工業(yè)催化劑的制造與應用(存儲版)
【正文】 變的反應稱為 構敏反應 （ 3）催化活性與活化能 ? 催化活性與活化能 催化作用本質 在催化劑的作用下，改變反應途徑，降低反應的活化能，提高反應速度；反之亦然。 (3) 金屬催化劑催化活性的經驗規(guī)則 ① d帶空穴與催化劑活性 ? 金屬能帶模型提供了 d帶空穴概念，并將它與催化活性關聯起來。但盡管如此， d%主要是一個經驗參量。 ? 多位理論 的中心思想是： 一個催化劑的活性，在很大程度上取決于存在有正確的原子空間群晶格，以便聚集反應物分子和產物分子 。 催化劑開發(fā)方向 —— 處與開發(fā)前沿的催化過程和催化劑 1 未來主要開發(fā)領域 （ 1）改進現有的過程 —— 增加收率和選擇 性，以及在生產過程中節(jié)能 （ 2）開發(fā)新的過程 —— 借助于新的催化劑，利用其它原料進行生產 （ 2） 多相催化劑的要求 ① 更好地脫除原料與中間體中的有害雜 質； ② 開發(fā)低（無）“三廢”排放的過程，包 括精細化學品生產中的這種低（無）“三 廢”排放的過程； ③ 借助采用更簡單的原料（如烷烴）的方 法，減少過程的工序； ④ 取代昂貴的和來源不廣的催化劑組分 — — 用其他金屬或氧化物取代鉑等。根據對這三種影響敏感性的不同，催化反應可以區(qū)分為兩大類。活性最高的金屬為 Rh，其晶格間距為 。 ② d%與催化活性 ? 金屬的價鍵模型提供了 d%的概念。 (2) 金屬和金屬表面的化學鍵 ? 研究金屬化學鍵的理論方法有三： 能帶理論、價鍵理論和配位場理論 ，各自從不同的角度來說明金屬化學鍵的特征，每一種理論都提供了一些有用的概念。 不足： 忽略了表面物理結構的影響，無法解釋催化劑制備工藝和雜質對催化活性的影響。 催化劑作用過程 反應物 催化劑－反應物 產物 催化劑 （ 2） 催化劑對反應類型、反應方向和反應產物的結構具有選擇性； （ 3） 催化劑只能加速熱力學上可能進行的反應，而不能加速熱力學上無法進行的反應； （ 4） 催化劑只能改變化學反應的速度，而不能改變化學平衡的位置； （ 5） 催化劑不改變化學平衡，意味著對正方向有效的催化劑，對反方向的反應也有效。在 30℃ ～50℃ 之間酶的活性最強，超過適宜的溫度時，酶將逐漸喪失活性。 因為配位催化劑的配位基可以適當地選擇 ， 使金屬原子周圍具有特定的電子與空間性質 ， 從而對反應物的配位催化具有方向性 。 常用的載體種類 ： 磨細的玻璃、剛鋁石、 SiC、 沸石、耐火磚、硅藻土、顏料型物質、天然產物（膨潤土、鐵鋁石、多水高嶺土）、合成無機骨架物質、活性炭等 ? 惰性載體： 硅膠、石英、 SiC 、 α Al2O3 ? 活性載體 ：鋁膠、 γ orη Al2O3 ? 負載型催化劑 (5) 其他 穩(wěn)定劑 :間隔體。工藝要求：提升管反應器和再生器兩器流化操作工藝 要求催化劑耐高溫燒炭和水熱穩(wěn)定性好、抗燒結、抗破壞；工藝流程中加強原料預處理。 （ 3） 收率 Y（ yield) Y=X S （ 4） 時空收率 ：表示單位時間內使用單位體積催化劑所能得到的反應產物的量 。 （ 1） 催化劑的活性 (catalytic activity) ? 工業(yè)催化劑活性 ： 單位體積（或重量）催化劑在一定的條件下（ T、 P、 C、 υ ） 在單位時間內，所得到產品的產量來表示，g/()， g/()， mol/() 。 （ 3）發(fā)展簡史 A “萌芽階段” (20世紀之前 ) B “起步階段” (1900～ 1935) C “發(fā)展階段” (1936～ 1980) D “成熟階段” (1980~ ) “萌芽階段”（ 20世紀之前） ? 1746年， ? 1857年， “起步階段” (1900～ 1935) ? 1907年， 哈柏 制氨法實驗室研制成功 ? 1911年， 博施 和 米塔希 在 BASF公司建造了世界上第一座合成氨工廠（ Fe系催化劑） ? 無機 ? 有機 “發(fā)展階段” (1936～ 1980) 油品 環(huán)保 大化工 “成熟階段” (1980~ ) 新催化發(fā)現速度減少 催化劑基礎研究和催化劑性能 催化劑研究、設計新概念 新催化體系 國內催化劑 ? 1900年前 仿制為主 ? 1900年以后 仿制 性能提高 少量自主創(chuàng)新 （ 4）分類和命名 ? 按工業(yè)類型：石油煉制，無機化工，有機化工，環(huán)境保護和其他催化劑 （ 4）分類和命名 ? 按催化劑的作用機理分類 : （ 1）酸－堿型催化劑 （ 2）氧化－還原型催化劑 （ 3）絡合型催化劑 ? 按催化劑的元素及化合態(tài)分類 （ 1）金屬催化劑 （ 2）氧化物或硫化物催化劑 （ 3）酸、堿、鹽催化劑 （ 4）金屬有機化合物 （ 4）分類和命名 ? 按催化單元反應分類 （ 1） 加氫催化劑 （ 2）脫氫催化劑 （ 3）部分氧化催化劑 （ 4）完全氧化催化劑 （ 5）水煤氣變換催化劑 （ 6）合成氣反應催化劑 （ 7）氧氯化催化劑 （ 8）羰基化催化劑 （ 9）聚合催化劑 （ 10）裂化、歧化、異構化、烷基化、水合、脫水等催化劑 （ 4）分類和命名 ? 命名方法： ? A 一般命名法 ? 單組元 催化劑 ? 多組元 催化劑 ? 優(yōu)缺點：該類命名法 雖常被引用，但有時并不準確 。 加速反應速度的催化劑稱正催化劑 ， 減慢者稱負催化劑 ” 。 B 滿足反應器所要求的外形與顆粒度大小的阻力、耐磨蝕性、抗沖擊和抗壓碎強度 。 ? 如：催化劑“ HC11”， HC為 Hydrogenation Crack（加氫裂化）的縮寫， 11為序列號，該種催化劑的組成為5％ PdMg/H
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