第五章常用工业催化剂
第五章常用工业催化剂
第一节 催化氧化催化剂
❖ （2）催化剂的生产 a.活性组分和载体的选择 b.催化剂的结构组成及物化性能 c.催化剂的生产
❖ （3）催化剂的工业应用及质量指标 ❖ （4）催化剂的使用技术与操作指南
i.催化剂的装填 ii.催化剂使用的开工方法 iii.催化剂的失活与再生 iv.催化剂的安全使用与保护
第五章 常用工业催化剂
第五章常用工业催化剂
学习内容
1 催化氧化催化剂 2 加氢催化剂 3 脱氢催化剂 4 芳烃转化催化剂
5 石油炼制催化剂 6 化肥工业催化剂 7 环境保护催化剂 8 聚合反应催化剂
第五章常用工业催化剂
学习目标
❖了解催化氧化催化剂、加氢催化剂、脱氢 催化剂、芳烃转化催化剂、石油炼制催化 剂、化肥工业催化剂、环境保护催化剂和 聚合反应催化剂的发展状况，掌握各类工 业工业催化剂的典型实例。
主要包括烷烃脱氢、烯烃脱氢、烷基芳 烃脱氢和醇类脱氢四种类型。 （2）脱氢催化剂的分类 i.离子机理脱氢催化剂
MgO、CaO、Al2O3、CdO、SnO2 ii.游离基机理脱氢催化剂
V2O5、Co3O4、Fe2O3、Mn2O3、ZnO
第五章常用工业催化剂
第三节 脱氢催化剂
❖二、异丁烷催化脱氢制异丁烯 （1）催化反应及反应机理 （2）催化剂的生产
第五章常用工业催化剂
第六节 化肥工业催化 剂
一、概述
1934年
20世纪 80年代
化肥催化技术
1973年
1965年
20世纪 50年代
第五章常用工业催化剂
第六节 化肥工业催化 剂
原料净化催化剂
1.概述 原料气中一些 气体杂质对石油 化工生产所用的 许多催化剂有很 强的毒害作用
2.脱硫催化剂 （1）氧化锌脱硫剂 （2）氧化铁脱硫剂 （3）铁锰脱硫剂 （4）活性炭脱硫剂.
第五节 石油炼制催化剂
❖二、催化裂化催化剂 （1）催化裂化反应 （2）催化裂化反应机理 （3）催化裂化催化剂
a.无定形SiO2-Al2O3系催化剂 b.SiO2-MgO催化剂 c.分子筛催化剂
第五章常用工业催化剂
第五节 石油炼制催化剂
❖分子筛催化剂催化裂化特点： 1）对烷烃、环烷烃与芳烃侧链均具有很高 的裂化活性； 2）选择型好，能获得较高产率的汽油； 3）氢转移、环化和芳构化活性很高； 4）具有择形特征；
第五章常用工业催化剂
第二节 加氢催化剂
❖一、概述 （1）催化加氢反应
1）不饱和化合物的催化加氢 a.烯烃加氢、炔烃的饱和及半氢化 b.放听风氢化 c.腈加氢还原为相应的胺 d.油脂加氢制硬化油、葡萄糖加氢制山梨
醇、CO加氢制甲醛及羰基合成等。
第五章常用工业催化剂
第二节 加氢催化剂
2）饱和氧化物的催化加氢 A—B + 2H A—H + H—B
石油化工迅速发展
20世纪60年代以后
首先开发以邻二甲苯为 原料的气相氧化工艺
1946年，Orionit公司
固定床空气 氧化工艺
第二次世界大战之前
第五章常用工业催化剂
第一节 催化氧化催化剂 ❖ （1）催化反应及反应机理
i.催化反应
第五章常用工业催化剂
第一节 催化氧化催化剂
ii.催化反应动力学模型
邻二甲苯 I
第五章常用工业催化剂
第六节 化肥工业催化剂
❖三、烃类蒸汽转化催化剂
第五章常用工业催化剂
第六节 化肥工业催化剂
❖四、甲烷化催化剂
第五章常用工业催化剂
第六节 化肥工业催化剂
❖五、CO变换催化剂
第五章常用工业催化剂
第六节 化肥工业催化剂
❖六、氨合成催化剂
第五章常用工业催化剂
第四节 芳烃转化催化剂
❖一、甲苯歧化与烷烃转移制二甲苯和苯 （1）催化反应
甲苯歧化反应 烷基转移反应 （2）催化剂 1）强酸型催化剂 2）无定形固体酸催化剂 3）沸石分子筛固体酸催化剂 （3）催化反应机理
第五章常用工业催化剂
第四节 芳烃转化催化剂
❖二、二甲苯临氢异构化 （1）催化反应 （2）催化剂
（2）加氢催化剂的分类及特点
按催化剂形态分： 金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物催化剂、 金属硫化物催化剂、金属配位催化剂。 有时又将加氢催化剂分为贵金属系和一般金属系
（3）加氢催化剂的应用
第五章常用工业催化剂
第二节 加氢催化剂
❖二、加氢催化剂制备实例 （1）骨架镍催化剂的制备
采用热熔融法（工艺见第三章第四节） 沥滤过程涉及反应：
邻甲苯甲醛 II
酚酞
III
苯酐
COx 邻二甲苯氧化的动力学模型
第五章常用工业催化剂
第一节 催化氧化催化剂
iii.氧化机理
还原态的氧化剂（Cat）与气相中的氧反应，还原 态的氧化剂被氧化。
2Cat+O22Cat-O 氧化钛的氧化剂（Cat-O）与反应物R反应生成产 物R-O，氧化态的氧化剂被还原。
Cat-O+RR-O+Cat
2Ni-Al+2NaOH+2H2O2Ni+2NaAlO2+3H2 （2）5%Pd/C催化剂的制备
发生反应： PdO+2HCl C PdCl2/C+H2O
PdCl2/C+HCHO+3NaOHPd/C+HCOONa+2NaCl +2H2O
第五章常用工业催化剂
第三节 脱氢催化剂
❖一、概述 （1）催化脱氢反应
1）贵金属催化剂 2）非贵金属催化剂 （3）催化反应机理
第五章常用工业催化剂
第五节 石油炼制催化 剂
一、概述：
石油炼制技术
催化裂 化技术
催化重 整技术
加氢精 制技术
加氢裂 化技术
第五章常用工业催化剂
第五节 石油炼制催化 剂
催化裂化
催化重整
加氢精制
加氢裂化
是指在催化剂 的作用下，将 原油中的重质 馏分裂化成轻 质油产品的技 术。
是指成芳烃或高 辛烷值汽油的 技术。
是指在催化剂 作用下，加氢 脱除石油原料 或石油产品中 的硫、氮、氧 和金属元素的 技术。
是指在催化剂 的作用下，非 烃化合物进行 加氢转化，烷 烃、烯烃进行 裂化、异构化 和少量环化反 应。
第五章常用工业催化剂
第五章常用工业催化剂
第一节 催化氧化催化 剂
❖一、概述 催化氧化石油化学工业中的一个非常重 要的领域。
▪ 反应物料不同：气相氧化和液相氧化 ▪ C-C键是否断裂及氧化程度：
C-C键不断裂的反应 C-C键断裂的反应 深度氧化反应
第五章常用工业催化剂
第一节 催化氧化催化 剂
我国开始生产苯酐
20世纪50年代
