化工工艺概论（第二版）第三章化工生产过程基本知识.PPTVIP

课程小结 1.转化率表明进入反应系统的原料转化为产物的程度；选择性表明进入反应系统并参加反应的某种原料转化为目的产物的程度；收率则表明进入反应系统的原料转化为目的产物的程度。可见三者在同一个系统中从不同侧面反映了不同问题，学习时应综合考虑，不能偏彼。并注意其各自含义（定义式）、相互关系及实际应用。 2.催化剂及催化作用的基本特征、催化剂的组成及性能指标、催化剂使用及注意事项是学生学习了解并掌握催化剂的重要基础。 3.学习了解催化剂的装填方法和步骤有利于学生初步掌握催化剂的使用技术。 4.学习物料衡算和热量衡算的重点，是要求学生在实际应用中能利用所学的基础知识，牢固建立系统的平衡观念；要通过反复练习掌握其方法和步骤。 综合练习 阅读催化剂发展历程 对化工催化技术有一个更全面的了解。什么叫做核心技术？什么叫做核心竞争力？我国化工生产发展瓶颈是什么？请通过调研谈谈自己的感想，写出自己的体会。 复习思考题 1．催化剂在化工产品的工业化生产中有何意义? 2．工业固体催化剂一般主要由哪些成分组成?各组分所起的作用是什么? 3．衡量工业固体催化剂性能的标准是什么? 4．固体催化剂为何要进行活化处理? 5．固体催化剂使用过程中，活性衰退的原因有哪些?哪些活性衰退可以再生?哪些不能再生?举例 说明。 6．如何正确使用固体催化剂? ， 7．试分析单程转化率、总转化率及平衡转化率的区别，它们在化工生产中各有何意义? 8．生产能力和生产强度在化工生产中各有何意义? 9．什么是原料消耗定额?为什么要降低消耗定额?工业生产中一般采取哪些措施? 10．原料消耗定额、原料利用率和原料损失率之间有何关系?怎么降低原料消耗定额? (3)选择性 指反应所消耗的原料中有多少转化为目的产物。它反映了加速主反应速率的能力。所以衡量催化剂的选择性也就是衡量反应效果的选择性。 第二节 工业催化 (4)寿命 从催化剂投入使用开始直至经过再生也不能恢复活性，达不到生产所要求的转化率和选择性为止的时间。 催化剂使用过程中大致经历三个阶段:催化剂的诱导期、稳定期、衰退期。 第二节 工业催化 影响催化剂的寿命的因素： ①化学稳定性 化学组成流失；化合状态变化。 ②热稳定性 物质的晶型可能转变，微晶烧结，配合物分解，生物菌种和酶死亡。 ③机械稳定性 固体催化剂破裂或粉化，造成反应器内流体流动状况恶化，甚至发生堵塞，迫使停产。 ④耐毒性 常见的毒物有砷、硫、氯的化合物及铅等重金属。 第二节 工业催化 三、催化剂的使用 1.催化剂寿命周期中的几个阶段 （1）活化 由稳定的状态，转化成具有活性的状态。 活化方法：还原、氧化、硫化、酸化及热处理等。 注意活化温度的控制！ 初温 升温速率 （步长） 终温 第二节 工业催化 （2）催化剂失活 首先是化学因素，包括反应的抑制作用、表面结焦、毒物中毒和自中毒； 其次是超温过热，在反应温度下或突然过热引起晶相转变或烧结； 第三是由磨损、脱落和破碎等机械原因所致。 第二节 工业催化 失活包括可逆失活和不可逆失活 可逆失活：结焦覆盖活性中心使催化剂部分地失活，但经过再生又能恢复活性。 不可逆失活：而毒物只要存在少量就可以使催化剂明显地甚至全部地失去活性，这种失活即使经过再生也不能恢复活性，造成永久性失活。 第二节 工业催化 （3）催化剂再生 不可再生：受热引起的相变、固相反应或烧结等现象导致的活性降低的不可逆过程，只能采用逐渐提高反应温度的办法维持反应，直至活性和选择性低于允许范围后更换新的催化剂。 可再生：最常见的催化剂再生方法是烧焦，结焦而失活的现象是一个很重要的工艺过程，特别是在酸性催化剂上进行的烃类转化反应，最常遇到的就是结焦问题。 第二节 工业催化 2．工业固体催化剂的使用 使用注意事项 首先要防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触； 其次原料必须经过净化处理，使用过程中要避免毒物与催化剂接触； 再次要严格控制操作温度，使其在催化剂活性温度范围内使用，防止催化剂床层温度局部过热，以免烧坏催化剂； 第四要维持正常操作条件(如温度、压力、反应物配比、流量等)的稳定，尽量减少波动； 第五，开车时要保持缓慢的升温、升压速率，温度、压力的突然变化容易造成催化剂的粉碎，要尽量减少开、停车的次数。 第二节 工业催化 催化剂的装填 在装填催化剂之前要注意清洗反应器内部； 筛去催化剂的粉尘和碎粒，保证粒度分布符合工艺规程的要求； 然后确定好催化剂装填高度，均匀装填； 催化剂装填后要将反应器进出口密封好，以防其他气体进入和催化剂受潮。 金属孔板波纹填料 惰性瓷柱 陶瓷拉西环 塑料花环 陶瓷