[化学]化学工艺基础课件.ppt

1、 化学工艺基础化学工艺基础 化学工业分类 1 按原料划分 煤化工，石油化工，生物化工 2 按产品划分 基本有机化工，无机化工，高分子化工，精细化工。3 按产品用途划分 医药，农药、化肥，染料，涂料 化工产品 1 无机产品 I 三酸（硫，硝，盐）两碱（纯碱，烧碱）与化肥 II无机盐 III 工业气 H2 O2 Cl2 IV元素化合物 氧化物，卤化物 V 单质 铁 铝2、基本有机化工产品：三烯（乙、丙、丁二），三苯（苯、甲苯、二甲苯），乙炔、萘，由此可生产各种有机化学产品：醇、酸、酮、醚、。它们既可作原料，进一步加工成高分子材料和精细化工产品，又可作为产品（溶剂吸收剂、冷冻剂等）使用。3 精细化工

2、产品：加工程度深、批量小、纯度高、附加值高、具有（赋予）特定 功 能化学品：农药、染料、粘合剂、添加剂、催化剂、化学原料药、功能高的材料等 4 高分子化工产品 塑料、合成橡胶、合成纤维、粘合剂、涂料 5 生物化工产品：生物技术生产的化工产品：抗菌素，酶制剂、氨基酸、乙醇、乙酸 石油、天然气及其加工石油、天然气及其加工 石油组成 棕黑至黄褐色粘稠液体，不溶于水，有物殊气味，密度0.75-1.0 组成（复杂）：主要碳氢组成的烃，少量含N、O、S元素的 有机物，无机盐和水 化合物 A 烃类（烷烃50-70%、环烷烃、芳烃）B 非烃类（含S、N、O的有机物）H2S、R-SH RSR C 胶质沥青 结构

3、复杂，分子量大的环烷烃，稠环芳烃，含杂原子的环状化合物 天然气组成：蕴藏于地下的可燃气 主成分是甲烷，C2-C4烷烃 及少量H2S CO2 *干气 CH490%；*湿气 C2-C415-20%来源：气井气，油田伴生气，煤原气(瓦斯气)天然气 输前应除去H2O 、CO2 、H2S有害物（用碱吸收）;C2-C4成分可分离出来利用。石油加工 开采出未加工的石油称为原油原油。原油加工，分为一次加工和二次加工 一次加工:*预处理（脱盐，脱水）减少设备腐蚀，降能耗；*常、减压蒸馏 可生产石油产品：汽油，煤油，柴油 二次加工（化学过程）催化裂化 催化重整 加氢裂化 蒸馏剩下的成分，是碳数多的大分子烃；裂化可

4、将直链烷烃:断裂，脱氢，异构化，芳构化，产生分子量小的烷烃，烯烃，环烷烃，芳烃，氢气 a 催化裂化.原料 常、减压蒸馏的重质油 催化剂 X或Y重结晶硅酸铝盐 条件 T=450-5300C ，P=0.1-0.3Mpa 产物 液化气、汽油、柴油b 催化重态 将低辛烷值石脑油，在铂等催化下,与H气作用生产高辛烷值汽 油或芳香烃反应 烷烃:脱氢环化;环烷:脱氢,异构化,芳构化;直链烷:异构化、加氢裂化 催化剂 铂、铂-铼、铂-铱 条件 425-5250C 0.7-3.5Mpa (含N、S、金属较高，不宜催化裂化或重态的)产物 高辛烷值汽油 芳香烃c 催化加氢裂化 原料:重柴油、减压柴油、减压渣油等重质

5、油 催化剂:Ni、Mo、Co、W及贵金属Pt、Pd 反应:大分子量烷变小分子烷，直链烷异构化，多环烷开环裂化，多环芳开环裂化 条件：中压法5-10MPa 370-3800C；高压法10MPa、370-4500C 设备：气-液-固多相催化反应，滴流床或膨胀流化床 产物：航空汽油 重整石脑油 d 热裂解 原料:乙烷,丙烷,石脑油.煤油.柴油等烷烃 条件 750-900 0C 产物 乙烯 丙烯 丁二烯 苯 甲苯 二甲苯 乙苯 煤的主要加工方法煤的主要加工方法 煤 远古植物经长期地质作用而形成的以碳元素为主的有机物 还含少量氢Si、Al、Ca、Fe、Mg等。我国煤储量8000亿吨，是主要能源，煤直接燃

6、烧效率低，污染环境，可进一步加工 1 干馏 隔绝空气高温分解，可生成焦碳、煤焦油、粗苯和焦炉气 *高温干馏 900-11000C 产焦炭、煤焦油、粗苯、氨、焦炉气 *低温干馏 500-600 0C 产半焦、低温焦油（芳烃少，烷、环 烷、酚多）、煤气 2 煤的气化 煤（焦炭、半焦）与气化剂在900-1300 0C的高温下转化成 *煤气及*少量残渣的过程 气化剂：空气 水蒸气 氧气 煤气组成 因煤种，气化剂，气化条件而异 （CO、CO2、H2、N2、H2S）3 煤的液化 煤通过化学加工,转化为液体燃料的过程 a 直接液化 煤直接加氢液化,需高温（420-4800C）、高压10-20Mpa、催化剂；

7、产品：液态烃人造石油 b 间接液化 煤制成合成气后,在催化剂作用下,转化成烃类燃料、含氧化合物燃料,是柴油代用品。煤加工产品：焦炭、煤焦油、合成气、燃料气、粗苯、杂环化合物 农副产品利用农副产品利用 绿色植物吸收太阳能,将CO水转化成淀粉、纤维素.这是可再 生的物质资源 1 淀粉 加淀粉酶可制葡萄糖，发酵可制乙醇等众多化学产品，改性后制成改性淀粉 羧甲基淀粉 2 纤维素 棉、麻可作织物，桔杆、芯壳皮可作活性炭、糠醛 3 油酯 动、植物油和脂肪是高级脂肪酸的甘油酯，可制脂肪酸，甘油，制肥皂蓖麻油可制尼龙，癸二酸辛酯（耐寒增塑剂）矿物质资源矿物质资源 1、盐矿 电解食盐水，生产烧碱、氯气、氢气、可

8、制造烧碱、盐 酸、聚氯乙烯等产品。2、磷矿 生产磷肥，磷酸、单质磷、磷化合物等。3、硫铁矿 主要用于生产硫酸。三废处理优先级三废处理优先级 环境污染中化学污染物造成的危害很大：废气 废水 废渣；三废的形成和排放，污染了环境，浪费了资源。废物放错地方的资源，动脑子研究可变废为宝 从生产的源头生产的源头控制和预防三废：产品开发 工程设计 生产过程 统筹计划 1 减少污染源 避免污染物生成；2 再循环 本厂、外厂利用；3 后处理 本厂、集中处理 4 排放 原子利用率原子利用率 1991年美国著名有机化学家Trost提出。提高化学合成的原子利 用率，使原料分子中的原子全部转化成产品。不产或少产生副 产

9、物或废物 原子利用率=期望产品的摩尔质量摩尔质量化学方程式中按计量数所 得的摩尔质量摩尔质量 乙烯制备环氧乙烷反应的原子利用率 1）氯乙醇方法 （二步法）CH2=CH2+Cl2+H2O-ClCH2CH2OH+HCl ClCH2CH2OH+Ca（OH）2+HCl C2H4O+CaCl2+2H2O 总反应 CH2=CH2+Cl2 +Ca（OH）2 C2H4O+CaCl 2+H2O 分子量 44 111 18 原子利用率 :44/173=25%(2)乙烯直接氧化法 （一步法）C2H4+O2 C2H2O 原子利用率 :44/44=100%开发新催化剂、新合成路线，减少反应步骤，采用新的合成原料，使用对

10、环境无害或低害物，加强物料回收、循环使用或综合利用。一 化工生产过程化工生产过程 -原料*通过各个设备*完成某种化学、物理加工，*最终转化为 合格产品的过程。化工生产过程-由若干个加工程序（工序）组成，而每一工序 由若干设备组合而成。化工生产的加工程序（工序）分两类 a.化学工序是以化学的方法改变物料化学性质的过程（反应 过程）。化学工序由单元反应过程单元反应过程构成。按其特点，单元反应过程有：磺化、硝化、氯化、氧化还原、水解、缩合等。b.物理工序只改变物料物理性质，不改变物料化学性质的操 作；物理工序是化工单元操作化工单元操作，如流体输送、传热、蒸馏 干燥、蒸发、萃取、吸收、过滤、破碎等。二

11、 化工生产的主要操作 1 化工生产的主要操作 a 反应化工生产过程的核心，其它操作皆为反应组织和实施。b 分离提纯反应原料的净化，产品的分离与提纯；依物料的物性（沸、溶点、溶解度、密度）差别，将混合物 分离提纯成较纯的物质，如蒸馏、吸收、吸附、萃取等。c 改变温度热量交换；反应速度、物料聚集状态、物理性质 都与温度有关，改变温度可调节它们。改变温度通过换热器来实现，冷热流间用易导热材料隔开，传热量由两流体温差和传热面积决定。d 改变压力能量交换；气相反应中压力可改变反应物浓度，改变压力可改变相变条件，压力可克服液体流动阻 力。改变压力通过泵压缩机来实现。c 物料混合按配比混合，达到生产需要的浓

12、度。2 化工过程的组织 原料净化和预处理；化学反应过程；产品分离与提纯；三废处理 及综合利用。原料准备：反应所需各种原辅材料的贮存、净化、干燥、配制 等操作。反应过程：反应条件的准备（混合、预热）反应的进行（温压调 节）产物冷却、输送等操作。分离工序：将产物提纯精制，将反应的原料、溶剂、副产物分离 回收。综合利用：将未反应原料、溶剂、副产物、催化剂分离提纯，回收利用。三废处理：废气、废水、废渣的处理、废热回收利用。辅助工序：动力（电、汽、水）机修、仪器仪表，分析检验、安全环保。三 化工生产的操作方式 间歇操作：一次投料、反应后一次出料，过程中温度、压力、组成等随时间变化。间歇操作开停工容易，生

13、产批量伸缩余地大，品种易切换。适于小批量，多品种，反应时间长的产品生产。连续操作：连续投料，连续出料，生产条件(温度、压力、组成)不随时间变化，质量稳定，易自动化。适于大批量生产。半连续操作：a、一次加料，连续不断出料；b、连续加料一次性出料；c、一物料连续加另一则分批加，出料可连续也可间歇出。四、工艺流程 1 工艺流程 原料转化为产品：通过各种反应设备和其它设备以及管路等全过程；经历化学和物理的全部措施；是多种单元反应过程、化工单元操作的有机组合。2 工艺流程图 -以图解的方式表示化工生产过程 设备：画其形状示意；设备间管线：物料流向；图形或文字解释：设备间关系，全部原料、中间体、半成 品、

14、成品、副产品的各种名称及流向。3 工艺流程图分类：*生产工艺流程图；*物料流程图；*带控制点的流程图。A 生产工艺流程图 设备用 *形状示意图或 *方框画出，表示化工单元操作和单元 反应过程；箭头 表示物料或载能介质的流向 辅助文字说明。B 物料流程图：由 *框图 *流向连线组成，框图内注明：过程名称；流程序号；物料组成及其数量；c 带控制点的工艺流程图，也称施工流程图。用它便可以实施生 产，信息量很全，包括 全部设备及其（纵向）连接关系；物料管路流向；辅助管路（蒸气冷却水、真空、压缩空气等）及其流向；阀门管件、计量控制仪表、测量控制仪表；地面及厂房各层标高五 1 醋酸乙烯酯合成工序框图框图各

15、单元操作写于框中，物料流向明确，框图简捷明了说明过程 2 工艺流程图工艺流程图 各设备按其外形主视图表示，各物料介质流向按实际写出，反映 了实际生产情况。3 记住常用设备代号 塔：T；反应器 ：R；容器：V；换热（蒸发）器：E；泵 ：P；风机：C；工业炉：F 烟囱 ：S；六 化工过程的参数 化工过程的参数影响过程运行状态的物理量。常作为生产过程的控制指标。工艺条件一定，则参数值一定；工艺改变，参数改变。1 温度反映物料内部分子热运动的剧烈程度，温度的单位有、K、2 压力反映设备内物质的量及其能量的大小。表示方法：表压、绝对压力、真空度。常用单位 Pa 1atm=760mmHg=10.336mH

16、2O=101.3Kpa3 流量与流速 流量：单位时间内流过管道（设备）某一截面的流体量 a、体积流量-以物料体积表示流体量 b、质量流量-以物料质量表示流体量 气体的体积流量表示时，要注以温度、压力，常以标准状态（0、103.3 Kpa）下的体积表示。流速：单位时间内流体流过的距离。生产中常以体积流量与管道截面积之比表示流速 流速=体积流量/管道截面积 流量反应设备生产负荷大小，流速反应物料在设备内的流动状态、质量及热量的传递情况4 物料的组成 混合物料的组成表示方法 质量分数=某组份质量/总质量 体积分数=某组份体积/总体积；摩尔分数=某组分物质的量/总物质的量。*液态、固态物质 常用质量分

17、数和摩尔分数 质量易称量也 *气体混合物 常用体积分数，易量也 a 气体混合物 干基准不包括水气在内计算的组成含量 （气体总量不计算H2O）湿基准包括了水气在内计算的组分含量 b、溶液 溶液中溶质的含量可用浓度表示。质量浓度单位体积溶液中溶质的质量数（kg/m3、kg/L）摩尔浓度单位体积溶液中溶质的物质的量（mol/L kmol/m3）质量摩尔浓度每千克溶剂中所含溶质的物质的量（mol/kg）各种浓度表示方法的定义要记清各种浓度表示方法的定义要记清七 质量守恒与能量守恒 化工生产中物料的组成和能量，都会随化学变化和物理变化而 发生变化，应掌握其变化规律，维持化工过程的正常运行。1 质量守恒

18、同一时间内进入某设备（工序）的物料的质量总和，等于离开该 设备（工序）的物料、损失的物料和累积的物料的质量的总和。G=G出+G损+G积累 2.能量守恒 化工过程能量形式有机械能、电能和热能，以热能为主，能量守恒就是热量守恒 Q=Q出+Q损+Q积累+Q交换八.化工生产经济评价 在一定质量要求的前提下，一要看产出的速度，二要看其消耗 1 生产能力 一台设备（一套装置/一个工厂）在单位时间内生产的产品量，如年产5万吨乙烯：50 kt/（a*台）加工能力-原料处理量，炼油厂5000 kt/a（5mt/a），一年可将 500万吨原油炼制加工成各种油品 设计能力-最佳条件下可达到的最大生产能力（理论能力）

19、核定能力-在现有条件（基础、技术、管理）下的生产能力 现有能力（也称计划能力）-在现在技术条件下和计划年度 内计算确定的生产能力。2 生产强度 单位体积（面积）的设备，在单位时间内，生产的产品量或加工的原料量。化学或物理过程相同的两台设备，可用生产强度评价两者优劣。时空收率单位时间内单位体积催化剂所生产的产品量，可表示催化反应装置的生产强度 如醋酸乙烯酯合成 乙炔气相法时空收率为1-2 t/d*m3催，乙烯气相法时空收率为67 t/d*m3催，显然乙烯气相法好 3 消耗定额 生产产品要消耗：原料、水、电、汽、燃料，为降低消耗，要依据产品设计数据和生产技术条件规定原材料的消耗定额。消耗定额是评价

20、化工生产的一个技术经济指标，消耗定额低、产品成本自然低。3/(Kg h m催化剂)/(Kg h Kg催化剂)a、原料消耗定额 *理论消耗定额 按照化学计量方程式计算所得，是生产单位产品必须消耗原料量的理论值、最小值 *实际消耗定额 实际生产所发生的消耗，包括理论消耗和各种损耗（副反应、损失、随废物流失）的原材料的消耗定额。原料利用率=（理论消耗定额/实际消耗定额）100%b、公用工程消耗定额 水、电、汽、冷等公用系统称公用工程。生产单位产品消耗的 水、电、蒸汽、燃料的量 c、减少消耗途径 原料消耗量是降成本的关键（原料消耗占成本的60-70%）；采用选择性优良的催化剂，减少副产物；改善工艺参数

21、和操作条件（T、P、配比、浓度）；维护设备，减少跑、冒、滴、漏；加强管理和技术培训、避免事故发生。4.转化率 某反应物某反应物转化掉的量占投入该 反应物总量的百分率 注意：注明反应物注明反应物，同一反应，反应物不同转化率也不同；起始状态；操作方式 是连续操作还是间歇操作，如果物料连续操作，则要看有无循环，又分为:a 单程转化率 物料一次性通过反应器的转化率，反应器进口A的量包括 *新鲜原料中A的量 *循环物料中A的量。100%A反 应 转 化 掉 的 某 反 应 物 的 量X投 入 反 应 器 的 某 反 应 物 的 总 量100%A，单反 应 物 A在 反 应 器 内 转 化 的 量X反 应

22、 器 进 口 反 应 物 A的 量b 全程的转化率 新鲜料进入系统到离开反应系统所达到的转化率合成醋酸乙烯流程 循环乙炔（4400kg/h）驰放乙炔（50kg/h）新乙炔（600kg/h）混乙炔（5000kg/h）混合物（4450kg/h）100%A，全反应物A在反应器内转化的量X进入反应系统新鲜物料中反应物A的量50004450100%11%5000100%91.67%A，单A，全X600-50X600 反应器内转化掉A的量=新进入的600 放走的50 （质量守恒），*循环量 大,动力消耗、分离负荷大、不经济 *惰性物质 随反应和分离而积累，影响反应速率及生产压力，可排放气体以减少之，乙炔驰

23、放的原因，。c.平衡转化率 可逆反应达平衡时的转化率可逆反应达平衡时的转化率。它是能够达到的最大转化率，需要时间很长，生产上无意义。5 选择性 原料在进行主反应时不可避免伴有副反应，使原料利用率降低。选择性 -是某反应物参加主反应的量占其总反应量的百分率，反映了主、副反应的相对大小程度：选择性S大，原料利用率高。选择性 是目的产物的产出率，或原料的利用率 或 选择性可用以评价反应过程效率的高低。100%S 转 化 为 目 的 产 物 的 某 反 应 物 的 量某 反 应 物 的 转 化 总 量100%S 目的产物实际产量按某反应物的转化总量计算所得的目的产物的理论产量 6 收率（产率）生成目的

24、产物所转化的某反应物的量,占投入该反应物的量的 百分比。*转化率、选择性和收率反映的是化学反应（微观）的效率*转化率 从反应物着眼，反映的是化学反应的转化效率，利用效率*选择性 反映的是多个反应中生成目标产物的比例 转化过程的效率*收率 从产物着眼，反映转化过程的总效率100%Y 转化为目的产物的某反应物的量某反应物的投入(起始)量 对同一反应物：转化率X、选择性S、收率Y三者有关系 Y=X*S XA某反应物反应掉的比例*S反应生成目的产物的比例 =Y生成目的产物的比例。无副反应 S=1 时，收率=转化率，因为反应掉的反应物全生成了 目的产物。化学反应 要追求高收率要追求高收率，不能单纯追求

25、高转化率（选择性低、产生大量副产物）或 高选择性（转化率低（难分离）、反应慢、浓度低）。质量收率=目的产物质量/某原料的投入质量100%7 化学反应的限量物和过量物 一般化学反应都是可逆反应，由于平衡常数不太大，总有一 些 反应物剩余。限量物限量物-化学反应中按最小化学计量数投料的反应物按最小化学计量数投料的反应物，称为限量反应物，简称限量物。对价格昂贵或者难以得到的反应物，我们总希望尽量用完，少 剩，使其尽可能转化为产物。过量物过量物-超过限量物、不完全不完全反应的另一反应物，称为过量反应 物，简称过量物。对价格低廉、易得的反应物，可以多加点，以促使限量物尽可 能全转化。如醋酸乙烯合成中，醋

26、酸较乙烯价贵，醋酸少投，是限量物，乙 炔多投，是过量物。过量百分数-过量物超过限量物所需理论量的部分占所需理论量 百分率称作过量百分率。过量物的物质的量 过量物与限量物完全反应所消耗的物质的量 8 原料配比 反应物料的摩尔比：加入反应器各组分物质的量之比，反映投料中各组分的比例关系。原料配比，可以按化学反应式的计量系数之比投放，也可不按化学计量系数比投。大多不按计量系数比投料。醋酸乙烯酯合成中，化学计量系数比为1：1，实际投料按 乙炔 2.53 ：醋酸 1 投。100%ettnnn过 量 分 数entn九 化学平衡和化学反应速率的影响因素 -工艺因素：T,P,浓度 目的:提高反应选择性(尽量主

27、反应),减少副反应,降低消耗，增加 目标产物产率，抓住影响反应的主要因素，使反应在最佳 条件下进行,安全,优质，高效,低耗。1.温度 a 平衡常数K 温度对平衡常数的影响，先看反应热，然后确定调温方向 H O 反应吸热，T升K增大，平衡产率增加，有利：H O 反应放热，T升K减小，平衡产率下降，不利。b 反应速率 i 一般规律 温度升高,速率常数增大,每升10C,速率常数增大 24倍 ii 速率常数 低温范围增大的幅度大于高温范围,低温升温更 有效!如，同样升高100K 在100200K比 1000K1100K 变化率大 iii E(活化能)E值大的反应,升温相同幅度,反应速率增大更快 *对可

28、逆反应,改变温度，则主、副反应,正、逆反应速率都会改 变；哪一反应的活化能数值大,这一反应速度就大,化工生产 正是利用此特点正确选择并严格控制反应温度,提高 反应过程的效率.2 压力 有气相参与的化学反应影响很大；仅有液、固相的反应,影响较小 a 化学平衡 i 反应后 分子数增加的反应,降低压力 可提高平衡产率 ii 反应后 分子数减少的反应,增大压力 可提高平衡产率 iii 反应后 分子数无变化的反应,压力对化学平衡无影响 b 反应速率 i 压力增大,气体体积减小,气体分子浓度增加,反应速率加快 ii 惰性气体含量增大,总压不变,反应物分压降低,反应速率降低 (反应后分子数减少的反应,则有利

29、)*压力过高 增大动力消耗及投资3 反应物浓度 反应物浓度增加,反应速率增大 a 浓度增大的方法 i 液相反应 *增大反应物的溶解度 *溶剂蒸出 *可逆反应不断投入反应物/取出产物 *反应与分离偶合 ii 气相反应 *增大压力 *降低惰性气体的分压 b 间歇操作,浓度变化规律 i 初期 反应物浓度高,反应速率快 ii 随反应进行，反应物浓度逐渐下降，反应速度也随之降低。催催 化化 剂剂一.催化剂定义 1.催化剂是一种:i 能改变化学反应速率，ii 其自身组成，质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。2.催化剂反应有催化剂参与的反应 均相催化 非均相催化 生物（酶）催化3.催化剂的特性 a i

30、参与化学反 ii 改变反应途径 iii 降低了反应活化能，从而加快反应速率 v 自身在反应前后组成、质量、性质不变 b 不能改变化学平衡-既加快正反应，同时也加快逆反应 c 具有特殊的选择性：不同的反应需不同的催化剂，同一反应物用不同催化剂得到不同产物（如乙烯在不同催化 剂作用下，不同反应条件下可获得不同产品）利用特殊的选择性 抑制副反应，促进主反应，节省原料，意义重大二 催化剂的构成 固体催化剂是：a.多孔性颗粒 b.使用条件下，不液化、汽化和升华 1主催化剂（活性组分）单独存在，具有催化活性的物质 2助催化剂 单独存在无明显催化作用，但少量与活性组分配 合，则可显著提高催化剂的活性、选择性

31、和稳定性的物质。3载体 分散、承载、粘合或支持催化剂组分的物质。比表面 积大、耐高温的固态物质 最常用 4制作 活性组分与助催化剂经特殊加工，用载体在其中浸渍、沉淀、混捏,制成固体催化剂23Al O三 工业生产对催化剂的要求 1.高活性 活性指改变化学反应速率的能力，反映催化剂作用 之大小 活性表示法：*转化率 *空时产量 *空间速度 a.转化率 一定（相同）工艺条件（T，P，配比，时间）下，在某催化剂作用下，转化率高，此催化剂活性高 b.空时产量 一定反应条件下，单位体积或质量催化剂在单 位时间内生成的目的产物的质量（固、液态物质，易称量）kg/m(kg).h目的产物的质量空时产量催化剂体积

32、(质量)时间 c.空间速度空速：单位体积催化剂通过的原料气在标准状态 (00C，1013Kpa)下的体积流量 m3/m3h 或 单位时间单位体积催化剂处理原料气（标态）体积 d.比活性 催化反应速度常数与催化剂表面积的比值，e.活性衰变规律 i 成熟期：新买的催化剂是钝化态，预处理可使活性组分恢复活性形态 ii 活性稳定期：正确工艺条件下使 用（净化毒物，不超温 压）催化 活性保持基本稳定（仅缓慢下降）iii 衰老期 活性迅速下降期，再生也 难以恢复活性原料气(标态)体积流量空间速度催化剂体积2 选择性 催化剂加快主反应速度的能力，反映催化剂的优劣 3.寿命从开始使用到经再生也难以恢复活性为止

33、的时间。寿命长短 指活性稳定期活性稳定期的长短，稳定期长，性能好。活性稳定期与催化剂种类、使用条件有关，如有毒物不严格净化，超温使用，活性表面结构变化，则失去活性。4 稳定性 化学稳定性，热稳定性，机械强度(耐压、磨、冲击)稳定性：破碎、粉化，增大压力降,耗 能迅速增大。理想的催化剂理想的催化剂 较高的选择性和活性，较长的使用寿命，机械强度大。100%某反应物转化为目的产物的量催化剂的选择性某反应物被转化的量 四催化剂的使用 1 预处理（活化）严格按说明书对催化剂进行预处理，使达 到活性要求 2.严格工艺条件下使用 a.原料气严格净化，水净化。b 严格工艺操作条件，勿超温、超压、事故等误操作

34、3 失活与再生 催化剂失活可能是 化学原因（毒物反应）,物理原因（析炭覆盖）或 物化原因（高温下微晶融合长大）;失活有*暂时性和*永久性之分。恢复催化剂的活性就是再生再生，如表面析炭：不怕氧化的催化剂可用氧烧去（石油烈解催化剂）,怕被氧化的催化剂（乙苯脱氢时）可用水蒸气将积炭除去 4.储存、运输、装填 装填要均匀，各组列管反应器压力降要一致 十一 化学反应器 化工生产一切工作皆为化学反应，化学反应要在化学反应器中 进行。化学反应器 是化工生产的关键设备，要保证化学反应的质 量，化学反映器要具备一定的条件。a 要求：1.传质良好.液相反映要搅拌良好无死角，非均相反应分子要迅 速传到固体表面 2.

35、传热良好.强吸热反应，热传不进去，里面不反应；强放热，热放不出，会要爆炸。调控要方便 3.强度及耐腐蚀性 4.操作安全可靠灵活，维修方便 b 分类 *按结构型式结构型式：釜式釜式.管式管式.塔式塔式.固定床固定床.流化床流化床.*按操作方式操作方式：连续连续.半连续半连续.间歇式间歇式3 基本操作 -满要求在范围二平衡二稳定 在满足生产要求，并在允许工艺范围之内 a.保持进出进出反应器物料的平衡物料的平衡 b.反应放吸热与供热的平衡吸热与供热的平衡 强放热要保证足够的传热面积和冷却介质流量 c.反应器压力降要稳定压力降要稳定和运行状态的平稳运行状态的平稳 十二 化工生产的特点 1.易燃、易爆、

36、有毒、腐蚀性强（原料、中间体、产品）了解其性质，采用安全生产的措施和必要的急救措施 2.工艺条件苛刻：生产工艺因素多.如：高温、高压、高真空、低 温、强放热反应等；3.生产装置的大型化、连续化、自动化及智能化（四化）一旦操作事故，损失巨大 4.化工生产系统性综合性强 （1）原料到产品纵向联系 （2）水、电、汽等能源供给 （3）机修、仪表、电器维护与保障 （4）副产物三废处理及环保亦横向联系 所以化工生产系统性协作性很强十三 常用化工生产安全措施 遵守科学规律 掌握物料性质及 过程和设备特点 严格执行工艺规程 1.安全排放事故槽 反应大量放热，温度急剧上升，加强冷却采 用措施后无效，为防爆炸等严

37、重事故,可将物料泻入事故槽,以终止、减弱反应 事故槽置于反应器下边并有冷却吸收装置 2 安全阀、爆破片 安全阀：是一机械装置 当压力超过规定后才自动打开，容器压 力下降后自动关闭。爆破片：压力超过一定压力后会自动破裂，停止运行，防止爆炸。3 阻火器和安全水封 阻火器 安于易燃物管路或储罐顶部防止火种进入物料系统。安全水封 安于充有易燃易爆物料关口或反应器上，可阻止火焰 传播。3 物料溢流与泄水装置 溢流管 连于高位槽和储罐，高位槽已满后,通过溢流管物料 返回储罐，防止事故；泄水装置 安于离心泵、水夹套下的泄水阀门。停车后,可将其中的水泄掉防止冷冻胀坏设备 4 水斗 需水冷却的设备：例如往复式压缩机、活塞式真空泵，如果无水流动将会烧坏；安装水斗，可观看水是否断流；5 报警-联锁装置 自动安全设施，一旦工艺参数超过规定值：温度过高、原料配比适当，它会自动报警并自动进行安 全操作