石油化工催化剂及应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,石油化工催化剂及应用,石油化学工程系,张春兰,参考书：陈茂涛编著,催化作用原理,吴 越编著,催化化学,黄仲涛 主编,工业催化,李岳君 主编,炼油催化剂生产技术,张云良主编,工业催化剂制造与应用,林西平主编,石油化工催化概论,教材,催化剂与催化作用基础,石油炼制催化剂,其他炼油催化剂,固体催化剂的制备及使用技术,课程主要内容,绪论,一、工业催化剂的发展简史,（,1,）萌芽阶段,1935,年以前属于这一阶段,（,2,）发展阶段,1930,年到,1980,年是化学上业的黄金时期,（,3,）成熟阶段 催化剂的使用，使得大规模化工连续生产成为可能，并使生产成本大为降低。,绪论,二、催化剂的定义、分类和命名,（一）催化剂的定义,催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显消耗的物质。催化作用是指催化剂对化学反应所产生的效应。,绪论,（二）催化剂的分类,1,、按催化剂的元素及化合态分类,金属催化剂,多为过渡金属元素，如用于催化加氢的铁、镍、铂、钯等催化剂。,氧化物或硫化物催化剂,如用于催化氧化的,V-O,、,Mo-O,、,Cu-O,等催化剂，用于催化脱氢的,Cr-O,等催化剂，用于催化加氢的,Mo-S,、,Ni-S,、,W-S,等催化剂。,绪论,酸、碱、盐催化剂,主族元素的氧化物、氢氧化物、卤化物、含氧酸及氢化物等由于在反应中容易形成离子键，主要用做酸碱型催化剂。如,H,2,SO,4,、,HCI,、,HF,、,H,3,PO,4,、,KOH,、,NaOH,、,CuSO,4,、,NiSO,4,等。,金属有机化合物,多为配合催化机理反应中的催化剂，如用于烯烃聚合的,AI(C,2,H,5,),3,，,用于羰基合成的,Co,2,(CO),8,等催化剂。,绪论,2,、按催化反应体系物相均一性分类,（,1,）多相催化剂,（,2,）均相催化剂,（,3,）酶催化剂,|3,、按催化剂的作用机理分类,（,1,）酸碱型催化剂,（,2,）氧化,-,还原型催化剂,（,3,）配合催化剂,绪论,4,、按催化剂的来源来分类,非生物催化剂,（,1,）天然矿物 如粘土经破碎、酸处理除去某些金属粒子后，即可获得具有硅,-,氧,-,铝骨架的固体催化剂，用于催化裂化。,（,2,）合成产物 如将水玻璃与铝盐混合得到凝胶，经洗涤、老化、干燥和造型，即可获得微球状的硅,-,铝催化剂，其催化裂化性能比天然黏土催化剂好的多。绝大多数的工业催化剂均为合成产物。,生物催化剂,如生物体自身合成的酶。,绪论,5,、按催化单元反应分类,按照所催化的单元反应的类型不同，可分为氧化催化剂、加氢催化剂、脱氢催化剂、聚合催化剂等多种类型。,绪论,6,、按工业类型分类,中国催化剂的分类,（,1,）石油炼制催化剂 包括催化裂化、催化重整、加氢裂化、加氢精制、烷基化、异构化等催化剂。,（,2,）无机化工催化剂 包括脱硫、转化、变换、甲烷化、硫酸制造、硝酸制造、硫回收、氨分解等催化剂。,绪论,（,3,）有机化工（石油化工）催化剂 包括加氢、脱氢、氧化、氧氯化、烯烃反应等催化剂。,（,4,）环境保护催化剂 包括硝酸尾气处理、内燃机排气处理等催化剂。,（,5,）其他催化剂 包括制氮、纯化（脱微量氧、微量氮）等催化剂。,绪论,（三）催化剂的命名,大多数催化剂都是多组分的复合物，实际结构十分复杂。一般情况下，说明催化剂的品种时，只列出其活性元素和载体，并没有指定催化剂在制造时或在反应条件下这些元素的化合物形式，其原因多半是不能明确知道反应条件下的实际组成及化合物状态，工业催化剂的组成如表,1-2,所示。例如加氢脱硫催化剂,Co-Mo/AI,2,O,3,活性组分是,Co,和,Mo,，,AI,2,O,3,是载体，两部分用斜线隔开,，它的商品形式是金属氧化物，在使用前，转化为硫化物。,绪论,名称,符号,功能,氧化铝催化剂,AI,2,O,3,脱水,铂（网）催化剂,Pt,氧化,钯分子筛催化剂,Pd/,分子筛,异构、加氢,硫化钴,-,硫化钼,-,氧化铝催化剂,Co-Mo/AI,2,O,3,(,硫化型,),加氢脱硫,硫钼酸铋,-,氧化硅催化剂,Bi-Mo-P-Si-O,氧化,硅酸铝催化剂,SiO,2,-AI,2,O,3,裂化,亚铬酸铜催化剂,Cu-Cr-O,加氢,铂,-,氧化铝催化剂,Pt/AI,2,O,3,或,Pt-AI,2,O,3,重整,绪论,催化剂的表示方法,通常：,1,、用“,/”,来区分载体与活性组分,如：,Ru/Al,2,O,3,，,Pt/Al,2,O,3,，,Pd/SiO,2,Au/C,2,、,用“,-”,来区分各活性组分及助剂,Pt-Sn/Al,2,O,3,，,Fe-AL,2,O,3,-K,2,O,绪论,三、催化剂在化工生产中的地位和作用,（,1,）合成氨及合成甲醇催化剂,（,2,）石油炼制及合成燃料工业催化剂,（,3,）基础无机化学用工业催化剂,（,4,）基本有机合成用工业催化剂,（,5,）三大合成材料用工业催化剂,（,6,）精细化工及专业化学品中的催化,（,7,）催化剂在生物化学中的应用,（,8,）催化剂在环境化学工业中的应用,绪论,三、催化剂工业的发展概况,（一）全球工业催化剂的发展概况,（二）国内催化剂工业的发展概况,（三）催化剂工业的发展方向,绪论,