最多而平衡与副反响比，主反响是摩尔数减少最多而平衡常数最小的反响，因此添加压力合成甲醇有利常数最小的反响，因此添加压力合成甲醇有利 反响压力因催化剂种类而异反响压力

29、因催化剂种类而异 ZnO-Cr2O3 ZnO-Cr2O3： 30 MPa 30 MPa CuO-ZnO-Al2O3 CuO-ZnO-Al2O3： 5 5 10MPa10MPab.b.空速空速 空速空速: :影响选择性和转化率影响选择性和转化率, ,直接关系到催化剂的消直接关系到催化剂的消费才干和单位时间的放热量。费才干和单位时间的放热量。 铜基催化剂上空速与转化率、消费才干 空间速度空间速度/h-1CO转化率转化率/%粗甲醇产量粗甲醇产量/m3/m3催化剂催化剂h2000050.1 25.8 3000041.5 26.14000032.2 28.4添加空速在一定程度上可以添加甲醇产添加空速在一

30、定程度上可以添加甲醇产量量添加空速有利于反响热的移出，防止催化剂过热添加空速有利于反响热的移出，防止催化剂过热空速太高：转化率降低，循环气量添加，从而添加能量耗空速太高：转化率降低，循环气量添加，从而添加能量耗费；费； 添加分别设备和换热负荷，引起甲醇分别效果降低；添加分别设备和换热负荷，引起甲醇分别效果降低； 带出热量太多，呵斥合成塔内的催化剂温度难以控制带出热量太多，呵斥合成塔内的催化剂温度难以控制反响条件反响条件适宜的空速与催化剂的活性、反响温度及适宜的空速与催化剂的活性、反响温度及进塔气体的组成有关进塔气体的组成有关 ZnO-Cr2O3: 20000-40000h-1 ZnO-Cr2O

31、3: 20000-40000h-1 CuO-ZnO-Al2O3 CuO-ZnO-Al2O3： 10000h-1 10000h-1c.c.原料气组成原料气组成甲醇合成原料气化学计量比为甲醇合成原料气化学计量比为 H2 H2CO=2CO=21 1反响条件反响条件实践消费实践消费？抑制高级醇、高级烃和复原性物质的生成，抑制高级醇、高级烃和复原性物质的生成，提高甲醇的浓度和纯度提高甲醇的浓度和纯度; ;氢导热性好，利于防止部分过热和催化剂床氢导热性好，利于防止部分过热和催化剂床层温度控制层温度控制Zn-Cr2O3: H2与与CO比为比为4.5左右；左右；用铜基催化剂用铜基催化剂: H2与与CO比为比为

32、2.2- 3.0作业题1.催化加氢反响有哪几种类型？工业上有哪些重要运用？2.反响温度和压力对加氢反响有什么影响？3.工业上运用的加氢催化剂有哪些类型？4.影响合成甲醇反响速度的要素是什么？如何确定合成甲醇的工艺条件？ 根据移走热量的操作方式：等温式、绝热式根据移走热量的操作方式：等温式、绝热式 根据冷却方式：直接冷却冷激式根据冷却方式：直接冷却冷激式 间接冷却列管式间接冷却列管式 三、反响器的构造和材质三、反响器的构造和材质反响器构造类型：反响器构造类型：a. 冷激式绝热反响器冷激式绝热反响器b.列管式等温反响器列管式等温反响器冷激式反响器温度分布冷激式反响器温度分布 可调理蒸汽可调理蒸汽压

33、力控制壳压力控制壳程温度，径程温度，径向温度均匀，向温度均匀，循环气量小，循环气量小，节能节能 因氢蚀及因氢蚀及Fe(CO)5，选用，选用Ni-Cr钢，钢，1Cr18Ni9Tic. 反响器材质反响器材质合成气合成气COH2Fe3C + 2H2 CH4 + 3FeFe3C + CO Fe(CO)5150氢蚀氢蚀CO腐蚀腐蚀造气造气 紧缩紧缩 合成合成 分别精制分别精制四、工艺流程四、工艺流程工业上合成甲醇工艺流程工业上合成甲醇工艺流程高压法高压法低压法低压法低温、低压和高活性铜基低温、低压和高活性铜基催化剂，在催化剂，在5MPa5MPa左右压力左右压力下，由合成气合成甲醇的下，由合成气合成甲醇的

34、工艺流程工艺流程高压法合成甲醇的工艺流程高压法合成甲醇的工艺流程低压法合成甲醇工艺流程低压法合成甲醇工艺流程甲醇浓度达甲醇浓度达68%杂质少，净化容易，双塔精制可得杂质少，净化容易，双塔精制可得99.85%99.85%甲醇甲醇三相流化床合成甲醇工艺流程三相流化床合成甲醇工艺流程甲醇浓度达甲醇浓度达1520%，大大减少循环气量，降耗，大大减少循环气量，降耗传统传统ICIICI、LurgiLurgi的技术改造，回收热能，降低能耗的技术改造，回收热能，降低能耗新型反响器，提高转化率新型反响器，提高转化率新型催化剂，延伸寿命，提高热稳定性新型催化剂，延伸寿命，提高热稳定性新合成技术新合成技术 a. a.低温合成甲醇低温合成甲醇 b. b.甲烷合成