维普资讯 http://www.cqvip.com 科 —技信离 —黑龙ｉ【—— 技【术【广ｌ场 有机化工生产中工艺条件的选择 王红军 （江苏省淮安职业技师学院，江苏淮安２２３００１） 摘要：有机化工生产中主要工艺条件的选择方法上，有很多相似之处，教师在教学过程中应及时引导学生进行归纳总结，并促进学生在学习 中不断探讨，不断完善。 关键词：工艺务件；选择；归纳总结 《有机化工生产技术》是职业学校化工工 看，如主反应是气体分子数减少的反应，则理 性愈高，但催化剂的活性太高会加剧副反应的 艺专业的主要专业课程之一，这门课着重讲述 论上采用加压操作对于主反应有利（如环氧乙 发生，而钯是贵金属，其含量高会增加成本， 烃类热裂解、碳一、碳二、碳三、碳四及芳烃系列 烷生产）；若主反应是气体分子数增多的反应， 钯在载体表面上的分散度也应适宜，一般控制 有机产品的生产技术，对产品的性能和应用、工 则低压操作有利（如烃类热裂解）。其次是动 钯含量约为３．Ｏｋｇ／ｍ’催化剂；金的存在可防 业生产方法、反应原理、工艺条件选择、工艺流 力学分析，压力提高，能加快反应速率，这对 止钯的凝聚，使钯在载体上有良好的分散度， 程组织等进行了简明阐述，以能力培养为中心。 所有反应都是一样的。如反应平衡常数很大， 从而提高催化剂的活性，延长催化剂的寿命， 培养学生分析问题、解决问题的综合能力，增强 压力的影响基本可以忽略，一般采用常压操作 金的含量一般为１．４ｋｇ／ｍ’催化剂左右；助催 学生自主学习以获得知识的能力。根据这一特 （如甲醇氧化制甲醛生产技术）。再就是要考虑 化剂醋酸钾，不仅可提高催化剂的活性，而且 点，教师在教学过程中应对学生提出具体的要 加压操作所受的限制，因提高操作压力就增加 能提高反应的选择性，醋酸钾的含量通常为钯 求，引导学生及时地进行总结归纳，有助于学生 了对反应器的材质、反应热的导出以及催化剂 含量的１Ｏ倍；载体是影响催化剂活性的重要 尽快地掌握这门课程的内容。 的活性和使用寿命等的要求。 因素，它是整个催化剂的支架，醋酸乙烯酯生 在基本有机化工生产中，虽然产品的种类 ３空间速度 产中广泛采用硅胶为载体。其它气一固催化反 和数量很多，但在生产技术的讨论方法上却有 空间速度是影响反应转化率和选择性的 应的产品生产技术中，催化剂的活性的讨论方 许多相似之处。比如，在工艺条件的选择这个方 重要因素之一，它对所有气一固非均相催化反 法也与此类似。 面，首先是可以分为气一固非均相催化反应、液 应的影响都是相同的。空间速度增大，原料气 ６原料纯度 相均相催化反应、非催化反应等主要类型；其次 与催化剂的接触时间缩短，使转化率降低，同 这方面比较次要。一般都是考虑原料中 是各个产品生产技术中工艺条件的讨论方法有 时副反应减少，选择性提高。空间速度减小， 的杂质成分对生产过程的影响。多数产品的生 相似之处。可以及时总结出来。以下是本人在多 接触时间加长，转化率提高，副反应加剧，选 产中都会提到硫和硫化物、磷化物、砷化物以 年的教学工作中，充分运用归纳总结法，对有机 择性下降。空间速度的确定取决于许多因素。 及卤化物等会使催化剂中毒的杂质，一般要求 化工生产中各方面工艺条件的选择进行总结所 当其它条件确定后。主要取决于催化剂的性 它们的含量要控制得很低。如丙烯腈生产中要 得出的结论，对学生理解掌握工艺条件的选择 能，催化剂活性高可采用高空速。催化剂活性 求原料中硫含量＜０．ｏｏ５％，电石乙炔法制氯乙 很有帮助。因为有机化工生产中绝大多数是 低则采用低空速。提高空间速度既有利于反应 烯生产中要求原料气不含硫、磷、砷。同时， 气一固非均相催化反应，故在此主要讨论这类 器的传热，又能提高反应器生产能力。如环氧 还会提到其它一些有机物或无机物杂质，通常 反应的工艺条件的选择方法。 乙烷生产中空问速度的操作范围一般为４０００～ 会对反应过程造成不良影响，降低目的产物的 在气一固非均相催化反应中，工艺条件主 ８０００ｈ～，而采用铜基催化剂的低压法合成甲 产量和纯度。使收率下降，分离困难。 要有反应温度、反应压力、空间速度、原料配比、 醇。工业生产上空速可达１ｏｏｏｏ～２ｏｏｏｏｈ～。 以上阐述了有机化工生产中几个主要工 催化剂活性、原料纯度等方面。现就这几个重点 ４原料配比 艺条件的选择讨论的方法。也是具有共性的一 工艺条件的选择方法的相似之处进行探讨。 原料配比的选择要先看反应种类。如果 面。要对工艺条件的选择进行深入细致的探 ｌ反应温度 是氧化反应，则首要考虑爆炸极限的制约．比 讨。还有许多问题需解决。毕竟各种产品的生 所有有机化工产品的生产过程都要讨论 如甲醇氧化制甲醛生产技术，为避免爆炸极限， 产过程还有许多个性和不同之处。在教师带领 反应温度的选择，可以从热力学分析、动力学 银法生产中采用甲醇过量。原料混合气中甲醇 学生学习的基础上，更重要的是培养学生自主 分析、热量控制、催化剂的活性四个方面着 的操作浓度高于爆炸极限上限（＞３６％）；铁钼法 学习的能力。总之，教师在教学过程中要注重 手。例如，乙烯环氧化生产环氧乙烷。主反应 生产时甲醇一空气混合气中。甲醇浓度低于爆 养成学生的良好学习习惯，使学生积极主动地 与深度氧化副反应之间存在着激烈竞争问题， 炸极限下限（＜６．７％）。是在空气过量的情况下 追求知识，充分运用归纳总结等各种学习方 解决这一问题的技术关键是反应温度。热力学 操作的。如果是非氧化反应，则需考虑在多种原 法，最大限度地促进他们在长期的学习过程中 分析，主、副反应都是强放热反应，必须采用 料中选择哪一种或哪几种过量，比如合成气制 能够触类旁通，不断总结。不断探讨，不断完 低温操作。动力学分析，主反应的活化能比副 甲醇生产技术，原料气中Ｈ：与Ｃ０的理论配比 善。 反应的活化能低，反应温度升高，副反应的反 是２比ｌ，但ＣＯ过量不好。不仅对温度控制不 参考文献 应速率比主反应增加更快，乙烯转化率提高， 利，而且会引起羰基铁的积聚，使催化剂失去活 【ｌ】曾之平，王扶明．化工工艺学【Ｍ】．北京： 选择性下降，放热量增大。低温对主反应有 性，故一般采用Ｈ 过量；Ｈ’过量可以抑制高级 化学工业出版社，１９９７． 利。如不能及时有效控制反应热，会产生“飞 醇、高级烃和还原性物质的生成，提高粗甲醇的 ［２】梁风凯，舒均杰．有机化工生产技术【Ｍ１． 温”现象。影响生产正常进行。适宜的反应温 浓度和纯度。过量的氢还可以起到稀释作用，且 化学工业出版社，２ｏｏ３． 度还与催化剂的活性有关。在催化剂使用初 因氢的导热性能好，有利于防止局部过热和控 期。活性较高，为防止催化剂过热，延长其使 制整个催化剂床层的温度，工业上采用铜基催 （上接３８页） 存分析和贝叶斯网络的无指 用时间。宜选择温度范围的下限；随着使用时 化剂的低压法合成甲醇，一般控制Ｈ：与ＣＯ的 导汉语词义消歧ＩＪ１．高技术通讯。２００４，２． 间增长，活性逐渐下降，为保持生产稳定，宜 摩尔比为（２．２￣３．０）比ｌ。 【２】全昌勤，何婷婷，姬东鸿等．从搭配知识获取最 相应提高反应温度。在银催化剂作用下，乙烯 ５催化剂的活性 优种子的词义消歧方法【Ｊ］．中文信息学报，２ｏ０５， 在３７３Ｋ时环氧化，产物几乎全部是环氧乙 催化剂的活性高低对转化率影响很大．而 １． 烷，但反应速率很低。工业生产中，综合考虑 催化剂的活性又与催化剂的组成有关．通常固 ｆ３］Ｄａｖｉｄ Ｙａｒｏｗｓｋｙ．ｗｏｒｄ－ｓｅｎｓｅ ｄｉｓａｍｂｉｇｕａｔｉｏｎ 各方面因素，一般选择反应温度为４９３～５７３Ｋ。 体催化剂由活性组分、助催化剂、载体三部分组 ｕｓｉｎｇ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ Ｒｏｇｅｔ Ｓ ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ ２反应压力 成。比如，乙烯与醋酸气相催化氧化偶联合成醋 ｔｒａｉｎｅｄ ｏｎ ｌａｒｇｅ ｃｏｒｐｏｒａ【Ａ１．Ｉｎ ＣＯＵＮＧ １４［Ｃ１． 首先是热力学分析，从化学平衡角度来 酸乙烯酯，活性组分钯的含量愈高，催化剂的活 Ｎａｎｔｅｓ．１９９２．５４５。 一８一
