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第十一节
催化反应是在催化剂的作用下所进行的化学反应，分为单相催化反应和多相催化反应。单相催化反应中催化剂和反应物处于同一个相，多相催化反应中催化剂和反应物处于不同的相。
催化剂是指在化学反应中能改变反应速率而本身的组成和质量在反应前后保持不变的物质。常用的催化剂主要有金属、金属氧化物和无机酸等。
工业上绝大多数化学反应都是催化反应，本节主要讨论非均相催化反应。比较典型的工业催化反应有：在铁系催化剂作用下进行的合成氨反应（催化加氢）；在钒系催化剂作用下二氧化硫转化为三氧化硫；在钼铝、铬铝、铂、镍催化剂作用下进行汽油馏分的催化重整；在合成硅酸铝、活性白土催化剂作用下进行石油产品的催化裂化。
（1）在多相催化反应中，催化作用发生于两相界面及催化剂的表面上，这时温度、压力较难控制。若散热不良、温度控制不好等，很容易发生超温爆炸或着火事故。
（2）在催化过程中，若选择催化剂不正确或加入不适量，易形成局部反应剧烈。
（3）催化过程中有的产生硫化氢，有中毒和爆炸危险；有的催化过程产生氢气，着火爆炸的危险性更大，尤其在高压下，氢的腐蚀作用可使金属高压容器脆化，从而造成破坏性事故；有的产生氯化氢，氯化氢有腐蚀和中毒危险。
（4）原料气中某种杂质含量增加，若能与催化剂发生反应，可能生成危害极大的爆炸危险物。如在乙烯催化氧化合成乙醛的反应中，由于催化剂体系中常含大量的亚铜盐，若原料气中含乙炔过高，则乙炔会与亚铜反应生成乙炔铜。乙炔铜为红色沉淀，自燃点260～270℃，是一种极敏感的爆炸物，干燥状态下极易爆炸；在空气作用下易氧化成暗黑色，并易于起火。
（1）催化加氢反应一般是在高压下有固相催化剂存在下进行的，这类过程的主要危险性有：由于原料及成品（氢气、氨、一氧化碳等）大都易燃、易爆、有毒，高压反应设备及管道易受到腐蚀，操作不当亦会导致事故。因此，需特别注意防止压缩工段的氢气在高压下泄漏，产生爆炸。为了防止因高压致使设备损坏，造成氢气泄漏达到爆炸浓度，应有充足的备用蒸汽或惰性气体，以便应急；室内通风应当良好，宜采用天窗排气；冷却机器和设备用水不得含有腐蚀性物质；在开车或检修设备、管线之前，必须用氮气进行吹扫，吹扫气体应当排至室外，以防止窒息或中毒；由于停电或无水而停车的系统，应保持余压，以免空气进入系统。无论在任何情况下，对处于压力下的设备不得进行拆卸检修。
（2）催化裂化在生产过程中主要由反应再生系统、分馏系统以及吸收稳定系统三个系统组成，这三个系统是紧密相连、相互影响的整体。在反应器和再生器间，催化剂悬浮在气流中，整个床层温度应保持均匀，避免局部过热造成事故。两器压差保持稳定，是催化裂化反应中最主要的安全问题。两器压差一定不能超过规定的范围，目的就是要使两器之间的催化剂沿一定方向流动，避免倒流，造成油气与空气混合发生爆炸。可降温循环用水应充足，应备有单独的供水系统。若系统压力上升较高时，必要时可启动气压放空火炬，维持系统压力平衡。催化裂化装置关键设备应当备有两路以上的供电，当其中一路停电时，另一路能在几秒钟内自动合闸送电，保持装置的正常运行。
（3）催化重整所用的催化剂有钼铬铝催化剂、铂化剂、镍催化剂等。在装卸催化剂时，要防破碎和污染，未再生的含碳催化剂卸出时，要预防自燃超温烧坏；加热炉是热的来源，在催化剂重整过程中，加热炉的安全和稳定非常重要，应采用温度自动调节系统；催化重整装置中，对于重要工艺参数，如温度、压力、流量、液位等均应采用安全报警，必要时采用联锁保护装置。