y
B
y
H2
B
KN yH2
yB yA
X
H2↑ ，优点：X↑ ，有利于移走反应热。
缺点：yB↓,
分离难，循环量大，能耗大 .
二、催化剂
1、要求：转化率高、选择性好、使用寿命
长、价廉易得。
2、种类：Pt 、Pd 、Cu 、Ni、 Co、 Fe等
过渡金属元素及其氧化物、硫化物 。
3、形态 ：金属催化剂、骨架催化剂、金属
称为选择性加氢。 1、催化剂不同控制产物的选择性 侧链双键
2、加氢深度控制产物的选择性
侧链上双键和 苯环上双键
如乙炔加氢生产乙烯，要求加氢停留在乙烯生成阶 段，乙烯不再加氢生成乙烷。
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三、催化加氢反应中氢的来源
水电解制氢； 石油炼厂催化重整装置及脱氢装置副产氢气； 烃类裂解生成乙烯，副产氢气； 焦炉煤气分离得到氢气； 烃类转化制氢气。
由热力学方法推导得到的平衡常数Kp、温度T和热 效应△H0之间的关系为：
ln Kp T
p
Ho RT2
由于加氢反应的放热反应，△H0<0所以：
ln K T
p
p
＜0
T↑ ，K P ↓
即平衡常数K随温度的升高而降低。即：低温有利
于加氢反应。
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☆加氢反应的三种类型☆
第一类加氢反应
乙炔加氢 一氧化碳甲烷化 有机硫化物的氢解
升温对反 应有利
此类反应在热力学上是很有利的，即使是在高温 条件下，平衡常数仍很大。反应几乎不可逆。
第二类加氢反应 苯加氢合成环己烷 第二类是加氢反应的平衡常数随温度变化较大
中温时Kp很大，高温时Kp↓↓，热力学占主导地位
反应只能在不太高. 的温度下进行
第三类加氢反应
一氧化碳加氢合成甲醇
第三类是加氢反应在热力学上是不利的，在很 低温度下才具有较大的平衡常数值。
H Tab T c2T d3 T
式中： △HT－－T温度下的反应热，KJ/ mol； T－－温度，K； a、b、c、d－－系数。
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（二）化学平衡
影响加氢反应化学平衡的因素有温度、压 力、用量比（摩尔比）等。
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1、温度对化学平衡的影响
当加氢反应温度低于100℃时，绝大多数的加氢 反应平衡常数值都非常大，可看作为不可逆反应
氢气中常含有一氧化碳和二氧化碳等杂质，加氢 反应时会使催化剂中毒，可通过催化加氢使其转化 成甲烷加以除去。
N i C O+3H 2
A l2O 3 C H 4+H 2O
260~300℃
甲烷化反应
3.0MPa
N i C O 2+4 H 2
A l2 O 3 C H 4+2 H 2 O
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二、加氢反应类型
（一）不饱和键的加氢
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6．己二腈合成己二胺
N C ( C 2 ) 4 C H N 4 H 2 骨 架 H 2 N ( 镍 C 2 ) 6 N H 2 H
7．杂环化合物加氢
9．甲苯加氢制苯
.
（二）催化加氢——精制产品
1、裂解气分离得到乙烯和丙烯，含有少量的乙炔、 丙炔和丙二烯等杂质，可通过适当的催化加氢除去。
氧化物催化剂、金属硫化物催化剂和金属络合 物催化剂等 。
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4、作用
不改变反应平衡，只改变反应速度，降低 反应过程活化能，降低温度压力（设备投 资降低）。
第四章 催化加氢
Catalytic Hydrogenation
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了解催化加 氢的工业应
用
知识目标
掌握催化加氢反 应的一般规律
熟悉加氢的催化剂
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掌握催化加氢 反应的一般规
律
能力目标
能分析影响 甲醇合成反 应的各种因 素
了解甲醇的工 艺流程
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第一节 概 述
一、催化加氢反应在化学工业中的应用
催化加氢反应－－在催化剂的作用下，分子
氢被活化与某些化合物相加成反应。 催化加氢反应在石油和化学工业中应用较广，通
过催化加氢可获得重要的基本有机化工产品。另 外，也可通过催化加氢对某些有机化工产物进行 精制，机化工产品
1、苯制环己烷。环己烷是生产聚酰胺纤维锦纶 6和锦纶66的原料。由环已烷可生产聚酰胺纤维 单体己内酰胺、己二胺、己二酸等。
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lnKx n P T P
3、用量比（摩尔比）对加氢反应的影 响
反应物用量比的大小，对加氢反应的平衡转化率有一定的
影响。提高氢的用量，可提高加氢反应平衡转化率，并且
有利于移走反应热，但氢用量越大，产物浓度越低，给产
物的分离增加了困难，且大量氢气循环，增加了冷量和动
力消耗。
A +H2
KN
y
A
低温时Kp较大，但在可用温度区间Kp↓↓ ，热力 学不利，化学平衡成为关键因素。
加氢只在低温有利
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2、压力对加氢反应的影响
加氢反应均为分子数减小的 反应，一般来说提高压力对 反应有利。
Kx PnKP
加氢反应前后化学计量系数 变化△n<0，因此，增大反应 压力，可以提高Kp值，从而 提高加氢反应的平衡产率。
（包括芳香环中的C＝C键）
（二）催化还原加氢
CO+2H2——CH3OH
－NO2基还原成－NH2基
（三）加氢分解
在加氢反应过程同时发生裂解，以获得所需要的物质。如： 甲苯催化氢化可制得苯与甲烷 。
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◆加氢反应的选择性问题◆
有些被加氢化合物含有两个以上官能团，而只要求在一 个官能团上进行加氢，其他官能团仍旧保留，此类加氢
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第二节 催化加氢反应的基本原理
一、催化加氢反应的热力学分析
（一）反应热效应
催化加氢反应是一放热反应，但由于被加热的官能 团结构不同，放出的热量也不同 ，如25℃时，不 同反应的热效应△H0（单位为KJ/mol）如下表：
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★反应热（△HT）的计算★
常压下不同温度时的反应热（△HT）可按下式进行计算：
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2、裂解汽油的精制
由乙烯生产副产的裂解汽油是生产芳烃的 生要原料之一，但裂解汽油中含有烯烃和 二烯烃及少量的硫、氮等杂质，对裂解汽 油的进一步分离和加工不利，可通过催化 加氢除去。
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3、精制苯
由焦炉气或煤焦油中分离得到的苯，含有硫化物杂质，可通过催化加氢 除去。
噻吩 吡啶
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4、精制氢气
2、以苯酚制环己醇
3、以一氧化碳制甲醇
CO 2H2 C3 H OH
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4、硝基苯催化加氢制苯胺。
5、丙酮加氢可制得异丙醇，丁烯醛加氢可制得丁醇。
6、羧酸或酯催化加氢生产高级伯醇。
RC O 2H 2 O C H u C O r RC 2OH H H 2O RCR O 2H O 2 C u C O r RC 2OH H R OH