化学工艺基础(2.12.8)

1、第二章 第二章第二章 化学工艺基础化学工艺基础2.1 化学工业原料资源及其加工利用化学工业原料资源及其加工利用 化工原料根据物质化工原料根据物质来源来源可分为无机原料和有可分为无机原料和有机原料两大类。机原料两大类。 我国化学矿资源丰富，探明储量的有我国化学矿资源丰富，探明储量的有20多种，多种，如磷矿、硫铁矿、自然硫、钾长石、含钾页如磷矿、硫铁矿、自然硫、钾长石、含钾页岩、明矾石、硼矿、天然碱、化工灰岩、重岩、明矾石、硼矿、天然碱、化工灰岩、重晶石、芒硝、硝钠石、蛇纹石、钾矿、金红晶石、芒硝、硝钠石、蛇纹石、钾矿、金红石、镁盐、溴、碘、沸石等。石、镁盐、溴、碘、沸石等。 重点介绍：磷矿、硫铁

2、矿、硼矿。重点介绍：磷矿、硫铁矿、硼矿。l2.1.1无机化学矿及其加工无机化学矿及其加工 煤煤(coal) 由含碳、氢的多种结构的大分子有机物由含碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量硅、铝、铁、钙、镁的无机矿物质组成和少量硅、铝、铁、钙、镁的无机矿物质组成 成煤过程的程度不同分为成煤过程的程度不同分为 泥煤、褐煤、烟煤和无泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤烟煤 H% O%含量顺序含量顺序: 泥煤泥煤褐煤褐煤 烟煤烟煤无烟煤无烟煤煤及其加工利用煤及其加工利用 高温干馏（炼焦），低温干馏，高温干馏（炼焦），低温干馏， 煤气化煤气化 和煤液化（直接液化和煤液化（直接液化 间接液化）间接液化） 煤的间接液化是将

3、煤预先制成合成气（煤的间接液化是将煤预先制成合成气（CO+），然），然后通过催化作用将合成气转化为烃类燃料、含氧化合物燃后通过催化作用将合成气转化为烃类燃料、含氧化合物燃料的过程。料的过程。加工利用方法加工利用方法煤的加工利用途径煤的加工利用途径2.1.1 石油及其加工利用 l 原油是指从油田中开采出来没有经过加工处理的原油是指从油田中开采出来没有经过加工处理的石油，它是一种有气味的棕黑色或黄褐色黏稠液石油，它是一种有气味的棕黑色或黄褐色黏稠液体。体。l 石油化工自石油化工自20世纪世纪50年代开始蓬勃发展年代开始蓬勃发展l 基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工基本有机化工、高分子化工、

4、精细化工及氮肥工业等的产品中大约有业等的产品中大约有90%来源于石油和天然气来源于石油和天然气石油及其加工利用石油及其加工利用基本有机化工高分子化工精细化工氮肥工业产品90%来源于石油和天然气90%左右的有机化工产品上游原料归结为：三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）石油三苯（苯、甲苯、二甲苯）乙炔和萘甲醇石油、天然气、煤石油石油的组成的组成 l 由分子量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成由分子量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的的混合物混合物，其中化合物的沸点从常温到，其中化合物的沸点从常温到500以上以上l 石油中的化合物分为石油中的化合物分为 烃类烃类 、非烃类、胶质和沥青三大类

5、。、非烃类、胶质和沥青三大类。由碳和氢化合物形成的烃类构成石油的主要组成部分。由碳和氢化合物形成的烃类构成石油的主要组成部分。约占约占95%-99%；含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在；含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油中应尽量除去。石油中应尽量除去。 烃类化合物烃类化合物 非烃化合物非烃化合物 胶质和沥青质胶质和沥青质 链式饱和烃链式饱和烃 环烷烃环烷烃 芳香烃芳香烃 硫化物硫化物 氮化物氮化物 含氧化合物含氧化合物 稠环烃类等稠环烃类等石油石油的分类的分类 不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于例相差很大，但主要属

6、于烷烃、环烷烃、芳烷烃、环烷烃、芳香烃三类。香烃三类。通常以烷烃为主的石油称通常以烷烃为主的石油称烷基石烷基石油（石蜡基石油）；油（石蜡基石油）；以环烷烃、芳香烃为主以环烷烃、芳香烃为主的石油称的石油称环烷基石油（沥青基石油）；环烷基石油（沥青基石油）；介于介于二者之间的称为二者之间的称为中间基石油。中间基石油。原油一般不能直接使用，需要进行一次加工和二次加工，加工原油一般不能直接使用，需要进行一次加工和二次加工，加工后可提高其利用率。后可提高其利用率。（1 1）一次加工）一次加工 一次加工方法主要包括一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏。蒸馏是。蒸馏是一种利用液体混合物中

7、各组分挥发度的差别（沸点不同）进一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别（沸点不同）进行分离的方法，是一种没有化学反应的传质、传热物理过程，行分离的方法，是一种没有化学反应的传质、传热物理过程，主要设备是主要设备是蒸馏塔蒸馏塔。 根据目的不同，根据目的不同，常减压蒸馏流程常减压蒸馏流程分为燃料型、燃料分为燃料型、燃料- -润滑油型润滑油型和燃料和燃料- -化工型化工型- -润滑油型三种。润滑油型三种。石油的加工方法石油的加工方法 （2 2）二次加工）二次加工 原料经过常减压蒸馏只能切割成几个馏分，生原料经过常减压蒸馏只能切割成几个馏分，生产的燃料品种数量有限，不能满足需求，而且直接产的燃料品种数

8、量有限，不能满足需求，而且直接作为化工原料使用的也只是塔顶出来的气体。作为化工原料使用的也只是塔顶出来的气体。 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。四种。石油的加工方法石油的加工方法 石油加工方法：石油加工方法：原油一般不能直接使用，需要进行一次加工和二次加工，原油一般不能直接使用，需要进行一次加工和二次加工，加工后可提高其利用率。加工后可提高其利用率。（1 1）一次加工）一次加工 一次加工方法主要包括一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏。蒸馏是一种利用液体混合物中各组

9、分挥发度的差别蒸馏是一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别（沸点不同）进行分离的方法，是一种没有化学反应（沸点不同）进行分离的方法，是一种没有化学反应的传质、传热物理过程，主要设备是蒸馏塔。的传质、传热物理过程，主要设备是蒸馏塔。 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。四种。 催化重整（催化重整（catalytic reforming）：是在珀催化剂作用下）：是在珀催化剂作用下加热汽油馏分（石脑油），使其中的加热汽油馏分（石脑油），使其中的烃类分子重新烃

10、类分子重新排列形成排列形成新分子的工艺过程。新分子的工艺过程。 催化重整的原料是石脑油，在催化重整的过程中，主要催化重整的原料是石脑油，在催化重整的过程中，主要发生环烷烃脱氢、烷烃脱氢环化等生成芳烃的反应，还有烷发生环烷烃脱氢、烷烃脱氢环化等生成芳烃的反应，还有烷烃的异构化和加氢裂化等反应。烃的异构化和加氢裂化等反应。石油的加工方法石油的加工方法 石油石油的分类的分类 不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳烷烃、环烷烃、芳香烃三类。香烃三类。通常以烷烃为主的石油称通常以烷烃为主的石油称烷基石烷

11、基石油（石蜡基石油）；油（石蜡基石油）；以环烷烃、芳香烃为主以环烷烃、芳香烃为主的石油称的石油称环烷基石油（沥青基石油）；环烷基石油（沥青基石油）；介于介于二者之间的称为二者之间的称为中间基石油。中间基石油。 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。四种。 催化裂化催化裂化(catalytic cracking):催化裂化是在催化剂作用下催化裂化是在催化剂作用下加热重质馏分油，使加热重质馏分油，使大分子烃类化合物裂化大分子烃类化合物裂化而转化成高质量而转化

12、成高质量的汽油，并副产柴油、锅炉燃油、液化气和气体等产品。的汽油，并副产柴油、锅炉燃油、液化气和气体等产品。 催化裂化装置常用反应器有固定床、移动床和流化床三类，催化裂化装置常用反应器有固定床、移动床和流化床三类，目前多采用流化床反应器目前多采用流化床反应器。石油的加工方法石油的加工方法 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。四种。 催化裂化催化裂化(catalytic cracking):催化裂化是在催化剂作用下催化裂化是在催化剂作用下加热重质馏分油，

13、使加热重质馏分油，使大分子烃类化合物裂化大分子烃类化合物裂化而转化成高质量而转化成高质量的汽油，并副产柴油、锅炉燃油、液化气和气体等产品。的汽油，并副产柴油、锅炉燃油、液化气和气体等产品。 催化裂化装置常用反应器有固定床、移动床和流化床三类，催化裂化装置常用反应器有固定床、移动床和流化床三类，目前多采用流化床反应器目前多采用流化床反应器。石油的加工方法石油的加工方法 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。四种。 催化加氢裂化催化加氢裂化(catalyti

14、c hydrocracking):催化加催化加氢裂化是在催化剂及高氢压下加热氢裂化是在催化剂及高氢压下加热重质油重质油，使其发，使其发生一系列加氢和裂化反应，转变成航空煤油、柴油、生一系列加氢和裂化反应，转变成航空煤油、柴油、汽油（或重整原料）和气体等产品的加工过程，它汽油（或重整原料）和气体等产品的加工过程，它是是催化裂化技术催化裂化技术的改进。的改进。石油的加工方法石油的加工方法 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。四种。 催化加氢裂化催化加氢裂化

15、(catalytic hydrocracking): 优点：优点：催化加氢裂化不仅可以防止如催化裂化过程中催化加氢裂化不仅可以防止如催化裂化过程中大量积大量积炭炭的生成，还可以将原油中的氮、氧、硫等原子的有机化合的生成，还可以将原油中的氮、氧、硫等原子的有机化合物杂质通过加氢从原料中除去，并且可以使反应过程中生成物杂质通过加氢从原料中除去，并且可以使反应过程中生成的的不饱和烃不饱和烃转化为转化为饱和烃饱和烃。 石油的加工方法石油的加工方法 （3 3）二次加工方法）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂化、催化催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解加

16、氢裂化和烃类热裂解四种。四种。 烃类热裂解烃类热裂解(heat breakdown of hydrocarbon):不用催化剂，不用催化剂，将烃类加热到将烃类加热到750900使其发生裂解。使其发生裂解。 烃类热裂解的烃类热裂解的主要目的主要目的是生产乙烯，同时可得丙烯、丁二是生产乙烯，同时可得丙烯、丁二烯以及苯、甲苯、二甲苯、二甲苯、乙苯等芳烃及其他化工烯以及苯、甲苯、二甲苯、二甲苯、乙苯等芳烃及其他化工原料，是石油化工必不可少的加工过程。原料，是石油化工必不可少的加工过程。 对裂解后产物进行冷凝，得到，得到裂解气和裂解汽油裂解气和裂解汽油两大类混合两大类混合物。物。石油的加工方法石油的加工

17、方法 根据沸程的不同，将石油分类根据沸程的不同，将石油分类 2. 油油品的概念品的概念 l石脑油（轻汽油）石脑油（轻汽油） 50140l汽油汽油 140200l航空煤油航空煤油 140230l煤油煤油 180310l柴油柴油 260350l润滑油润滑油 350520l重、渣油重、渣油 5201 1、天然气定义：、天然气定义： 埋藏在地下的古生物经过亿万年埋藏在地下的古生物经过亿万年高温和高压高温和高压等作用形成的可等作用形成的可燃性的气体，是一种无色无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环燃性的气体，是一种无色无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源保的优质能源 。2 2、组成：、组成： 混合混合天然

18、气的天然气的主要成分是甲烷主要成分是甲烷，另有少量乙烷、丙烷、丁烷，另有少量乙烷、丙烷、丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮以及微量惰性气体。此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮以及微量惰性气体。天然气及其加工方法天然气及其加工方法 3 3、天然气的分类天然气的分类 ： 与石油伴生的称为油田伴生气（油田气）；与煤田伴生的称与石油伴生的称为油田伴生气（油田气）；与煤田伴生的称为煤田伴生气（煤层气）。为煤田伴生气（煤层气）。、干气：主要成分是、干气：主要成分是CH4，其次是，其次是C2H6，C3H8和和C4H10，含有少量含有少量C5以上重组分，还有以上重组分，还有CO2、N2、H2S和和NH3

19、等。等。加压没有液体产生，天然气井和煤田伴生气属于干气。加压没有液体产生，天然气井和煤田伴生气属于干气。、湿气：主要成分为甲烷和乙烷等低碳烷烃，还含有轻汽油。、湿气：主要成分为甲烷和乙烷等低碳烷烃，还含有轻汽油。稍加压缩就有液体汽油析出。油田伴生气属于湿气。稍加压缩就有液体汽油析出。油田伴生气属于湿气。 天然气及其加工方法天然气及其加工方法 4 4、天然气的用途天然气的用途 ： 目前天然气化工用途主要用于生产合成氨的原料气、目前天然气化工用途主要用于生产合成氨的原料气、合成甲醇原料气合成甲醇原料气 、制备羰基合成的合成气和裂解生、制备羰基合成的合成气和裂解生产有机化工原料。产有机化工原料。 天

20、然气及其加工方法天然气及其加工方法 糠醛的生产糠醛的生产2C2H10O5 H2O淀粉淀粉C12H22O11( (麦芽糖麦芽糖) )H2O2C6H12O6( (葡萄糖）葡萄糖）C6H12O6酵母酵母2CH3CH2OH + 2CO2乙醇的生产乙醇的生产 生物质及其加工利用生物质及其加工利用HC CHC5H10O5CC糠醛糠醛 OCHO + 3 + 3 H2O 废塑料制成液体燃料。 其他再生资源开发利用l再生资源的开发利用再生资源的开发利用l空气和水空气和水产品分离与精制产品分离与精制 化学反应化学反应 原料预处理原料预处理 2.2 2.2 化工生产过程及流程化工生产过程及流程化工生产过程化工生产过

21、程达到所需状态和规格达到所需状态和规格反应类型、反应器反应类型、反应器得到符合规格的产品得到符合规格的产品回收利用副产物回收利用副产物 组织工艺流程原则组织工艺流程原则 技术先进、安全可靠、经济指标合理。 原料和能量利用充分合理 单元操作适宜，设备选型合理 工艺流程连续化、自动化。 安全促使得当，“三废”治理有效。2.2 化工生产过程及流程化工生产过程及流程2.2 化工生产过程及流程化工生产过程及流程化工生产工艺流程组织化工生产工艺流程组织 推论分析法推论分析法从从“目标目标”出发对不同功能的单元进行逻辑组出发对不同功能的单元进行逻辑组合合化工工艺过程的化工工艺过程的 “洋葱洋葱”模型模型反应

22、器反应器分离与再循环分离与再循环换热网络换热网络公用工程公用工程化工生产工艺流程组织化工生产工艺流程组织 功能分析法功能分析法分析每个单元的基本功能和属性，列出不同方案分析每个单元的基本功能和属性，列出不同方案不同功能单元的实施方法不同功能单元的实施方法不同设备型式不同设备型式不同流程方案不同流程方案化工生产工艺流程组织化工生产工艺流程组织 形态分析法形态分析法对不同流程方案精确分析评价，择优汰劣对不同流程方案精确分析评价，择优汰劣原原 则则l是否满足所要求的技术指标是否满足所要求的技术指标l经济指标的先进性经济指标的先进性l环境、安全和法律环境、安全和法律l技术资料的完整性和可信度技术资料的

23、完整性和可信度2.3 化工过程的主要效率指标 l 生产能力和生产强度生产能力和生产强度l 化学反应的效率化学反应的效率合成效率合成效率l 转化率选择性转化率选择性 收率收率l 平衡转化率和平衡产率平衡转化率和平衡产率生产能力一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量或处理的原料量内生产的产品量或处理的原料量单位单位 千克千克/ /时时（kg/h） 吨吨 / /天天 (t/d) 万吨万吨/年年 (10kt/a)设计能力：设计能力：在最佳条件下可以达到的最大生产能力在最佳条件下可以达到的最大生产能力设备设备的单位体积（或面积）的生产能力的单位体积（或

24、面积）的生产能力单位：单位： kg/hm3，t/dm3kg/hm2，t/dm2 生产强度生产强度催化剂的生产强度：催化剂的生产强度：单位时间、单位体积（质量）催化剂所得产品量单位时间、单位体积（质量）催化剂所得产品量转化率转化率该反应物的转化总量应物的量转化为目的产物的某反S选择性表达主、副反应进行程度的大选择性表达主、副反应进行程度的大小，反映原料的利用是否合理小，反映原料的利用是否合理选择性选择性从产物角度来描述反应过程的效率从产物角度来描述反应过程的效率单程收率单程收率 总收率总收率 平衡转化率平衡产率平衡转化率平衡产率转化率、选择性和收率的关系转化率、选择性和收率的关系 该反应物的起始

25、量应物的量转化为目的产物的某反Y收率收率 产率产率2.4 反应条件对化学平衡和反应速率的影响反应条件对化学平衡和反应速率的影响 可逆反应，平衡常数与温度的关系可逆反应，平衡常数与温度的关系CRTHK)303. 2/(log0温度的影响温度的影响 化学平衡化学平衡l吸热反应吸热反应H0，K值随着温度升高而增值随着温度升高而增大大,有利于平衡产率增加有利于平衡产率增加l放热反应放热反应 H0，K值随着温度升高而减值随着温度升高而减小，降低温度使平衡产率增加小，降低温度使平衡产率增加2.4工艺技术经济指标工艺技术经济指标 工艺技术管理工作的目标除了保证完成目的产物的产量和质量外还要努力降低消耗。 消

26、耗定额：指的是生产单位产品所消耗的各种原料及辅助材料水、燃料、电力和蒸汽量等。 原料消耗定额根据计算依据不同分为理论消耗定额和实际消耗定额两种。 理论消耗定额：是以化学方程式的化学计量为基础计算的消耗定额为理论消耗定额。2.4工艺技术经济指标工艺技术经济指标 原料消耗定额：生产单位产品所消耗的原料量。即生产1吨100%的产品所消耗的原料量。 实际过程的原料消耗定额绝不可能低于理论消耗定额。 公用工程公用工程是指化工厂必不可少的供水、供热、冷冻、供电和供气等条件。 公用工程消耗定额：公用工程消耗定额：是指对在生产过程中所消耗的水、燃料、电力等制定的消耗指标。 2.4工艺技术经济指标工艺技术经济指

27、标 化工生产中减低消耗的措施有化工生产中减低消耗的措施有：选择性能好的催化剂。工艺参数控制在适宜范围，减少副反应，提高选择性和生产强度；提高生产技术水平，加强设备维修，减少泄漏；加强生产人员责任心，减少物料浪费现象和防止出现生产事故。2.5化工生产中常用的产品质量标准化工生产中常用的产品质量标准 质量是产品的灵魂质量是产品的灵魂，没有质量，再低的成本也是徒劳的。成本控制是在质量控制下的成本控成本控制是在质量控制下的成本控制，制，没有质量标准，成本控制就会失去方向，也谈不上成本控制。 国家标准、行业标准、地方标准、企业标准2.5化工生产中常用的产品质量标准化工生产中常用的产品质量标准 （1）国家

28、标准）国家标准：在全国范围内适用，其他各级标准不得与国家标准相抵触。国家标准分为强制国家标准分为强制性国标和推荐性国标。性国标和推荐性国标。 （2） 强制性国标强制性国标：是保障人体健康、人身和财产安全，以法律及行政法规规定强制执行的国家标准。2.5化工生产中常用的产品质量标准化工生产中常用的产品质量标准 化工产品质量标准中的常见指标项目化工产品质量标准中的常见指标项目 （1）外观：一般包括化工产品在常温时的状态、）外观：一般包括化工产品在常温时的状态、颜色及臭味等。颜色及臭味等。 （2）主要成分或有效成分含量）主要成分或有效成分含量 化工原料主要成分含量表示方法有多种，常化工原料主要成分含量

29、表示方法有多种，常用的是以其中主要成分所占的重量百分数表示。用的是以其中主要成分所占的重量百分数表示。2.5化工生产中常用的产品质量标准化工生产中常用的产品质量标准 化工产品质量标准中的常见指标项目化工产品质量标准中的常见指标项目（3）比重和密度）比重和密度 液体化工产品的标准中常有密度或比重的指标。逐渐改为液体化工产品的标准中常有密度或比重的指标。逐渐改为使用使用“相对密度相对密度”。（4）熔点和凝固点）熔点和凝固点 固体物质在常压下由固体转变为液态时的温度即为该物质固体物质在常压下由固体转变为液态时的温度即为该物质的熔点。物质越纯，物质发生相变的温度变化范围越窄。的熔点。物质越纯，物质发生

30、相变的温度变化范围越窄。 产品标准中熔点也是衡量物质纯度的一个重要物理指标。产品标准中熔点也是衡量物质纯度的一个重要物理指标。2.6 反应条件对化学平衡和反应速率的影响反应条件对化学平衡和反应速率的影响 温度的影响温度的影响 反应速率反应速率l总是随温度的升高而增加总是随温度的升高而增加l不可逆反应，产物生成速率随温度的升高而加快不可逆反应，产物生成速率随温度的升高而加快DBADBADBADBACCCkCCCkrl可逆吸热反应，净速率随温度的升高而增高可逆吸热反应，净速率随温度的升高而增高l可逆放热反应，在最佳反应温度下净反应速率最大可逆放热反应，在最佳反应温度下净反应速率最大2.6 反应条件

31、对化学平衡和反应速率的影响反应条件对化学平衡和反应速率的影响 浓度的影响浓度的影响l反应物浓度越高，越有利于平衡向产物方向移动反应物浓度越高，越有利于平衡向产物方向移动使廉价易得的反应物过量，提高价贵难得反应物的使廉价易得的反应物过量，提高价贵难得反应物的利用率利用率l反应物浓度愈高，反应速率愈快反应物浓度愈高，反应速率愈快2.6 反应条件对化学平衡和反应速率的影响反应条件对化学平衡和反应速率的影响 压力的影响压力的影响l压力对有气相物质参加的反应平衡影响很大压力对有气相物质参加的反应平衡影响很大分子数增加的反应，降低压力可以提高平衡产率分子数增加的反应，降低压力可以提高平衡产率分子数减少的反

32、应，提高压力可以提高平衡产率分子数减少的反应，提高压力可以提高平衡产率分子数不变的反应，压力对平衡产率无影响分子数不变的反应，压力对平衡产率无影响l一定的压力范围内加压，对加快反应速率有一定好一定的压力范围内加压，对加快反应速率有一定好处，但压力过高，反而不经济处，但压力过高，反而不经济l惰性气体的存在，降低反应物的分压，对反应速率惰性气体的存在，降低反应物的分压，对反应速率不利，但有利于分子数增加的反应的平衡不利，但有利于分子数增加的反应的平衡2.7催化剂的性能及使用催化剂的性能及使用 提高反应速率和选择性提高反应速率和选择性 改进操作条件改进操作条件 催化剂有助于开发新的反应过程，发展催化

33、剂有助于开发新的反应过程，发展新的化工技术新的化工技术 催化剂在能源开发和消除污染中可发挥催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用重要作用催化剂的基本特征催化剂的基本特征催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂是参与了反应的，但反应终了时， 催化剂本身未发生化学性质和数量的变化催化剂本身未发生化学性质和数量的变化 催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速作用），但不能改变平衡加速作用），但不能改变平衡 催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应只能催化特定的反应 催化剂的催化剂的3 3个基本特征个基本特征催

34、化剂的分类催化剂的分类 按催化反应体系的物相均一性按催化反应体系的物相均一性 均相催化剂均相催化剂 非均相催化剂非均相催化剂 按反应类别按反应类别 加氢、脱氢、氧化、裂化、水合、聚加氢、脱氢、氧化、裂化、水合、聚合、烷基化、异构化、芳构化、羰基合、烷基化、异构化、芳构化、羰基化、卤化化、卤化 按反应机理按反应机理 氧化还原型催化剂、酸碱催化剂氧化还原型催化剂、酸碱催化剂 按使用条件下的物态按使用条件下的物态 金属催化剂、氧化物催化剂、硫化物金属催化剂、氧化物催化剂、硫化物催化剂、酸催化剂、碱催化剂、络合催化剂、酸催化剂、碱催化剂、络合物催化剂和生物催化剂物催化剂和生物催化剂工业催化剂的使用性能

35、工业催化剂的使用性能 活性活性 选择性选择性 寿命寿命 寿命的影响因素寿命的影响因素l 化学稳定性化学稳定性l 热稳定性热稳定性l 力学性能稳定性力学性能稳定性 耐毒性耐毒性失活原因失活原因： 超温过热，使催化剂表面发生烧结，晶型转变超温过热，使催化剂表面发生烧结，晶型转变或物相转变；或物相转变； 原料气中混有毒物杂质，使催化剂中毒原料气中混有毒物杂质，使催化剂中毒； 有污垢覆盖催化剂表面有污垢覆盖催化剂表面催化剂的失活和再生催化剂的失活和再生再生再生： 暂时性中毒是可逆的，当原料中除去毒暂时性中毒是可逆的，当原料中除去毒物后，催化剂可逐渐恢复活性物后，催化剂可逐渐恢复活性 永久性中毒则是不可逆的。催化剂积碳永久性中毒则是不可逆的。催化剂积碳可通过烧碳再生可通过烧碳再生无论是暂时性中毒后的再生，还是积碳无论是暂时性中毒后的再生，还是积碳后的再生，均会引起催化剂结构的损伤，后的再生，均会引起催化剂结构的损伤，致使活性下降致使活性下降催化剂的失活和再生催化剂的失活和再生2.6 反应过程的物料衡算和热量衡算基础反应过程的物料衡算和热量衡算基础 输入物料的总质量