石油化工催化剂及应用.ppt

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H2SO4、HCI、HF、H3PO4、KOH、NaOH、CuSO4、NiSO4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(C2H5)3，用于羰基合成的Co2(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/AI2O3,活性组分是Co和Mo，AI2O3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,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/Al2O3，Pt/Al2O3，Pd/SiO2,Au/C 2、用“-”来区分各活性组分及助剂 Pt-Sn/Al2O3，Fe-AL2O3-K2O,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