脱氢技术应用

《脱氢技术应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、脱氢技术的应用一：脱氢简介(一)脱氢是一种化工单元过程，是氢化的相反过程，是减少有机物分子中氢原子数目的过程，一般有两种方法：（1）催化脱氢——主要适用催化剂是有机物中的C-H键断裂，达到脱氢的目的，同时还要维持更易断裂的c-c链的结构，不使其断裂，因此需要选用合适的催化剂。（2）氧化脱氢——氧非常容易与氢原子结合生成水分子，因此在脱氢过程中通入氧能使氢原子更容易的脱离与其结合的有机物分子，这种方法主要用于有机物及其产物不和水反应的情况下。二：反应过程从有机化合物中脱除氢原子的反应过程。脱氢是化合物中的C-H,O-H或N-H键断裂，氢被解离生成氢分子，如氢原子同

2、时被氧化生成水，则称氧化脱氢。脱氢结果是增大反应物的不饱和度，是产物具有较高的反应活性，是广泛应用于有机合成中的重要过程。三：反应类型脱氢有热脱氢和催化脱氢两种,工业上主要以催化脱氢为主  催化脱氢可分为：①碳－氢键催化脱氢，如烷烃、烯烃、芳烃和环烷烃等的脱氢：　CH3CH2CH2CH3─→CH2＝CH-CH＝CH2+2H2　CH3CH2CH＝CH2─→CH2＝CH-CH＝CH2+H2②氧-氢和氮-氢等键的催化脱氢，如醇（直链醇、环烷醇）和胺的脱氢：　　③有氧化反应参加的脱氢反应（氧化脱氢），例如丁烯转化成丁二烯：　　CH2＝CHCH2CH3+½O

3、2─→CH2＝CH－CH＝CH2+H2O四：过程条件1)　脱氢是可逆、吸热、分子数增加的反应，高温和低压有利于反应的进行。脱氢一般在较高的温度（300～800°C）下才具有一定的反应速度，但相应地裂解副反应速度也会加快。为此，必须采用选择性良好的催化剂，并用减压操作以尽量降低反应温度。但低压操作有漏入空气引起爆炸的危险，工业上一般是向反应系统通入水蒸气，以降低反应物的分压，并能提供反应所需的热量,消除及减轻催化剂的结焦。采取氧化脱氢,可使生成的氢被氧化成水而除去，促使反应移向脱氢方向，以提高转化率；同时氧化放出大量的热，可供给脱氢吸热的需要。以甲醇为例：甲醇脱氢

4、反应2)　　反应由脱氢吸热转变为氧化脱氢放热，不仅反应转化率高，而且反应温度可降低，催化剂积炭减少，寿命延长。氧化脱氢的缺点是易引起氧化副反应。3)　　催化脱氢反应器有固定床床反应器，如列管式、圆柱型绝热床单段或多段反应器和径向反应器，以及流化床反应器。反应器的材质要有耐高温和抗氢蚀的能力。五：催化剂选用适宜的催化剂，是提高脱氢反应速度和选择性的关键。脱氢是加氢的逆过程，原则上加氢催化剂也能作为脱氢催化剂使用。但是，由于脱氢和加氢反应条件不同,在选择催化剂时，除注意催化活性外,还应注意以下几点：①耐热性好，保证在脱氢高温环境中不被烧结；②化学稳定性好，在较高温度

5、下具有抗氢气还原和抗水蒸气侵蚀的能力；③脱氢比加氢易使催化剂表面结焦，应易于进行催化剂再生。常用的催化剂为各种金属氧化物（如氧化铁、氧化铬、氧化锌、氧化镁）和各种金属（如铜、银、镍、铂）等。氧化脱氢催化剂除具有脱氢催化剂的性能外,还应具有催化氧化性能,常用的是混合氧化物催化剂（如钼、铋的氧化物，铁、锑的氧化物等），也可用金属催化剂。六：脱氢技术应用（一）尿素生产中常温脱氢技术的应用一)：简介尿素CO2原料气脱氢新技术是湖北省化学研究院经过近10年对国内30余家尿素企业应用总结的基础上，针对不同的CO2气体工况开发出的以TH一2、TH一3型脱氢催化剂为核心的CO2

6、脱氢新技术。该技术将JTL一1常温精脱硫新技术、HC一2型微量硫分析仪、脱油技术与TH系列脱氢催化剂组合使用，可从根本上消除尿素生产系统的腐蚀及重大安全隐患，同时可大幅延长脱氢催化剂的使用寿命。1.1工作原理：CO2原料气中可燃气体并不参与尿素的合成反应，被称为惰性气体，这些惰性气体含量升高，不但增加压缩机的功耗而且导致高压合成系统有效容积减小，制约尿素的转化率。同时在CO2气体法尿素生产中，为了防止设备腐蚀。在原料气中加入了1.0℅左右的氧气，使不锈钢表面钝化，形成一层不溶性的氧化膜以降低设备腐蚀率。如果可燃性惰性气体含量过高，在高压洗涤器内尾气聚集，H2浓度

7、上升，就容易形成NH3-H2-O2的爆炸性气体。因此，为安全起见，在尿素合成系统前，设置脱氢装置，使CO2中H2含量≤50ppm。这样不仅可以提高尿素转化率，更重要的是可以确保高压洗涤器的放空尾气在H2/O2混合气的爆炸范围之外，从而使整个尿素系统安全、可靠的运行。1.1TH系列CO2脱氢催化剂的主要理化指标1.3脱氢催化剂对CO2原料气的要求总硫≤O．1×10—602／H2>0．5Cl≤O．1×10—6AsH，≤O．02×10’6二)脱氢工艺流程从CO2压缩机五段出来的温度约为100℃，压力约为14.5MPa的气体，进入高压CO2加热器内被2.5Mpa左右的高

8、压蒸汽加热到15-180