《催化加氢》PPT课件

河 南 城 建 学 院化 学 工 程 与 工 艺 系主 讲 ： 丁 明 洁 作 业 题 第 三 章 催 化 加 氢 知 识 目 标 掌 握 催 化 加 氢 反应 的 一 般 规 律熟 悉 加 氢 的 催 化 剂了 解 催 化 加氢 的 工 业 应用 能 力 目 标 能 分 析 影 响 甲醇 合 成 反 应 的各 种 因 素 读 懂 甲 醇 的工 艺 流 程掌 握 催 化 加氢 反 应 的 一般 规 律 甲 醇 生 产 的现 状 和 发 展趋 势 三 、 氢 的 性 质 和 来 源一 、 催 化 加 氢 在 石 油 化 工 工 业 中 的 应 用二 、 加 氢 反 应 类 型 一 、 催 化 加 氢 在 石 油 化 工 工 业 中 的 应 用催 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1 苯 制 环 己 烷2 苯 酚 制 环 己 醇3. 丙 酮 制 异 丙 醇 OHROHRCHH2RRCOO OHOHRCHH2RCOOH 2OCrCu2 22OCrCu2 4 羧 酸 或 酯 制 高 级 伯 醇5.以 CO为 原 料 ， 进 行 加 氢 反 应 ， 因 催 化 剂 的 不 同 ， 可 生 成不 同 有 机 产 品 。 OnHCnHH)1n2(nCO OHCHH2CO 22n2232 CO +H2 Zn Cr Cu， 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 10 230 27030 300 40010 30 160 330 200100 150170 250300 450 合 成 汽 油 2622骨架镍242 NH)N(CHH4HNC)C(CHN 6 己 二 腈 合 成 己 二 胺7 硝 基 苯 制 苯 胺8 杂 环 化 合 物 加 氢9 甲 苯 加 氢 制 苯 （ 2） 加 氢 精 制裂 解 气 中 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 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 行 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 ） （ 3） 精 制 氢 气氢 气 中 含 有 一 氧 化 碳 杂 质 ， 在 加 氢 反 应 时 能 使 性 化剂 中 毒 。 可 通 过 催 化 加 氢 反 应 ， 使 一 氧 化 碳 转 化 为甲 烷 ， 达 到 精 制 的 目 的 。 其 反 应 式 如 下 ： CO + H2 Ni Al2O3 CH4 + H2O3+ H2 Ni Al2O3 CH4 + H2OCO2 4 22603003.0MPa 甲 烷 化 反 应 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 。 例 如 噻 吩 的 脱 除 ， 其 反 应 如 下 式 。（ 4） 精 制 苯 二 、 加 氢 反 应 类 型 工 业 中 应 用 的 重 要 催 化 加 氢 反 应 ， 主 要 有 下 列几 种 类 型 ： （ 1） 不 饱 和 键 加 氢 C C H2 C CH2C C C CH 2 （ 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 例 如 含 有 基 化 合 物 加 氢 可 转 化 为 相 应 的 醇 。C O （ 4） 含 氮 化 合 物 加 氢 例 如 含 有 一 CN、 一 NO 2等 官 能 团 的 化 合 物 加 氢 得 到相 应 的 胺 类 。（ 5） 氢 解 在 加 氢 反 应 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 （ 1） 氢 的 性 质 氢 是 无 色 无 味 的 气 体 。氢 与 氧 混 合 易 形 成 爆 炸 性气 体 。 在 氢 氧 混 和 物 中 ，当 氢 的 浓 度 达 到 一 定 范 围时 才 可 能 爆 炸 ， 此 浓 度 范围 称 爆 炸 极 限 。 氢 的 爆 炸极 限 数 据 如 右 表 所 示 。 介 质 %（ V） 下 限 上 限空 气 4.1 72.4氧 气 4.65 73.9氢 爆 炸 极 限氢 蚀 Fe3C + 2H 2 CH 4 + 3Fe 副 产 氢 及 回 收 （ 1） 副 产 氢 来 源 ： 油 厂 、 裂 解 厂 、 焦 化 厂 （ 2） 回 收 方 法 : 变 压 吸 附 法 , 膜 分 离 （ 2） 氢 的 来 源电 解 法 制 氢天 然 气 、 轻 油 、 石 脑 油 制 氢CH4 H2O CO 4H22 水 蒸 气 转 化 法 ：CH4 H2O CO 3H2 部 分 氧 化 法 ：CH4 12 O2 CO 2H2 制 氢 回 收 氢 反 应 热 效 应化 学 平 衡 温 度压 力氢 用 量 比金 属 、 骨 架 催 化 剂 、 金 属 氧 化 物 、金 属 硫 化 物 、 金 属 络 合 物 不 饱 和 键 、 含 氧 、含 氮 化 合 物 、 氢 解温 度 （ 速 度 、 选 择 性 ）机 理动 力 学 方 程压 力 （ 气 相 、 液 相 加 氢 ）溶 剂 一 、 热 力 学 分 析 （ 1） 反 应 热 效 应 加 氢 反 应 是 放 热 反 应 ， 但 是 由 于 被 加 氢 的 官能 团 的 结 构 不 同 ， 放 出 的 热 量 也 不 相 同 。 化 合 物 的 氢 化 热 参 见 P142-143 ? ? （ 2） 化 学 平 衡 当 加 氢 反 应 温 度 低 于 100 时 ， 绝 大 多 数 的 加 氢反 应 平 衡 常 数 值 都 非 常 大 ， 可 看 作 为 不 可 逆 反 应1.温 度 影 响 加 氢 反 应 是 放 热 反 应 ， 其 热效 应 H 0， 所 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( RTHTKp P T ， K P 此 类 反 应 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 应 几 乎 不 可 逆 。第 一 类 加 氢 反 应加 氢 反 应 有 三 类 : 乙 炔 加 氢一 氧 化 碳 甲 烷 化有 机 硫 化 物 的 氢 解 升 温 对 反应 有 利第 二 类 加 氢 反 应 苯 加 氢 合 成 环 己 烷第 二 类 是 加 氢 反 应 的 平 衡 常 数 随 温 度 变 化 较 大中 温 时 Kp很 大 ， 高 温 时 Kp ， 热 力 学 占 主 导 地 位反 应 只 能 在 不 太 高 的 温 度 下 进 行 第 三 类 加 氢 反 应 一 氧 化 碳 加 氢 合 成 甲 醇低 温 时 Kp较 大 ， 但 在 可 用 温 度 区 间 Kp ， 热 力学 不 利 ， 化 学 平 衡 成 为 关 键 因 素 。加 氢 只 在 低 温 有 利第 三 类 是 加 氢 反 应 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 。 加 氢 反 应 是 分 子 数 减 少的 反 应 ， 即 加 氢 反 应 前后 化 学 计 量 系 数 的 变 化 n r炔 烃 ；r烯 烃 r芳 烃 ； r二 烯 烃 r烯 烃r炔 烃 r二 烯 烃 r烯 烃 r芳 烃单 独 加 氢 ：共 同 存 在 ： 醛 、 酮 、 酸 、 酯 醇 加 氢 能 力 ： 醛 酮 ， 酯 酸 醇 和 酚 氢 解 为 水 和 烃 较 慢 ， 需 较 高 温 度 。（ 4） 含 氧 化 合 物 加 氢（ 5） 含 氮 化 合 物 加 氢 CN， NO2 NH2加 氢加 氢 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 。 （ 6） 氢 解COOC2H5 COOC2H5 + 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 结 构 不同 ， 其 氢 解 速 率 有 显 著 的 差 异 ， 其 顺 序 为 ： 1.同 一 化 合 物 有 2个 可 加 氢 官 能 团 ： 不 同 官 能 团 处 加 氢如 ：（ 7） 选 择 性 加 氢CH=CH 2 C 2H 5C 2H 5CuNi2.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 油 加 氢 CH CH CH2 = CH2 CH3CH33.炔 烃 或 二 烯 烃 加 氢 ： 加 氢 深 度 不 同 四 动 力 学 及 反 应 条 件（ 1） 反 应 机 理 一 般 认 为 加 氢 催 化 剂 的 活 性 中 心 对 氢 分 子进 行 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 打 开 ， 形 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 应 机 理 不 同 .如 苯 加 氢 :苯 在 催 化 剂 表 面 发 生 多 位 吸 附 ， 然 后 加 氢 得 产 物 。 :苯 分 子 只 与 催 化 剂 表 面 一 个 活 性 中 心 发 生 化 学 吸 附 ，形 成 键 吸 附 物 ， 然 后 把 H 原 子 逐 步 吸 附 至 苯 分 子 上 。 多 位 吸 附 单 位 吸 附 （ 2） 动 力 学 方 程A + H2 B k1k2 n BBAA PBBHAHA PbPb KPbPPbbkr )1( 221 双 曲 线 型 ：bi:吸 附 系 数 Pi:分 压 n:吸 附 活 性 中 心 数幂 指 数 型 ： 3221 21 nBnHnA PkPPkr （ 3） 温 度 影 响： T ， k1， 反 应 速 率 增 大： T ， k1， KP ， 反 应 速 率 增 大： T ， k1， KP ， 反 应 速 率 RTEeAk 0 CRTHKP 0ln RTHP eAK 00 a.对 反 应 速 度 的 影 响 0/ Tr 0/ Tr 低 温 时 KP大 ， 动 力 学 占 主 导 ， T ， r 高 温 时 KP小 ， 热 力 学 占 主 导 ， T, k2 , r 0/ Tr , rmax 0/ Tr0/ Tr 0/ Trr T在 T op温 度 下 ， r达 到 最 大 值 。 1212 ln1 EEEERTTT eeOP Te :对 应 转 化 率 x的 平 衡 温 度 TxA rA=1rA=10rA=100 允 许 温 度最 佳 温 度 曲 线平 衡 曲 线最 佳 温 度 ： 对 于 一 定 的 反 应 物 系 组 成 ， 某 一 可 逆 放 热 反 应 具有 最 大 反 应 速 率 的 温 度 称 为 相 应 于 这 个 组 成 的 最 佳 温 度 。最 佳 温 度 曲 线 ： 相 应 于 各 转 化 率 的 最 佳 温 度 所 组 成 的 曲 线 ，称 为 最 佳 温 度 曲 线 。 b.温 度 对 选 择 性 的 影 响T ， S ， 因 为 副 反 应 的 活 化 能 大如 ： C + CH4H2C2H2 + H2 C2H6 绿油还 有 深 度 裂 解 副 产 物 生 成 （ 4） 压 力 的 影 响压 力 的 影 响 视 反 应 的 动 力 学 规 律 而 定 加 氢 物 质 的 级 数 为 0 1级 ， PA, r 0级 ， PA与 r无 关 负 值 时 ， PA, r 若 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 应 的 进 行 ， 产 物 分 压 越高 ， 加 氢 反 应 速 率 就 越 慢 。 （ 5） 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 。常 用 溶 剂 ： 乙 醇 、 甲 醇 、 环 己 烷 等 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因 溶 剂 对 加 氢 反 应 速 度 有 影 响 ， 对 选 择 性 也 有影 响 ， 故 应 选 择 适 宜 溶 剂 。 一 、 概 述二 、 CO加 氢 合 成 甲 醇三 、 合 成 甲 醇 工 艺 流 程 一 、 概 述（ 1） 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 0.7914； 熔 点 -93.9 ； 沸 点 65 ； 折 光 率 1.3288； 动 力 粘 度 （ 120 时 ） 0.56cp； 膨 胀 系 数 （ 20 时 ） 0.001031； 蒸 汽 压 12.8KPa； 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 种 化 合 物 形 成 共 沸 物 。 工 业 甲 醇 易 燃 、 遇 明 火 有 燃 烧 、 爆 炸 的 危 险 。 燃 烧 时 发 出 蓝 色 火 焰 ； 在 常 温 下 挥 发 出 的 蒸 汽 有 毒 ； 与 空 气 能 形 成 爆 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 基 础 有 机 化 工 原 料 ， 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 生 产 甲 醛 和 对 苯 二 甲酸 二 甲 酯 ； 以 甲 醇 为 原 料 经 羰 基 化 反 应 直 接 合 成 醋 酸 已 经 工 业 化 ； 近 年 来 ， 随 着 技 术 的 发 展 的 能 源 结 构 的 改 变 ， 甲 醇 又 开辟 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 生 产 烯 烃 和 汽 油 已 实 现 工 业 化 。 因 此 ， 甲醇 的 生 产 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。 甲 醇 +酸 酯 +水 甲 醇 +氧 气 甲 醛 甲 醇 +NH3 甲 胺 、 二 甲 胺 、 三 甲 胺 甲 醇 醋 酸 （ 羰 基 合 成 ） 甲 醇 合 成 人 造 蛋 白 是 很 好 的 禽 畜 饲 料 。 作 石 油 添 加 剂 。用 途 （ 2） 我 国 甲 醇 生 产 原 料 结 构 煤 为 原 料 上 海 焦 化 公 司 (煤 )中 石 化 四 川 维 尼 纶 厂 1万 5万 吨 /年天 然 气 为 原 料 陕 西 榆 林 天 然 气 化 工 公 司大 庆 油 田 甲 醇 厂四 川 江 油 甲 醇 厂陕 西 长 庆 油 田 （ 3） 甲 醇 生 产 方 法 条 件 ： 在 催 化 剂 作 用 下 ， 采 用 压 力 101.32202.64 10 5Pa， 350 500特 点 ： ， 甲 醇收 率 不 高 （ 30%） ， 未 实 现 工 业 化 。 二 、 CO加 氢 合 成 甲 醇（ 1） 生 产 原 料 -合 成 气 的 制 备气 体 原 料 生产 合 成 气 水 蒸 气 转 化 法部 分 氧 化 法液 体 原 料 制取 合 成 气 水 蒸 气 转 化 法部 分 氧 化 法固 体 原 料 制取 合 成 气 （ 2） 生 产 甲 醇 的 原 理 平 衡 常 数 热 力 学 分 析催 化 剂 及 反 应 条 件 反 应 热 效 应 副 反 应 反 应 热 与 温度 压 力 关 系 反 应 条 件 催 化 剂 原 料 气 组 成反 应 温 度 压 力空 速 热 力 学 分 析主 反 应 ： 反 应 热 效 应 放 热 反 应 ， 25 反 应 热 为 H 0298 90.8KJ mol。常 压 不 同 温 度 的 反 应 热 按 式 3-3 (P152 )计 算反 应 热 与 温 度 压 力 关 系？ T300 ， T ， ， 反 应 易 失 控P低 ， T高 时 ， H 变 化 小 ， 故 选 择 20MPa， 300 400 ,反 应易 控 PH / 热 力 学 分 析 Kf只 与 有 关 241138 242101325.0)1023853.010769446.0 10102264.010352404.0ln92839.5/26.92631652.13exp( TT TTTTKf 对 反 应 有 利 P153表 3-8 平 衡 常 数 热 力 学 分 析 P， K N ， xE ， 故 应 在 下 操 作 。 热 力 学 分 析 副 反 应 平 行 副 反 应连 串 副 反 应 热 力 学 分 析 副反应 最 大1. 主 反 应 分 子 数 减 少 最多 ， 加 压 有 利 于 甲 醇 生 成 热 力 学 分 析2. ， 副 反 应 在 热 力学 上 有 利 ， 抑 制 副 反 应 从 热 力 学 分 析 可 知 ， 合 成 甲 醇 的 反应 温 度 低 ， 所 需 操 作 压 力 也 可 以 低 ，但 温 度 低 ， 反 应 速 度 太 慢 。 关 键 在 于 方 法 催 化 剂 条 件 备 注 特 点压 力 ，MPa 温 度 ， 高 压 法 ZnO Cr2O3二 元 催 化 剂 25 30 380 400 1924年工 业 化 （ 1） 催 化 剂 不易 中 毒 ， 再 生 困难（ 2） 副 反 应 多低 压 法 CuO ZnO Al2O3三 元 催 化 剂 5 230 270 1966年工 业 化 （ 1） 催 化 剂 易中 毒 ， 再 生 容 易,寿 命 为 1-2年（ 2） 副 反 应 少中 压 法 CuO ZnO Al 2O3三 元 催 化 剂 10 15 230 270 1970年工 业 化 催 化 剂 及 反 应 条 件 催 化 剂 催 化 剂 注 意 ：v 为 延 长 催 化 剂 寿 命 ， 开 始 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 老 化 程 度 升 高 ， 反 应 程 度 也 相 应 高 。v 因 反 应 放 热 ， 反 应 热 应 及 时 移 出 ， 否 则 副反 应 增 加 ， 催 化 剂 易 烧 结 ， 活 性 降 低 。 故 严格 控 制 温 度 ， 及 时 有 效 地 移 走 反 应 热 是 合 成塔 设 计 、 操 作 之 关 键 。 催 化 剂 催 化 剂 活 化低 压 合 成 甲 醇 的 催 化 剂 ， 其 化 学 组 成 是 CuO-ZnO-Al2O3 ， 只 有 还 原 成 金 属 铜 才 有 活 性 。CuO-ZnO-Al2O3 0.4MPa， 99 N2缓 慢 地 升 温 , 20 /h CuO-ZnO-Al2O3160170还 原 性 气 体 Cu-ZnO-Al 2O3还 原 过 程 为 活 化 ： 氮 气 流 升 温 、 还 原 催 化 剂 反 应 条 件a.反 应 温 度 及 压 力 ： 反 应 温 度 因 催 化 剂 种 类 而 异 ZnO-Cr2O3： 380 400 CuO-ZnO-Al2O3： 230 270 反 应 条 件与 副 反 应 比 ， 主 反 应 是 摩 尔 数 减 少 最 多 而 平 衡常 数 最 小 的 反 应 ， 因 此 增 加 压 力 合 成 甲 醇 有 利 反 应 压 力 因 催 化 剂 种 类 而 异 ZnO-Cr2O3： 30 MPa CuO-ZnO-Al2O3： 5 10MPa b.空 速 空 速 :影 响 选 择 性 和 转 化 率 ,直 接 关 系 到 催 化 剂 的 生产 能 力 和 单 位 时 间 的 放 热 量 。 铜 基 催 化 剂 上 空 速 与 转 化 率 、 生 产 能 力 空 间 速 度 /h-1 CO转 化 率 /% 粗 甲 醇 产 量 /m3/（ m3催 化 剂 h） 20000 50.1 25.8 30000 41.5 26.140000 32.2 28.4 增 加 空 速 在 一 定 程 度 上 能 够 增 加 甲 醇 产 量 增 加 空 速 有 利 于 反 应 热 的 移 出 ， 防 止 催 化 剂 过 热 空 速 太 高 ： 转 化 率 降 低 ， 循 环 气 量 增 加 ， 从 而 增 加 能 量 消 耗 ； 增 加 分 离 设 备 和 换 热 负 荷 ， 引 起 甲 醇 分 离 效 果 降 低 ； 带 出 热 量 太 多 ， 造 成 合 成 塔 内 的 催 化 剂 温 度 难 以 控 制 反 应 条 件适 宜 的 空 速 与 催 化 剂 的 活 性 、 反 应 温 度 及进 塔 气 体 的 组 成 有 关 ZnO-Cr2O3: 20000-40000h-1 CuO-ZnO-Al2O3： 10000h-1 c.原 料 气 组 成甲 醇 合 成 原 料 气 化 学 计 量 比 为 H 2 CO=2 1 反 应 条 件： 不 利 温 度 控 制 ； 引 起 羰 基 铁 在 催 化 剂 上 的 积 聚 ， 使 催 化 剂 失 活 ， 一 般 采 用 氢 过 量 实 际 生 产 ？抑 制 高 级 醇 、 高 级 烃 和 还 原 性 物 质 的 生 成 ，提 高 甲 醇 的 浓 度 和 纯 度 ;氢 导 热 性 好 ， 利 于 防 止 局 部 过 热 和 催 化 剂 床层 温 度 控 制Zn-Cr 2O3: H 2与 CO比 为 4.5左 右 ；用 铜 基 催 化 剂 : H 2与 CO比 为 2.2- 3.0 作 业 题1.催 化 加 氢 反 应 有 哪 几 种 类 型 ？ 工 业 上 有 哪些 重 要 应 用 ？2.反 应 温 度 和 压 力 对 加 氢 反 应 有 什 么 影 响 ？3.工 业 上 应 用 的 加 氢 催 化 剂 有 哪 些 类 型 ？4.影 响 合 成 甲 醇 反 应 速 度 的 因 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 冷 却 方 式 ： 直 接 冷 却 冷 激 式 间 接 冷 却 列 管 式 三 、 反 应 器 的 结 构 和 材 质反 应 器 结 构 类 型 ：a. 冷 激 式 绝 热 反 应 器b.列 管 式 等 温 反 应 器 冷 激 式 反 应 器 温 度 分 布 可 调 节 蒸 汽压 力 控 制 壳 程温 度 ， 径 向 温度 均 匀 ， 循 环气 量 小 ， 节 能 因 氢 蚀 及 Fe(CO)5， 选 用 Ni-Cr钢 ， 1Cr18Ni9Tic. 反 应 器 材 质 合 成 气 COH2Fe3C + 2H2 CH4 + 3Fe Fe3C + CO Fe(CO)5150氢 蚀 CO腐 蚀 造 气 压 缩 合 成 分 离 精 制四 、 工 艺 流 程 工 业 上 合 成 甲 醇 工 艺 流 程高 压 法低 压 法 MPa低 温 、 低 压 和 高 活 性 铜 基催 化 剂 ， 在 5MPa左 右 压 力下 ， 由 合 成 气 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 程甲 醇 浓 度 达 68% 杂 质 少 ， 净 化 容 易 ， 双 塔 精 制 可 得 99.85%甲 醇 三 相 流 化 床 合 成 甲 醇 工 艺 流 程甲 醇 浓 度 达 1520%， 大 大 减 少 循 环 气 量 ， 降 耗 传 统 ICI、 Lurgi的 技 术 改 造 ， 回 收 热 能 ， 降 低 能 耗 新 型 反 应 器 ， 提 高 转 化 率 新 型 催 化 剂 ， 延 长 寿 命 ， 提 高 热 稳 定 性 新 合 成 技 术 a.低 温 合 成 甲 醇 b.甲 烷 合 成 甲 醇四 、 甲 醇 技 术 及 应 用 的 开 发 进 展（ 1） 国 外 技 术 进 展 用 做 动 力 燃 料 ：1.生 产 MTBE（ methyl tert-butyl ether, 高 辛 烷 值 汽油 添 加 剂 ）2.发 展 甲 醇 燃 料 混 合 燃 料3.发 展 甲 醇 汽 油 燃 料4.发 展 二 甲 醚 作 车 用 燃 料（ 2） 应 用 发 展 非 化 工 用 途 加 强 甲 醇 羰 基 化 合 成 技 术 研 究 ：甲 醇 羰 基 化 可 制 取 甲 酸 甲 酯 、 醋 酸 、 醋 酐 等 。 其 中 甲 醇羰 化 制 醋 酸 ， 其 产 品 与 石 油 化 工 醋 酸 产 品 相 比 ， 市 场 优势 更 强 。 开 发 基 于 甲 醇 的 燃 料 电 池 :甲 醇 燃 料 电 池 能 改 进 空 气 质 量 和 解 决 地 球 变 暖 问 题 。甲 醇 燃 料 电 池 的 发 展 也 降 低 了 我 们 对 石 油 的 依 赖 ，具 有 极 广 阔 的 前 景 。 甲醇生产 概 述反 应 原 理工 艺 流 程 物 理 性 质 ： 气 体 ， Tb=333.8K， 溶 于 水 、 乙 醚 、 苯 等 有 机 溶 剂化 学 性 质 ： 可 进 行 酯 化 、 脱 氢 等 醇 类 反 应用 途 ： 燃 料 ， 溶 剂 ， 化 工 原 料生 产 方 法 ： 氯 甲 烷 水 解 ， 甲 烷 部 分 氧 化 ， 合 成 气 反 应 合 成反 应 ： 主 反 应 ： CO+2H 2 CH 3OH 副 反 应 ： 平 行 副 反 应 、 顺 序 副 反 应 生 成 甲 烷 、 醚 等催 化 剂 ： ZnO-Cr2O3二 元 和 CuO- ZnO-Al2O3三 元 催 化 剂热 动 力 学 ： 热 力 学 ： 放 热 反 应 ， Kp较 小 动 力 学 ： 反 应 速 度 较 慢 ， 使 用 催 化 剂影 响 因 素 ： 原 料 配 比 及 组 成 ： 对 反 应 过 程 和 产 品 质 量 影 响 催 化 剂 组 成 及 结 构 ： 原 料 转 化 率 和 产 品 收 率 工 艺 条 件 ： 温 度 ， 压 力 ， 反 应 时 间 设 备 结 构 及 性 能 ： 主 要 从 传 质 和 传 热 进 行 考 虑流 程 ： 制 气 ， 净 化 ， 压 缩 ， 合 成 反 应 ， 产 品 分 离 与 精 制操 作 ： 开 工 ， 生 产 ， 异 常 情 况 处 理 ， 停 工 等 控 制 操 作