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收率
來源:互聯網

收率,也稱作反應收率,一般用于化學及工業生產,是在平行反應、串聯反應或平行—串聯反應等復合反應體系所生成的多種產物中,希望獲得的主產物的生成量與反應物的加入量(均以摩爾計)之比,是評價復合反應體系反應效率高低的重要參數。主產物收率的倒數是它的單耗。

收率在反應類型相近的情況下,作用物的化學結構不同,反應活性也不同,而有所差異。

名詞介紹

收率是指按反應物進料量計算,生成目的產物的百分數。一般用質量百分數或體積百分數表示。

即收率=目的產物(實際)生成量/目的產物的理論生成量×100%=生成目產物的原料量/原料進料量×100%

收率與轉化率及選擇性的關系為:收率=轉化率×選擇性。

轉化率、選擇性、收率恒≤1。

反應物料一次通過催化劑床層轉化為目的產物的百分數稱為單程收率。常用來衡量催化劑活性。

也可用生成某產物的實際產量占按加入的某一反應物計算生成該產物的理論產量的百分數來表示。

產率

產率= 實際產量/ 理論產量,

理論產量——指按反應方程式,實際消耗的基準原料全部轉化成產物的質量。

在實際的化學反應中,由于存在副反應、反應進行不完全以及分離提純過程中引起的損失等原因,實際產量往往低于理論產量。

在實際生產過程中要求產量高,而不是產率高,因為未反應的原料可循環使用。

其他研究

丙烷脫氫收率的研究

中國石油大學(華東)重質油國家重點實驗室開發的年產1萬噸新型丙烷/丁烷脫氫(ADHO)工業化示范裝置在山東恒源石油化工股份有限公司開車成功。工業化試驗結果表明,烷烴的單程轉化率、烯烴的收率和選擇性與引進技術相當,成功打破了國外在該領域的技術壟斷,填補了國內空白。

重質油國家重點實驗室李春義教授課題組經過 7 年研究,成功開發出無毒無腐蝕性的非貴金屬氧化物催化劑,并為之配套開發了高效循環流化床反應器,成功實現脫氫反應、催化劑燒焦再生連續進行。

其開發的新型丙/丁烷脫氫技術具有以下幾個特點:原料不需要預處理即可直接進裝置反應,省去了脫硫、脫、脫鉛等復雜技術過程;既適用于丙烷2-碘-2-甲基丙烷單獨脫氫,也適用于丙烷與丁烷混合脫氫;反應與催化劑再生連續進行,生產效率高;催化劑為非貴金屬難熔氧化物,具有價格低、再生不用氧氯化、無腐蝕性、機械強度高、劑耗低等優點,有利于裝置長周期安全穩定運行;催化劑再生熱量可以返回系統循環利用,能根據循環量控制反應溫度,而且整個反應不需要氫氣,能耗低、傳熱效率高。

提高二氧化硫脲收率的研究

二氧化硫是一種新型還原劑,穩定性好,還原電勢高,不易分解和自燃,運輸、儲存、使用安全方便。而一直普遍應用于印染和漂白工業的連二亞硫酸鈉容易分解和自燃,使用過程中存在安全隱患,因此在國外已經將二氧化硫脲用作保險粉的代用品廣泛應用于印染工業、漂白工業、制藥、有機合成及分析、造紙有機高分子化合物和照相感光材料工業等領域。

目前國外二氧化硫脲的生產收率達到 90%以上,而國內二氧化硫脲的收率卻只達到 80%左右,而且產品穩定性差,儲存期短,一般只有1~3 個月。因此提高產品收率及穩定性是一個亟待解決的問題。

首先用間歇法研究了各工藝條件對二氧化硫脲收率的影響,得出了如下優化工藝條件:過氧化氫與硫脲摩爾比 2.1:1;反應時間約 1h;適宜的反應溫度8℃以下;溶劑用 50%的乙醇水溶液;適宜的養晶時間為 1~1.5h 左右;添加劑取 2%的醋酸鉀,在結晶溫度為-10℃下收率達到 90%左右。

研究了連續反應結晶實驗對產品粒度及保質期的影響。但實驗結果表明此方法得到的產品收率低,產品不合格,故不能用連續反應結晶實驗來提高產品粒度、防止產品變黃。研究了表面活性劑二氧化硫脲收率及穩定性的影響。結果表明,當向體系中加入 1.5%(硫脲)左右的表面活性劑時散熱效果較好,產品收率約提高1.5%、穩定性也得到提高。

采用向反應體系中引入一種不溶于體系的低溫冷卻劑,以便及時移出反應熱。采用正交實驗進一步驗證了前面的優化工藝條件,實驗結果表明引入冷卻劑后收率并未提高。但若同時加入表面活性劑及冷卻劑,不僅有效的移出了反應熱,還使產品收率得到較大提高。進一步研究了幾種過氧化氫穩定劑對產品收率的影響,發現當加入0.1%乙二胺四乙酸二鈉Na 及0.1%磷酸二氫鉀時效果較好,最終使產品收率達到91%以上。

母液的循環利用可提高二氧化硫脲的收率,減少廢液的排放,降低環境污染,但最多只能循環三次。當循環次數超過三次后,得到的產品不僅收率下降,產品質量也降低。

最后,利用不銹鋼夾套及盤管強化傳熱,在不加有機冷卻劑的情況下,進行了放大實驗,產品收率能夠達到 90%以上。

提高催熟激素收率的研究

裂解是指石油系的烴類原料在高溫條件下,發生碳鏈斷裂或脫氫反應,生成乙烯丙烯等目的產品和丁二烯裂解汽油副產品的過程。在乙烯生產中,影響乙烯收率的因素有很多,如裂解爐技術、設備條件、原料、系統操作參數、后續系統的限制、停留時間和壓力等,而且很多因素是同時起作用的,任一時刻的乙烯收率都是多種因素疊加的結果。

提高乙烯收率主要需要做到以下幾個方面的優化:

(1)原料的優化;

(2)裂解深度優化;

(3)分離系統優化。

參考資料 >

2022年 中國工業氣體行業研究報告.vogel.2024-03-10

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