通过催化加氢
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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：
Ni CO + 3H2
Al2O3 CH4 + H2O
260~300℃
3.0MPa
Ni CO2 + 4 H2
Al2O3 CH4 + 2 H2O
甲烷化反应
（4）精制苯
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。
氢爆炸极限
介质%（V） 下限
空气
4.1
氧气
4.65
上限 72.4 73.9
氢蚀 Fe3C + 2H2
CH4 + 3Fe
（2）氢的来源
电解法制氢 天然气、轻油、石脑油制氢
①水蒸气转化法：
CH4 H2O
CH4 2H2O
CO 3H2
CO 4H2
②部分氧化法：
1
CH4 2 O2
CO 2H2
制氢
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
第三节 一氧化碳加氢合成甲醇
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6.0—36%(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；
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
4．羧酸或酯制高级伯醇
RCOOH 2H2 CuCrO RCH2OH H2O RCOOR 2H2 CuCrO RCH2OH ROH
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。
CO 2H2 CH3OH nCO (2n 1)H2 CnH2n2 nH2O
℃百度文库℃ ℃ ℃
℃
℃
℃
合成汽油
6．己二腈合成己二胺 N C(CH2)4C N 4H2 骨架镍H2N(CH2)6 NH2
第三章 催化加氢
第一节 概述 第二节 催化加氢的一般规律 第三节 一氧化碳加氢合成甲醇 作业题
了解催化加 氢的工业应
用
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
掌握催化加氢 反应的一般规
律
能力目标
能分析影响 甲醇合成反 应的各种因 素
了解甲醇的工 艺流程
第一节 概述
一、催化加氢在石油化工工业中的应用 二、加氢反应类型 三、氢的性质和来源
高压法： 30～50MPa， 340～ 420℃、锌-铬氧化物作催化剂
二、CO加氢合成甲醇
（1）生产原料-----合成气的制备
气体原料生 水蒸气转化法 产合成气 部分氧化法
液体原料制 水蒸气转化法 取合成气 部分氧化法
回收氢
第二节 催化加氢反应的一般规律
一、热力学分析 二、催化剂
反应热效应 温度 化学平衡 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
三、作用物的结构与反应速度
不饱和键、含氧、 含氮化合物、氢解
四、动力学及反应条件
机理 动力学方程 温度（速度、选择性） 压力（气相、液相加氢） 溶剂
（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。
●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。
用途
①甲醇+酸 → 酯+水 ②甲醇+氧气→甲醛 ③甲醇+NH3 → 甲胺、二甲胺、三甲胺 ④甲醇 →醋酸（羰基合成） ⑤甲醇合成人造蛋白是很好的禽畜饲料。 ⑥作石油添加剂。
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
CC
CC
H2
CC
H2
（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 C O 基化合物加氢可转化为相应的醇。
（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。
（2）我国甲醇生产原料结构
上海焦化公司(煤)
煤为原料
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
氯甲烷水解法
在350℃，于流动系统中进行，所 得到的甲醇产率为67%，二甲醚为 33%。氯甲烷的转化率达98%。水解 速度慢，价格昂贵。
甲烷部分氧化法
合成气生条 2产0件2.甲：64在醇×催10化5Pa剂，低作3压5用0法～下：5，050M采℃Pa用、压27力5℃10左1右.3，2～采
特 收点率：不高工（艺流30程%）用 中 2简7，铜压5单℃未基法，，实催：氧铜化1现0基化剂～工催过合2业化7程成M化剂P不甲a。，易醇23控5～制，甲醇
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
Ni CO + 3H2
Al2O3 CH4 + H2O
260~300℃
3.0MPa
Ni CO2 + 4 H2
Al2O3 CH4 + 2 H2O
甲烷化反应
（4）精制苯
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。
氢爆炸极限
介质%（V） 下限
空气
4.1
氧气
4.65
上限 72.4 73.9
氢蚀 Fe3C + 2H2
CH4 + 3Fe
（2）氢的来源
电解法制氢 天然气、轻油、石脑油制氢
①水蒸气转化法：
CH4 H2O
CH4 2H2O
CO 3H2
CO 4H2
②部分氧化法：
1
CH4 2 O2
CO 2H2
制氢
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
第三节 一氧化碳加氢合成甲醇
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6.0—36%(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；
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
4．羧酸或酯制高级伯醇
RCOOH 2H2 CuCrO RCH2OH H2O RCOOR 2H2 CuCrO RCH2OH ROH
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。
CO 2H2 CH3OH nCO (2n 1)H2 CnH2n2 nH2O
℃百度文库℃ ℃ ℃
℃
℃
℃
合成汽油
6．己二腈合成己二胺 N C(CH2)4C N 4H2 骨架镍H2N(CH2)6 NH2
第三章 催化加氢
第一节 概述 第二节 催化加氢的一般规律 第三节 一氧化碳加氢合成甲醇 作业题
了解催化加 氢的工业应
用
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
掌握催化加氢 反应的一般规
律
能力目标
能分析影响 甲醇合成反 应的各种因 素
了解甲醇的工 艺流程
第一节 概述
一、催化加氢在石油化工工业中的应用 二、加氢反应类型 三、氢的性质和来源
高压法： 30～50MPa， 340～ 420℃、锌-铬氧化物作催化剂
二、CO加氢合成甲醇
（1）生产原料-----合成气的制备
气体原料生 水蒸气转化法 产合成气 部分氧化法
液体原料制 水蒸气转化法 取合成气 部分氧化法
回收氢
第二节 催化加氢反应的一般规律
一、热力学分析 二、催化剂
反应热效应 温度 化学平衡 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
三、作用物的结构与反应速度
不饱和键、含氧、 含氮化合物、氢解
四、动力学及反应条件
机理 动力学方程 温度（速度、选择性） 压力（气相、液相加氢） 溶剂
（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。
●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。
用途
①甲醇+酸 → 酯+水 ②甲醇+氧气→甲醛 ③甲醇+NH3 → 甲胺、二甲胺、三甲胺 ④甲醇 →醋酸（羰基合成） ⑤甲醇合成人造蛋白是很好的禽畜饲料。 ⑥作石油添加剂。
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
CC
CC
H2
CC
H2
（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 C O 基化合物加氢可转化为相应的醇。
（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。
（2）我国甲醇生产原料结构
上海焦化公司(煤)
煤为原料
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
氯甲烷水解法
在350℃，于流动系统中进行，所 得到的甲醇产率为67%，二甲醚为 33%。氯甲烷的转化率达98%。水解 速度慢，价格昂贵。
甲烷部分氧化法
合成气生条 2产0件2.甲：64在醇×催10化5Pa剂，低作3压5用0法～下：5，050M采℃Pa用、压27力5℃10左1右.3，2～采
特 收点率：不高工（艺流30程%）用 中 2简7，铜压5单℃未基法，，实催：氧铜化1现0基化剂～工催过合2业化7程成M化剂P不甲a。，易醇23控5～制，甲醇
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