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反应条件：1）温度的影响。甲烷与水蒸气反应生成CO和H2是吸热的可逆反应，高温对平衡有利。高温对一氧化碳变换反应的平衡不利，可以少生成二氧化碳，但是，温度过高，会有利于甲烷裂解，会大量析出碳，并沉积在催化剂和器壁上。2）水碳比的影响。水碳比对于甲烷转化影响重大，高的水碳比有利于CO及H2的生成，同时高水碳比也有利于抑制析碳副反应。3）压力的影响。甲烷蒸汽转化反应是体积增大的反应，低压有利平衡，低压也可抑制一氧化碳的两个析碳反应，但是低压对甲烷裂解析碳反应平衡有利，适当加压可抑制甲烷裂解。压力对一氧化碳变换反应平衡无影响。总之，单从反应平衡考虑，甲烷水蒸气转化过程应该用适当的高温、稍低的压力和高水碳比。（3）动力学反应条件：1）温度的影响。温度升高，反应速率常数增大，因甲烷蒸汽转化是吸热的，平衡常数随温度的升高而增大，结果反应速率也是增大的。2）压力的影响。总压增高，会使各组分的分压也增高，对反应初期的速率提高很有利。此外加压尚可使反应体积减少。3）水碳比的影响。CH4和H2O都是反应物，CH4和太高而H2O太低，或者CH4和太低高而H2O太高，都难以获得高的反应速度。水碳比的要在合适的范围内。
36 加氢反应和脱氢反应对催化剂有什么要求？ 加氢反应和脱氢反应对催化剂的要求：加氢催化剂：主要是第Ⅵ和第Ⅷ族的过渡元素。这些元素对氢有较强的亲合力。脱氢催化剂要求：高的活性与选择性；热稳定性好；化学稳定性好；抗结焦、积炭能力强。脱氢反应特点：脱氢反应温度高，要求催化剂的耐热性好。金属氧化物耐热性优于金属。39 加氢催化剂的类型及特点：（1）金属催化剂：金属催化剂的优点是活性高，在低温下也可以进行加氢反应，适用于大多数官能团的加氢反应。其缺点容易中毒。（2）骨架催化剂：具有较高的活性，足够的机械强度（3）、金属氧化物催化剂：活性较低，故需要有较高的反应温度与压力，以弥补活性差的缺陷（4）金属硫化物催化剂：活性较低，需要较高的反应温度 （5）、金属络合物催化剂：优点是：活性高、选择性好，反应条件温和。其不足是催化剂和产物同一相，分离困难，特别是采用贵金属时，催化剂回收显得非常重要。 37 有机化合物的结构对加氢反应速度有何影响？
多环芳烃很快加氢生成多环环烷芳烃，其中的环烷环较易开环，继而发生异构化、断侧链(或脱烷基)等反应。分子中含有两个芳环以上的多环芳烃，其加氢饱和及开环断侧链的反应都较容易进行(相对速率常数为1～2)；含单芳环的多环化合物，苯环加氢较慢(相对速率只有0.1)，但其饱和环的开环和断侧链的反应仍然较快(相对速率大于1)；但单环环烷较难开环(相对速率为O.2)。因此，多环芳烃加氢裂化，其最终产物可能主要是苯类和较小分子烷烃的混合物。
38 反应温度和压力是怎样影响加氢平衡的? 答案打印习题的38题
39 加氢催化剂共分几种类型?各有何特点? 答案打印习题的39题
40试从热力学分析影响催化加氢反应化学平衡的因素。 从热力学分析影响催化加氢反应化学平衡的因素：（1）温度影响：加氢反应的平衡常数随温度变化较大，当反应温度较低时，平衡常数甚大，而当反应温度较高时，平衡常数降低，但数值仍较大。（2）压力影响 ：加氢反应是分子数减少的反应；增大反应压力，提高加氢反应的平衡产率。（3）氢用量比：从化学平衡分析，提高反应物H2的用量，可以有利反应向右进行，以提高其平衡转化率，同时氢作为良好的载热体，及时移走反应热，有利于反应的进行。
41加氢反应有几种类型催化剂？有何优缺点?
加氢反应与脱氢反应对催化剂的要求：1)对加氢催化剂的要求：a具有良好的活性及选择性。b具有良好的热稳定性。c化学稳定性好，能耐水蒸汽的作用。d良好的抗结焦性能，良好的再生性能。
2) 脱氢催化剂要求：高的活性与选择性；热稳定性好；化学稳定性好；抗结焦、积炭
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能力强。脱氢反应特点：脱氢反应温度高，要求催化剂的耐热性好。 42由甲醇出发，可得到哪些主要的化工产品?有何用途？
甲醇作为化工原料，主要用于制备甲醛、对苯二甲酸二甲酯、卤甲烷、炸药、医药、染料、农药及其他有机化学产品。 43催化脱氢反应共有几种类型? 催化脱氢反应共有：（1）烷烃脱氢，生成烯烃、二烯烃及芳烃；（2）烯烃脱氢生成二烯烃；（3）烷基芳烃脱氢生成烯基芳烃 ；（4）醇类脱氢可制得醛和酮类四种类型 44乙苯催化脱氢除主反应外。还有哪些主要副反应？ 主反应：
副反应：
45试述压力对催化脱氢平衡的影响。
压力对催化脱氢平衡的影响：脱氢反应是分子数增加的反应，从热力学分析可知，降低总压力，可使产物的平衡浓度增大。 46提高温度对催化脱氢平衡有何影响?
提高温度对催化脱氢平衡的影响：乙笨脱氢反应是可逆吸热反应，温度升高有利于平衡转化率提高，也有利于反应速率的提高。而温度升高也有利乙苯的裂解和加氢裂解，结果是随着温度的升高，乙苯的转化率增加，二苯乙烯的选择性下降。 47催化氧化反应分成那儿类?各有何特点? 烃类选择性氧化过程的分类：（1）反应类型分类：①碳链不发生断裂的氧化反应（乙烯氧化生成EO）②碳链发生断裂的氧化反应（烷烃氧化反应生成醇）③氧化缩合反应
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（丙烯氨氧化生成丙烯睛）（2）反应相态分类：均相催化氧化；醛乙氧化制醋酸；非均相催化氧化。（正丁烷气相催化氧化制顺酐；乙烯环氧化制环氧乙烷） 48催化氧化反应有何共性?
催化氧化反应有何共性：1强放热反应（注意取热）2完全氧化时的热效应约为部分氧化时的8~10倍3反应不可逆，理论转化率100%4保证选择性，控制氧化深度5氧化途径复杂多样（烃类最终氧化产物是CO2和H2O）6过程易燃易爆。 49烃类选择性氧化反应的特征有四个？ 烃类选择性氧化反应的特征有四个：（1）反应放热量大。氧化反应是强放热反应，氧化深度越大，放出的反应热越多，完全氧化时的热效应约为部分氧化时的8~10倍。（2）反应不可逆。对于烃类和其他有机化合物而言，氧化反应的，因此，为热力学不可逆反应，不受化学平衡限制，理论上可达100%的单程转化率。但对许多反应，为了保证较高的选择性，转化率须控制在一定范围内，否则会造成深度氧化而降低目的产物的产率。（3）氧化途径复杂多样。烃类及其绝大多数衍生物均可发生氧化反应，且氧化反应多为由串联、并联或两者组合而形成的复杂网络，由于催化剂和反应条件的不同，氧化反应可经过不同的反应路径，转化为不同的反应产物。（4）过程易燃易爆。烃类与氧或空气容易形成爆炸混合物
50常见的非均相催化氧化反应机理有三种？ 常见的非均相催化氧化反应机理有：（1）氧化还原机理，又称晶格氧化机理：反应物首先和催化剂的晶格氧结合，生成氧化产物，催化剂变成还原态；接着还原态的活性组分再与气相中氧气反应，重新成为氧化态催化剂（2）化学吸附氧化机理：假定氧是以吸附态形式化学吸附在催化剂表面的活性中心上，再与烃分子反应（3）混合反应机理：该机理是化学吸附和氧化还原机理的综合
51影响乙烯环氧化反应的主要因素有哪些？试简单说明。 乙烯环氧化反应的主要因素有：（1）反应温度：环氧化反应的活化能小于完全氧化反应的活化能。反应温度升高，两个反应的速率都加快，但完全氧化反应的速率增加更快。随着温度升高，转化率增加，选择性下降，工业上一般选择反应温度在220~260℃。（2）空速：空速减小，也会导致转化率提高，选择性下降，但影响不如温度显著。空速提高，可增大反应器中气体流动的线速度，减小气膜厚度，有利于传热。工业上采用的空速与选用的催化剂有关，还与反应器和传热速率有关，一般在4000~80000h-1左右。催化剂活性高反应热可及时移出时可选择高空速，反之选择低空速。（3）反应压力：乙烯直接氧化的主副反应在热力学上都不可逆，因此压力对主副反应的平衡和选择性影响不大。但加压可提高乙烯和氧的分压，加快反应速率，提高反应器的生产能力，也有利于采用加压吸收法回收环氧乙烷，故工业上大都是采用加压氧化法。但压力也不能太高，否则设备耐压要求提高，费用增大，环氧乙烷也会在催化剂表面产生聚合和积碳，影响催化剂寿命。一般工业上采用的压力在2.0MPa左右。（4）原料配比及致稳气：乙烯与空气混合物的爆炸极限（体积分数）为2.7%~36%，与氧的爆炸极限（体积分数）为2.7%~80%。为了提高乙烯和氧的浓度，可以用加入第三种气体来改变乙烯的爆炸限，这种气体通常称为致稳气，致稳气是惰性的，能减小混合气的爆炸限，增加体系安全性；具有较高的比热容，能有效地移出部分反应热，增加体系稳定性。（5）原料气纯度：①催化剂中毒。如硫化物、砷化物、卤化物等能使催化剂永久中毒，乙炔会使催化剂中毒并能与银反应生成有爆炸危险的乙炔银。②反应热效应增大。氢气、乙炔、C3以上的烷烃和烯烃可发生燃烧反应放出大量热，使过程难以控制，乙炔、高碳烯烃的存在还会加快催化剂表面的积炭失活。③、影响爆炸限。氩气和氢气是空气和氧气中带来的主要杂质，过高会改变混合气体的爆炸限，降低氧的最大容许浓度。④选择性下降。原料气及反应器管道中带入的铁离子会使环氧乙烷重排为乙醛，导致生成二氧化碳和水，使选择性下降。环氧乙烷在水吸收塔中要充分吸收，否则会由循环气带回反应器，对环氧化有抑制作用，使转化率明显下降。二氧化碳对环
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氧化反应也有抑制作用，但适宜的含量会提高反应的选择性，提高氧的爆炸限浓度，循环气中二氧化碳允许含量＜9%。（6）乙烯转化率：单程转化率的控制与氧化剂的种类有关，用纯氧作氧化剂时，单程转化率一般控制在12%~15%，选择性可达83%~84%；用空气作氧化剂时，单程转化率一般控制在30%~35%，选择性达70%左右。为了提高乙烯的利用率，工业上采用循环流程，即将环氧乙烷分离后未反应的乙烯再送回反应器，所以单程转化率也不能过低，否则因循环气量过大而导致能耗增加。同时，生产中要引出10%~15%的循环气以除去有害气体如二氧化碳、氩气等，单程转化率过低也会造成乙烯的损失增加。
52非均相催化氧化过程有哪些优缺点？试简单说明。 作业题的52题有
53与均相催化氧化方法相比，烃类的非均相催化氧化过程具有哪些特点？试说明之。 与均相催化氧化方法相比，烃类的非均相催化氧化过程的特点（气-固相催化氧化）：固体催化剂的活性温度较高，反应在较高的温度下进行；反应物料停留时间短，生产能力高。反应过程：外扩散、内扩散、吸附、表面反应、脱附和内扩散、外扩散七个步骤；影响因素较多；爆炸极限，注意生产安全。
54在烃类选择性氧化反应的生产工艺中常用的氧化剂是什么？
在烃类选择性氧化反应的生产工艺中常用的氧化剂是：空气。空气比纯氧便宜，但是，氧分压小，动力消耗大，废气排放量大。过氧化氢：氧化条件温和，操作简单，反应选择性高，对环境友好，可实现清洁生产。
55 流化床、固定床反应器有何特点？试比较二者优缺点？ 流化床、固定床反应器的特点：（1）固定床反应器的特点：①列管式换热反应器：平推流，返混较小，适用于有串联式深度氧化，可抑制串联副反应的发生，提高选择性。②固定床反应器的缺点是： 结构复杂，催化剂装卸困难；空速较小，生产能力比流化床小；（2）流化床反应器特点：结构简单，催化剂装卸容易，空速大；良好的传热速率，温度均一，温差小，易于控制；轴向返混现象严重；床层中磨损严重，对催化剂强度要求高 。列管式固定床反应器的优点是：催化剂损损少，流体在管内接近活塞流，推动力大，单位催化剂的生产能力较高。故有的氧化反应是采用固定床反应器。例如苯氧化制顺配，邻二日米氧化制邻苯二甲酸酐等。乙烯环氧化制环氧乙烷用的是银催化剂，由于受到催化剂性能曲限制，也只能采用这类反应器。反应器也有缺点：反应器结构复杂，合金钢材消耗大；传热差，需要大的传热面，反应温度不易控制，热稳定性较差；沿抽向温差较大，且有热点出现，汗向也有矾路；催化剂装卸很不方便，在装悄化剂时每报管子依化剂层的阻力要相同，很费工时。如阻力不问就会造成备管间气体流员分布不均匀，致使停留时间不一样，影响反应质量。原料气必须充分混合后内进入反应器，故原料气的组成严格受到爆炸极限的限制，且对混合过程的要求也高，尤其是以纯氧为氧化剂的反应过程。有时为了安全需加入水蒸气作稀释剂。 56 乙烯环氧化制取环氧乙烷反应中采用什么催化剂？催化剂组成？ 乙烯直接氧化法生产环氧乙烷的工业催化剂为银催化剂。催化剂组成：（1）活性组分银Ag：对催化剂要求：活性高，以降低反应温度。选择性好：可以减弱副反应。使用寿命长：银含量10%～20%。（贵金属）其他：孔结构、比表面、导热性、耐热性、 强度等。增加催化剂的银含量，可提高催化剂的活性，但会使选择性降低，因此，目前工业催化剂的银的质量含量基本在20%以下。 （2）助催化剂：不仅能提高反应速率和环氧乙烷选择性，还可使最佳反应温度下降，防止银粒烧结失活，延长催化剂使用寿命。碱金属助催化剂的主要作用是使载体表面酸性中心中毒，以减少副反应的进行。碱金属的添加量50~750mg/kg（催化剂）。 添加活性抑制剂：抑制剂的作用是使催化剂表面部分可逆中毒，使活性适当降低，减少深度氧化，提高选择性。（3）载体。作用：主要功能是提高活性组分银的分散度，防止银的微小晶粒在高温下烧结。载体种类：碳化硅、一氧化铝、SiO2/-Al2O3载体性质：比表面～1m2/g；空隙率50%；孔径
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4.4mm（低的比表面，导热性好）
57 烃类选择性氧化反应的特征有四个试加以说明之
烃类选择性氧化反应的特征有四个:1、强放热反应（注意取热）2、完全氧化时的热效应约为部分氧化时的8~10倍3、反应不可逆，理论转化率100% 4、保证选择性，控制氧化深度。
58 简述丙烯氨氧化生产丙烯腈的基本原理。
丙烯氨氧化生产丙烯腈的基本原理：丙烯睛是有机化学工业的重要产品。在室温和常压下，它足具有刺激性臭味的无色液价，有毒，沸点77.3℃。能溶于许多有机溶剂中，与水能部分互溶，丙烯脂在水中的溶解皮为7.3％(质量)，水在丙烯肋中的溶解度为3.1％(质量)。能与水形成最低共沸物。在丙烯睛分子中有双键和氰基存在，性活泼，易聚合，也易与其它不饱和化合物共聚合，是三大合成材料的重要单体。
59 在环氧乙烷及丙烯腈生产中，各使用什么催化及及采用何种类型的反应器？、有何特点？
环氧乙烷及丙烯腈生产中，各使用什么催化及及采用何种类型的反应器？有何特点？环氧乙烷的工业生产有氯醇法和乙烯直接氧化法：目前仅仅采用乙烯直接氧化法。而近年来新建的大型装置均采用纯氧作氧化剂，逐渐取代了空气法而成为占绝对优势的工业生产方法。丙烯氨氧化所采用的催化剂丰要有下列两类：1)Mo-Bi-0系列催化剂。（氧化钼与氧化铋的混合氧化物）目前采用的是七组分催化剂：特点：选择性较好，丙烯腈收率高（74%），反应温度较低（435℃）；空气需要量低；能抑制深度氧化。2） 系列催化剂：氧化铁与氧化锑的混合氧化物。选择性高，丙烯腈收率高（75%）丙烯氨氧化是强放热反应，反应温度又较高．工业上大多采用流化床反应器。
60 乙烯环氧化制取环氧乙烷过程中,需要加入致稳气，致稳气的作用是什么？ 乙烯环氧化制取环氧乙烷过程中,需要加入致稳气，致稳气的作用是：乙烯与空气混合物的爆炸极限（体积分数）为2.7%-36%，与氧的爆炸极限（体积分数）为2.7%-80%。为了提高乙烯和氧的浓度，可以用加入第三种气体来改变乙烯的爆炸限，这种气体通常称为致稳气，致稳气是惰性的，能减小混合气的爆炸限，增加体系安全性；具有较高的比热容，能有效地移出部分反应热，增加体系稳定性。
非均相催化氧化的特点?
非均相催化氧化
以气态机原料,气态氧作氧化剂,在固体催化剂存在下,氧化生成有机化工产品 的过程.原料通常是烯烃及芳烃,应用很 广泛,几乎占80%氧化产品产量. 1,主要的非均相催化氧化反应类型
(1)烷烃的氧化:丁烷氧化为顺酐; (2)烯烃的环氧化:乙烯氧化生成环氧乙烷;
(3)烯丙基型氧化;丙烯氨氧化生成丙烯腈,这类氧化反应发生在α–H原子上,靠近双 键等官能团的碳原子称为α–碳原 子,而连接在α–碳原子上的氢原子就称为α–H原子,对于烯烃,只有丙烯以上的才有α–H原子.
(4) 芳烃开环氧化(部分降解氧化):苯降解氧化反应生成顺酐;
(5) 芳烃侧链氧化:邻二甲苯氧化生成苯酐; (6) 醇的氧化:甲醇氧化生成甲醛 2, 非均相催化氧化反应特点
(1) 气固相反应,反应原料,产物都是气相,催化剂是固相; (2)一般可采用流化床反应器和固定床反应器;
(3)反应有五个过程:内扩散,反应物吸附,表面反应,产物脱附,内扩散. 外扩散影响不考虑在内,采用物料高线速流动的方法消除外扩散影响.
(4)反应系统内传热情况复杂:催化剂颗粒内,催化剂颗粒与气体间,催化床层与管壁之 间均存在传热问题;
(5)催化剂床层内存在热点和轴向,径向温差:非均相催化氧化反应属强放热反应,如催
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