加氢与脱氢过程

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加氢反应的影响因素
(2)压力影响 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△v<0，因此，增大反应 压力，可以提高Kp值，从而提高加氢反应的平 衡产率。
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加氢反应的影响因素
(3)氢用量比 H2的用量，平衡转化率 ，移走反应热， 有利于反应的进行。
多相催化加氢
均相催化加氢
催化脱氢：在催化剂作用下.烃类脱氢生成两种 或两种以上的新物质称为催化脱氢。
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6.1 概述
催化加氢和催化脱氢的应用：
合成氨、合成甲醇、丁二烯的制取、苯乙烯。 催化加氢还用于许多化工产品的精制过程。 催化脱氢可将低级烷烃、烯烃及烷基芳烃转化为相应的 烯烃、二烯烃及烯基芳烃。
快慢大致为：
r烯烃>r炔烃； r烯烃>r芳烃； r二烯烃>r烯烃；
而当这些化合物同时在一块加氢时.其反应速率顺序为：
r炔烃>r二烯烃> r烯烃> r芳烃；
④含氧化合物的加氢。 通常醛比酮易加氢，酸类比酯类易加氢。
⑤有机硫化物的氢解。
钼酸钴催化剂
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浓度下降，增加分离难度。
在液相加氢时溶剂的作用是:
首先可作为某些加氢反应的稀释剂，以便带走反应热； 其次，原料或产物是固体时，采用溶剂可将固体物料溶解在 溶剂中，以利于反应的进行和产物的分离。
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6.2.1.2 动力学分析
(4)加氢物质结构的影响
主要是加氢物质在催化剂表面的吸附能力不同
C H 2 O H C H 2 O H+2 C 2 H 5 O H
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6.1.2 选择性加氢
1.同一化合物有2个可加氢官能团：不同官能团处加氢
如：
CH=CH2 Cu
C2H5
Ni
C2H5
2.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
3.炔烃或二烯烃加氢：加氢深度不同
化学工艺学
第六章 加氢和脱氢过程
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主要内容
6.1 概述 6.2 加氢、脱氢反应的一般规律 6.3 甲醇的合成 6.4 合成氨 6.5 乙苯脱氢制苯乙烯 6.6 正丁烯氧化脱氢制丁二烯
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6.1 概述
催化加氢：指有机化合物中一个或几个不饱 和的官能团在催化剂的作用下与氢气加成。
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6.2.1.2 动力学分析
(1)反应温度的影响 不可逆反应，温度升高,反应速率加快。
选择性，催化剂表面积炭，活性下降。
可逆加氢反应，最适宜的温度。
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6.2.1.2 动力学分析
(2)反应压力的影响 提高氢分压和被加氢物质的分压均有利于反应速率的
C H C H C H 2 = C H 2 C H 3 C H 3
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6.1.3 应用举例
1.合成有机产品 甲醇、环己烷、己二胺
2.加氢精制 裂解气脱炔 裂解汽油精制 富氢中CO的转化
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6.1.2 脱氢反应的类型
(1)烷烃脱氢，生成烯烃、二烯烃及芳烃 (2)烯烃脱氢生成二烯烃 (3)烷基芳烃脱氢生成烯基芳烃 (4)醇类脱氢可制得醛和酮类
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6.2 加氢、脱氢反应的一般规律
6.2.1 催化加氢反应的一般规律 6.2.1.1 热力学分析 催化加氢反应是可逆放热反应
25℃时加氢反应的热效应绝对值
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加氢反应的影响因素
(1)温度影响 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。 加氢反应是放热反应，其热效应△H <0，所以加 氢反应的平衡常数Kp随温度的升高而减小。
增加。产物分压越高，加氢反应速率就越慢。
液相加氢的反应速率与液相中氢的浓度成正比，故增
加氢的分压，有利于增大氢气的溶解度，提高加氢反应速 率。同时还要使气液相充分接触，以减少扩散阻力。
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6.2.1.2 动力学分析
(3)氢用量比的影响
一般采用氢过量。 平衡转化率和反应速率 ，但氢过量太多，导致产物
但氢用量过大，产物浓度降低，大量氢气的 循环，既消耗了动力，又增加了产物分离的 困难。
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6.2.1.2 动力学分析
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π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C ＝C双键碳原子结合，生成加氢产物。
3.含氧化合物加氢
加氢
醛、酮、酸、酯
醇
加氢能力：醛>酮，酸>酯 醇和酚加氢困难
4.含氮化合物加氢
加氢
－CN，－NO2
5.氢解
－NH2
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。
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C O O C 2 H 5
c a t.
+ 4 H 2
C O O C 2 H 5
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6.1.1 加氢反应的类型
1.不饱和键加氢
烯烃加氢，乙烯反应速度最快。C原子数↑ ，加氢速度↓。 同C数有取代基的加氢速度慢，二烯烃无取代基双键先加 氢。
2.芳烃加氢
芳烃加氢生成酯环化物；取代基越多，加氢越慢。
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6.1.1 加氢反应的类型
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加氢反应的影响因素
从热力学分析可将加氢反应分三种类型。
第一类是加氢反应在热力学上是很有利的。
第二类是加氢反应的平衡常数随温度变化较大，当反应
温度较高时，平衡常数降低，但数值仍较大。
第三类是加氢反应在热力学上是不利的，常采用高压方
法来提高平衡转化率。
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①烯烃加氢。 取代基的增加，反应速率下降，对非共轭的二烯烃加氢， 无取代基双键首先加氢。而共轭双烯烃则先加一分子氢后， 双烯烃变成单烯烃，然后再加一分子氢转化为相应的烷烃。 ②芳烃加氢。苯环上取代烃愈多，加氢反应速率愈慢。
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6.2.1.2 动力学分析
③当上述这些化合物在同一催化剂上单独加氢时，其反应速率