发布时间 : 星期二 文章工艺学复习总结 - 图文更新完毕开始阅读f0d69e484028915f814dc273
流程框图
一、烃类蒸汽转化催化剂
烃类蒸汽转化都是在1000℃下反应，其反应速度也很慢，需加催化剂。 ①活性组分：10～25％（重量）Ni
②载体：α-Al2O3,MgO-Al2O3,ZrO2-Al2O， CaO-Al2O3 ③活化：原因，镍的氧化物无活性
目的，还原氧化物、脱除微量毒物 ④中毒：硫和铅等。
对催化剂的要求：①高活性；②高强度；③较好的热稳定性 和抗析碳能力 1、催化剂的活性组分、助催化剂和载体
①活性组分：从性能和经济方面考虑，活性组分，镍为最佳。 NiO为最主要活性成份。实际加速反应的活性成份是Ni，
②助催化剂：提高镍的活性、延长寿命和增加抗析碳能力。
③镍催化剂的载体：使镍高度分散、晶料变细、抗老化和抗析碳等作用。 催化剂中毒
（1）S S ≤0.5ppm,可逆性中毒 催化剂活性越高，允许S含量越低。 温度越低，S对镍催化剂毒害越大。
（2） As 永久性中毒 As来源:含As碱液脱碳 （3）卤素 卤素 ≤0.5ppm,永久性中毒
二、合成气催化剂
? 铁系催化剂
? 未还原前FeO+Fe2O3，可视为Fe3O4，尖晶石结构。 ? Al2O3: 结构型促进剂，改善还原态铁的结构
? MgO K2O :电子型促进剂，有利于氮气的吸附和活化 ? CaO
二、催化剂的还原与活性保持
? （1）还原
? 反应的活性组成是金属铁，所以使用前要将催化剂还原。通常用氢气作还原剂： ? Fe3O4(s) + 4H2(g) = 3Fe(s) + 4H2O kJ/kmol
? 确定还原条件的原则：①使完全还原为a-Fe。②保持还原铁晶粒具有大的表面积、
大的活性中心。
? 还原温度一般选500-520℃，根据反应式可确定H2/H2O之比要尽可能高
三、乙苯催化脱氢催化剂的选用
? 乙苯在高温下脱氢时，主要产物是苯！
? 脱氢反应是在高温、有氢和大量水蒸气存在下进行的
? 脱氢催化剂的活性组分是氧化铁，助催化剂有钾、钒、钼、钨、铬等氧化物 Fe2O3:K2O: Cr2O3=87:10:3组成的催化剂 乙苯的转化率可达60%，选择性为87%
催化剂种类
① Cr2O3/Al2O3
烷烃 烯
不能有水(侵占活性中心) 减压操作
失活快（易结焦），用含O2的烟道气再生。 ②氧化铁系催化剂
H2O：稀释剂，氧化剂
助剂: Cr2O3 热稳定性 K2O 降低酸度，防结焦 氧化铁系催化剂：
? （1）助催化剂 Cr2O3 ---- 提高热稳定性
K2O ---- 改变催化剂表面酸度，防止结 焦，催化水煤气反应，促进催化剂的自再生能力
? （2）小粒径，低比表面，异型，大空隙率，减少内扩散阻力，可提高选择性 ? （3）催化剂及催化剂再生的优化配置
a. 第一段：高选择性催化剂，然后高活性催化剂 b. 水蒸汽管插入不同位置，轮流开启活化
⑤催化剂颗粒度对反应的影响
? 脱氢反应的选择性随粒度的增加而降低
? 解释为主反应受内扩散影响比较严重，而副反应受内扩散影响较小的缘故
? 工业上常采用较小的颗粒度催化剂，以减少催化剂的内扩散阻力
同时还可将催化剂进行高温焙烧改性，以减少催化剂的微孔结构
四、二氧化硫氧化用催化剂
铂 活性高；价贵，易中毒。 氧化铁 价廉；≥640℃才有活性。 钒催化剂 活性高，价中，稳定性好。 ★主催化剂 V2O5 ★助催化剂 K2O,Na2O ★载体 SiO2
? 钒催化剂的主要毒物是砷、硒、氟和酸雾。
1. 砷的毒害主要体现在两个方面：一是钒催化剂能吸附As2O3，堵塞催化剂活性表面；
二是在 500℃以上高温V2O5能与As2O3生成V2O5?As2O5 ，这是一种易挥发物质，从而造成钒的损失。
2. 硒在温度较低时对钒催化剂有毒害，但加热后(400-500℃)可以复原。 3. HF能与二氧化硅生成SiF4，破坏载体，使催化剂粉碎。F还能与V反应生成VF5, 其
沸点低(112.2 ℃)，也要造成钒的损失。
4. 酸雾腐蚀钢设备，腐蚀的粉尘落在催化剂表面上使其活性降低。同时积累的Fe2SO4
可能使催化剂结块。
反应器
37、乙苯催化脱氢合成苯乙烯工艺中脱氢部分用哪两种类型的反应器，各有什么优缺点。 答：分为：（1）等温反应器和 (2)绝热反应器。等温反应器优点是出口温度高于进口，对动力学、热力学有利：采用等温反应器 脱氢，乙苯转化率选择性都好，另外水仅作为稀释，用量为绝热的1/2，缺点是结构复杂，成本高；绝热反应器优点是简单，生产能力大，成本低。缺点：出口温度低于进口影响转化率，因此绝热反应器脱氢，不仅转化率较低，选择性也较低。
27、气－固相催化氧化反应常用的反应器有哪些两种类型，如何及时移走反应热？ 答：烃类气—固相催化氧化反应器常用的有固定床反应器、流化床反应器。
对于固定床反应器，常见的为列管式换热反应器。催化剂装填在管内，管间载热体循环以移出热量；
流化床反应器床层内设置U形垂直冷却管，内走载热体将反应热带出。
28、烃类气－固相催化氧化反应常用的流化床反应器，为什么设U形垂直管？
答：烃类气—固相催化氧化反应器常用的流化床反应器。设置U形垂直冷却管，不仅移走了反应热，维持适宜的反应温度,而且还起到破碎流化床内气泡,改善流化质量的作用。 25、氧气法生产环氧乙烷和一氧化碳变换过程都属于放热反应，采用什么类型的反应器？它们如何移走热量的？ 答：氧气法生产环氧乙烷采用列管式反应器，移热是通过管间通加压热水产生蒸汽带走热量； 一氧化碳变换采用多段绝热反应器，移热方式：中间间接冷却式，原料气冷激式，水冷激式。
28、烃类气－固相催化氧化反应常用的流化床反应器，为什么设U形垂直管？
答：烃类气—固相催化氧化反应器常用的流化床反应器。设置U形垂直冷却管，不仅移走了反应热，维持适宜的反应温度,而且还起到破碎流化床内气泡,改善流化质量的作用。