精细化学品-催化剂解析课件

*综述：化学工业的催化作用金属有机烯烃聚合催化剂其他类型催化剂催化剂的展望*NO.1催化作用的重要性NO.2催化剂的分类NO.3成功的催化过程的条件NO.4催化方面的诺贝尔奖*我们现在获得更加便宜，更高效率的燃料，新的医药和农药，新的聚合物等，贯穿于我们整个精细化学品，很大方面得益于催化作用。从早期的面包，红酒到现在的石油，天然气，都离不开催化作用。*1936年发现的SiO2/Al2O3对原油的催化裂解催化作用制备的高密度聚乙烯对人类生活的巨大改变催化作用制备的很多新药对我们疾病的治疗贡献非凡如今全球环境的治理问题还有赖于催化作用再创辉煌*催化作用的分催化作用的分类均相催化均相催化催化剂和反应物同处于一相，没有相界存在而进行的反应，称为均相催化作用，能起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。多相催化多相催化多相催化剂又称非均相催化剂呈如今不同相（Phase）的反应中，即和它们催化的反应物处于不同的状态。生物催化生物催化酶是生物催化剂，是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的有机物（绝大多数的蛋白质。但少量RNA也具有生物催化功能），旧称酵素。酶的催化作用同样具有选择性。反反应体系的相体系的相态*状态液体催化剂固体催化剂反应类型：聚合、缩聚、酯化、缩醛化、加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催化剂作用大小主催化剂和助催化剂*如何设计或者发现新的更好的催化剂带来我们想要的反应？催化原理的基本知识是什么，我们如何利用这些知识？我们如何很好的预测实验中的困难，如何展望未来？*反应的热力学和动力学因素反应的详细过程和反应机理建立结构模型和反应模型选择催化剂*催化剂最早由瑞典化学家贝采里乌斯发现。铂黑加快了乙醇和空气中的氧气发生化学反应，生成了醋酸。后来，人们把这一作用叫做触媒作用或催化作用，希腊语的意思是“解去束缚”。1836年，他还在物理学与化学年鉴杂志上发表了一篇论文，首次提出化学反应中使用的“催化”与“催化剂”概念。1909年，奥斯特瓦尔德（WilhelmOstwald）德国化学家。由于研究催化剂，提出化学平衡和反应速度的原理，并发明由氨氧化法制取一氧化氮等方面的成就，而获得1909年诺贝尔化学奖。1918年，哈伯(FritzHaber)，德国化学家，因研制合成氨作出重大贡献而获得诺贝尔化学奖，他发明的工业化合成氨法,“使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面”。1931年，第31届诺贝尔生理学或医学奖颁发给了德国的生物化学家瓦尔堡(Otto Heinrich Warburg 1883-1970)。他研究癌细胞多年，发现恶性生长细胞的耗氧量比正常细胞低。在研究细胞呼吸时，他证明呼吸酶是一种含铁的蛋白质，称之为铁氧酶。1963年，纳塔(Giulio Natta)，意大利化学家。由于齐格勒和纳塔发明了乙烯、丙烯聚合的催化剂，奠定了定向聚合的理论基础，改进I高压聚合工艺，使聚乙烯、聚丙烯等工业得到巨大的发展，为此，他们共同获得1963年诺贝尔化学奖。1973年，威尔金森(Sir Geoffrey Wilkinson)，英国化学家。发现三氯化物均相加氢催化剂(通称威尔金森催化剂)，在无机和有机化学中有广泛意义，并具有重要工业价值。由于他对有机金属化学的研究卓有成效而与菲舍尔共获1973年诺贝尔化学奖。2001年，诺贝尔化学奖授予了美国化学家沙普利斯教授及诺尔斯博士与日本化学家野依良治教授,以表彰他们在发展催化不对称合成的新方法技术及其应用于工业生产研究领域中的开创性贡献。2005年，诺贝尔化学奖授予三位有机化学家法国学者伊夫肖万（YvesChauvin）和美国学者理查德施罗克（RichardR.Schroch）、罗伯特格拉布（RobertH.Grubbs），以表彰他们在烯烃复分解反应研究方面做出的贡献。烯烃复分解反应是有机化学中最重要也是最有用的反应之一，在当今世界已被广泛应用于化学工业，尤其是在制药业和塑料工业中。*NO.1发展史NO.2分类介绍NO.3合成方法NO.4应用*（1）单活性中心；*（2）极高的催化活性；*（3）单体选择性；*（4）立体选择性；*（5）可控制性。二茂铁二茂铁的发现使人们认识到：在过渡金属有机化合物中的发现使人们认识到：在过渡金属有机化合物中M-M-C C键不仅键不仅可以以活泼的离子键或者强极性的共价键形式存在可以以活泼的离子键或者强极性的共价键形式存在，而，而且且也能通过配位键形式存在。于是含有环戊二烯基类金属也能通过配位键形式存在。于是含有环戊二烯基类金属有机化有机化合物的合物的合成与研究迅速成为当时金属有机化学研究领域中的一个合成与研究迅速成为当时金属有机化学研究领域中的一个热点。热点。*后过渡金属催化剂是以B族过渡金属为主催化剂，经烷基铝、甲基铝氧烷（MAO）或有机硼化物活化后对烯烃聚合有高活性的新一代烯烃聚合催化剂。优点：a、催化活性比茂金属催化剂高；b、聚合物的分子量和支化度可以调节、控制；c、催化剂价格便宜、性能稳定、易于制备；d、可以实现极性单体催化聚合及极性单体与非极性单体的共聚；e、还可以得到高分子量的聚乙烯和-烯烃。*乙烯和-烯烃的均聚；*丙烯均聚；*极性介质中的乙烯聚合*乙烯低聚；*-烯烃活性聚合；*环烯烃的均聚及与乙烯的共聚；*乙烯与极性单体的共聚；*乙烯原位共聚制备线型低密度聚乙烯（LLDPE）*非茂铁过渡金属催化剂是指在非茂单活中心不含有双环戊二烯基团，配位原子为O、N、S、P等，金属有机配合物的中心为前过渡金属元素，而且能催化烯烃聚合的催化剂。特点：能合成新型结构的聚合物；能控制金属中心的配位数，使目标催化剂更具有稳定性；催化剂合成简单，生产成本低。*水杨醛亚胺钛、锆催化剂*8-羟基喹啉或2-羟基吡啶钛系催化剂*螯合二氨基钛催化剂*氮杂环钛催化剂*其他其他类型催化型催化剂NO.1分类NO.2简介NO.3展望 催化剂的分类方式有很多种：按聚集状态分类、按化学键分类、按催化剂组成及使用功能分类以及按催化剂工艺和工程特点分类。*催化裂化催化催化裂化催化剂催化裂化是最重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有很重要的地位。传统的催化裂化原料是重质馏分，主要是直馏减压馏分油（VGO），也包括焦化重馏分油（CGO，通常需加氢精制）。由于对轻质油品的需求不断增长及技术进步，近20年来，更重的油料也作为催化裂化的原料，例如减压渣油、脱沥青的减压渣油、加氢处理重油等。当减压馏分油中掺入更重质的原料时则通称重油催化裂化。这就对催化裂化催化剂提出了更高更新的要求。*加加氢裂化催化裂化催化剂*加氢裂化是在较高压力下，烃分子与氢气在催化剂表面进行裂解和加氢反应生成较小分子的转化过程。这种催化剂不但具有加氢活性而且具有裂解活性及异构化活性。*未来加氢裂化技术的发展趋势是：将以处理高含硫原料、多产中间馏分油、生产清洁燃料为重点。*加氢精制是指在催化剂和氢气存在下将石油馏分中所含硫、氮、氧的化合物和有机金属化合物分子加以脱除，并将烯烃和芳烃分子进行不同程度的加氢饱和。加氢精制的原料范围及其广泛，其中主要应用于工业过程的有轻质烷烃、汽油、煤油、柴油、石油蜡类、润滑油、减压轻柴油及常减压渣油等。加氢精制技术已称为炼油和石油化工的重要加工手段之一。*u当今，由于油品市场变化，环境要求日益严格，以及原价价格上升等影响，对世界各国石油化工催化剂提出了更高的要求。一个发展方向是进行有目的的石油产品深度加工研究，为用户提供清洁燃料。（1）用C3、C4、C5混合物进行烷基化，取代被淘汰的MTBE燃油添加剂，烷基化之后辛烷值可以提高。（2）在现有催化剂基础上，提高催化剂脱硫、脱氮、防止结炭、加氢脱蜡等性能。（3）其他准备研究开发的新方向是使用固体酸进行烷基化；研究生物技术进行加氢脱硫的可能性；油田伴生气的有效利用等。u总体看来，催化剂工业今后研究开发的方向是加强技术研究，开发符合环保法律规定的催化剂以及适应石油工业深加工，综合利用油、气资源，生产下游石化产品、润滑油脂等需要的催化剂。