Bài giảng chế biến khí : Quá trình hydro hóa - đề hydro hóa part 2
lượt xem 59
download
§ 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH 1. Nhiệt động học của các phản ứng đề hydro hóa và hydro hóa a) Phản ứng hydro hóa là phản ứng toả nhiệt và phản ứng đề hydro hóa là phản ứng thu nhiệt. Cùng một quá trình thì phản ứng hydro hóa và phản ứng đề hydro hóa sẽ có cùng giá trị hiệu ứng nhiệt nhưng trái dấu. Hiệu ứng nhiệt của một số phản ứng hydro hóa ở pha khí
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Bài giảng chế biến khí : Quá trình hydro hóa - đề hydro hóa part 2
- 2 CH3OH + 1/2 O2 → 2 HCHO + H2O + H2 Thực chất phản ứng trên gồm 2 phản ứng : + Phản ứng đề hydro hóa : CH3OH → HCHO + H2 + Phản ứng oxy hóa : CH3OH + 1/2 O2 → HCHO + H2O . Ngoài ra còn có một số phản ứng đề hydro oxy hóa sau: RCH3 + NH3 + 3/2 O2 RCN + 3 H2O → RCH2NH2 + O2 RCN + 2 H2O → RCHR’ + 1/2 O2 RCR’ + H2O → OH O 6
- § 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH 1. Nhiệt động học của các phản ứng đề hydro hóa và hydro hóa a) Phản ứng hydro hóa là phản ứng toả nhiệt và phản ứng đề hydro hóa là phản ứng thu nhiệt. Cùng một quá trình thì phản ứng hydro hóa và phản ứng đề hydro hóa sẽ có cùng giá trị hiệu ứng nhiệt nhưng trái dấu. Hiệu ứng nhiệt của một số phản ứng hydro hóa ở pha khí: - ∆H0298 (kJ/mol) Phản ứng RCH = CH2 + H2 → RCH2 - CH3 1 113 ÷ 134 CH ≡ CH + 2 H2 → CH3 - CH3 2 311 + H2 → RHN 3 200 ÷ 217 RHa + H2 → RCH2 OH 4 67 ÷ 83 RCHO + H2 → R2CHOH ∼ 58 5 R2CO + 2 H2 → RCH2 NH2 6 134 ÷159 RCN RCOOH + 2 H2 → RCH2 OH + H2O 7 38 ÷ 42 + 3 H2 → RNH2 8 439 ÷ 472 RNO2 + 2 H2O + H2 → R1Hp + R2Hp 9 46 ÷ 63 RHp + H2 → RHp 10 42 ÷ 50 RHN + H2 → RHp 11 42 ÷ 46 RHa Nhận xét: 1) Đối với phản ứng hydro hóa cộng hợp: nhiệt sinh ra giảm dần theo thứ tự sau: −C≡C− > > −C≡N > −C=C− > −C=O 2) Đối với phản ứng hydro hóa có tách loại (H2O): nhiệt sinh ra giảm dần theo thứ tự sau: O O −N −C O OH 3) Đối với phản ứng hydrocracking: nhiệt sinh ra tương đối thấp và không chênh lệch nhiều b) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Phần lớn các phản ứng hydro hóa và đề hydro hóa là phản ứng thuận nghịch. 7
- - Phản ứng hydro hóa : là phản ứng toả nhiệt, giảm thể tích nên phản ứng sẽ xảy ra thuận lợi ở nhiệt độ thấp, áp suất cao; thông thường chế độ công nghệ cho quá trình như sau: + t = 100 ÷ 350, 4000C + p = 1,5 ÷ 40 MPa - Phản ứng đề hydro hóa :là phản ứng thu nhiệt, tăng thể tích nên phản ứng sẽ xảy ra thuận lợi ở nhiệt độ cao, áp suất thấp; thông thường chế độ công nghệ cho quá trình như sau: + t = 200 ÷ 600, 6500C + p = áp suất khí quyển hoặc áp suất chân không Ví dụ: - ở t = 595oC CH = CH2 C2H5 p = 0,1Mpa η= 40% η= 80% nếu ở p = 0,01 MPa . 2. Xúc tác cho quá trình : Ngoài các phản ứng chuyển hóa nhiệt xảy ra ở nhiệt độ cao kèm theo sự phân huỷ và ngưng tụ mạnh, tất cả các phản ứng đề hydro hóa và hydro hóa đều có xúc tác. Có thể phân thành 3 nhóm xúc tác chính: 1) Các kim loại thuộc nhóm VIII (Fe, Co, Ni, Pt, Pd) và nhóm Ib (Cu, Ag) và các hợp kim của chúng. 2) Các oxyt kim loại: MgO, ZnO, Cr2O3, Fe2O3... 3) Các oxyt phức hay sulfid (sulfua): CuO.Cr2O3, ZnO.Cr2O3, CoO.MoO3, NiO.WO3, WS2 (đây là xúc tác ra đời rất sớm, có hoạt tính cao nhưng dễ mất hoạt tính nên hiện nay ít dùng. 8
- Các xúc tác này đặc biệt là xúc tác kim loại thường được phân bố trên các chất mang xốp và bổ sung vào đó là các chất kích động như là kim loại khác, oxyt khác. 3. Cơ chế phản ứng : Ký hiệu K: trung tâm hoạt động của xúc tác - Đầu tiên khi H2 và các hydrocacbon bị hấp phụ lên xúc tác thì quá trình hấp phụ vật lý làm yếu các liên kết H - H, C - H và liên kết không no của hydrocacbon Ví dụ: +K 1. K + H2 K... H2 K H... H 2KH 2. K + RCH2CH3 K H... CH CH3 H H +K R K C CH3 K C CH KH + CH3 3 R R hay K CH ... H R 3. K + CH2 = CH2 K... CH2 = CH2 K CH2 CH2 - Sau đó sẽ xảy ra sự hấp phụ hóa học: * Đề hydro hóa: K CH CH3 +K K CH CH2 + KH R R K CH CH2 R CH = CH2 +K R * Hydro hóa: K CH2 CH2 + H2 ... K K CH2 CH3 + KH 2K + CH3 CH3 4. Tính chọn lọc của phản ứng: Các phản ứng hydro hóa cũng như đề hydro hóa nếu không khống chế điều kiện phản ứng sẽ xảy ra hàng loạt các phản ứng nối tiếp hay song song nhau, chẳng hạn như: + H2 + H2 + H2 1. RCOOH RCHO RCH2OH RCH3 - H 2O - H2O 9
- + H2 + H2 + H2 2. R -C ≡N R-CH=NH R-CH2 -NH2 R-CH3 + NH3 + H2 C6H6 + H2O 3. C6H5OH + 3H2 C6H11OH Do vậy tính chọn lọc của phản ứng rất quan trọng. Nó phụ thuộc vào các yếu tố sau: • Khả năng phản ứng của các chất hữu cơ hay các nhóm chức riêng biệt • Khả năng bị hấp phụ của các chất hữu cơ hay các nhóm chức riêng biệt trên bề mặt xúc tác: độ hấp phụ nhỏ của sản phẩm chính cho phép tiến hành quá trình với tính chọn lựa tốt hơn và hiệu suất cao hơn. • Khả năng hấp phụ của chất xúc tác • Nhiệt độ • Thời gian tiếp xúc o Đối với quá trình hydro hóa: + Độ chuyển hóa: trên 90% + Thời gian tiếp xúc: từ phần trăm phút đến vài giờ o Đối với quá trình đề hydro hóa: do tính thuận nghịch cao nên: + Độ chuyển hóa: 20 ÷ 40% + Thời gian tiếp xúc: từ phần trăm giây đến vài giây 10
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA part 3
5 p | 217 | 55
-
Bài giảng chế biến khí : Quá trình hydro hóa - đề hydro hóa part 4
5 p | 172 | 35
-
Bài giảng chế biến khí : TỔNG HỢP TRÊN CƠ SỞ OXYT CACBON part 1
5 p | 156 | 22
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH HALOGEN HÓA part 6
5 p | 122 | 19
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 6
5 p | 90 | 17
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 9
5 p | 117 | 14
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH HALOGEN HÓA part 3
5 p | 117 | 13
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 3
5 p | 112 | 13
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH CRACKING HƠI VAPOCRAQUAGE part 2
5 p | 106 | 12
-
Bài giảng chế biến khí : TỔNG HỢP TRÊN CƠ SỞ OXYT CACBON part 2
5 p | 124 | 12
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 8
5 p | 115 | 11
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 7
5 p | 95 | 11
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH HALOGEN HÓA part 2
5 p | 111 | 11
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH CRACKING HƠI VAPOCRAQUAGE part 3
5 p | 91 | 10
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH HALOGEN HÓA part 5
5 p | 138 | 9
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 10
5 p | 78 | 8
-
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH HALOGEN HÓA part 4
5 p | 99 | 6
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn