工业催化剂

工业催化学习小结

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一工业催化剂

催化剂又称触媒，一类能改变化学反应速度而在反应中自身并不消耗的物质。根据IUPAC于1981年提出的定义，催化剂是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。

二工业催化剂的重要性

绝大多数工业化学反应是在催化剂作用下进行的，这涉及石油炼制、有机合成、聚合物生产、无机化工、制药、三废治理等广泛领域。一个高活性、高选择性、便于操作，使用周期长的催化剂，在降低原材料和能源消耗、提高设备生产力、改进产品质量、减少三废、防止环境污染等方面都起着重要的作用，所带来的经济效益和社会效益是巨大的。因此选择良好的催化剂为各相关企业所关注，各研究、生产单位都有致力于开发和生产性能更为优良的新型催化剂。石油炼制工业迫切要求提高辛烷值和进行渣油加工，催化剂工业针对这些要求将推出一些新型催化剂，化学工业要求发展适应原料变化、提高收率和节约能源的催化剂。

三工业催化剂的种类

催化剂的种类：催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。非均相催化剂呈现在不同相的反应中（如：固态催化剂在液态混合反应和固态催化剂在液态混合反应等），而均相催化剂则是呈现在同一相的反应（如：液态催化剂在液态混合反应）。一个简易的非均相催化反应包含了反应物（或底物）吸附在催化剂的表面，反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生，但又因产物与催化剂之间的键并不牢固，而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置。一般生活中较常用非均相催化剂，利用不同状态的特性较好分离出产物与催化剂（如汽车排气管中的触媒）。

四工业催化剂的评价

一般而言，衡量一个工业催化剂的质量与效率，集中起来是活性、选择性和使用寿命这三项综合指标。第一，活性是指催化剂的效能（改变化学反应速度的能力）的高低，是任何催化剂最重要的性能指标；第二，选择性是衡量催化剂抑制副反应能力的大小（是有机催化反应中尤其值得注意的性能指标）；第三，寿命是指催化剂在使用条件下，维持一定活性水平的时间（单程寿命）或每次活性下降后经再生而又回复到许可活性水平的累积时间（总寿命），是对催化剂稳定性的总括描述。另外，评价工业催化剂的性能还有一项重要指标就是机械强度，即催化剂抗拒外力作用而不至于发生破坏的能力。它是催化剂其他性能赖以发挥的基础。

一种成功的工业催化剂，除具有足够的活性、选择性和耐热性外，还必须具有足够的与寿命有密切关系的强度，以便抵抗在使用过程中的各种应力而不致破碎。从工业实践经验看，用催化剂成品的机械强度数据来评价强度时远远不够的，因为催化剂受到机械破坏的情况是复杂多样的。首先，催化剂要经受住搬运时的磨损;第二，要能经受住向反应器里装填时荡下的冲击，或在沸腾床中催化剂颗粒间的相互撞击；第三，催化剂必须具有足够的内聚力，不至于使用时由于反应介质的作用，发生化学变化而破碎；第四，催化剂还必须承受气流在床层的压力降、催化剂床层的重量，以及因床层和反应器的热胀冷缩所引起的相对位移等的作用等。

根据实践经验可以知道，催化剂的工业应用，至少需要从抗压碎和抗磨损性能这两方面做出相对评价。

(完整版)催化剂与催化作用试题副本

名词解释（10~15分，4~6题）填空（10~15分，5~10题）简要回答问题（45~55分，6~8题）论述题（25~35，2~3题） 第1、2章复习思考题 1、催化剂是如何定义的？ 催化剂是一种能够改变化学反应速度而不能改变反应的热力学平衡位置，且自身不被明显消耗的物质。 2、催化剂在工业上的作用功能或者效果有哪些？ 1）使得原来难以在工业上实现的过程得以实现。 2）由过去常常使用的一种原料，可以改变为多种原料。 3）原来无法生产的过程，可以实现生产。 4）原来需要多步完成的，变为一步完成。 5）由原来产品质量低，能耗大，变为生产成本低，质量高 6）由原来转化率低，副产物多，污染严重，变为转化率高，产物单一，污染减少 3、载体具有哪些功能和作用？8 ①分散作用，增大表面积，分散活性组分；②稳定化作用，防止活性组分熔化或者再结晶；③支撑作用，使催化剂具备一定机械强度，不易破损；④传热和稀释作用，能及时移走热量，提高热稳定性； ⑤助催化作用，某些载体能对活性组分发生诱导作用，协助活性组分发生催化作用。 4、代表催化剂性能的重要指标是什么？ 催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它主要包括催化剂的活性、选择性和稳定性。（1）催化剂的活性：指催化剂能加快化学反应的反应速度的程度 （2）催化剂的选择性：使反应向生成某一特定产物的方向进行。 （3）催化剂的稳定性：是指在使用条件下，催化剂具有稳定活性的周期 5、多相催化反应的过程步骤可分为哪几步？实质上可分为几步？ （1）外扩散—内扩散—化学吸附—表面反应—脱附—内扩散—外扩散 （2）物理过程—化学过程—物理过程 6、吸附是如何定义的？ 气体与固体表面接触时，固体表面上气体的浓度高于气相主体浓度的现象。 7、物理吸附与化学吸附的本质不同是什么？ 本质：二者不同在于其作用力不同，前者为范德华力，后者为化学键力，因此吸附形成的吸附物种也不同，而且吸附过程也不同等诸多不同。 不同的表现形式为：（后面） 8、为何说Langmuir吸附为理想吸附？基本假设是什么？ 模型假设：①吸附表面均匀，各吸附中心能量相同；②吸附分子间无相互作用；③单分子层吸附，吸附分子与吸附中心碰撞进行吸附，一个分子只占据一个吸附中心；④在一定条件下，吸附与脱附可建立动态平衡。 9、催化剂的比表面测定有哪些实验方法？ （1）BET法测比表面积 1）测定原理和计算方法 依据BET提出的多层吸附理论以及BET吸附等温曲线进行测定和计算的。利用BET方程进行作图，采用试验采集数据并利用图解法进行计算。 2）实验方法 测定表面积的实验方法通常有，低温氮吸附容量法、重量法和色谱法等，当表面积比较小时，采用氮吸附法。 （2）色谱法测定比表面积 色谱法测定比表面积时载气一般采用He或H2,用N2做吸附质，吸附在液氮温度下进行。 10、何为扩散？催化剂颗粒内部存在几种扩散形式？ （1）扩散：分子通过随机运动，从高浓度向低浓度进行传播的现象。 （2）1）普通扩散（分子扩散）：分子扩散的阻力来自分子间的碰撞，通常在大孔（孔径大于100nm）

催化剂与工业生产

催化剂与工业生产 没有催化剂就没有现代化的工业，这是许多有识之士的共同观点。如果没有催化剂，大量的化学反应就不可能达到理想的速度，因而也无法实现大规模的化工生产。所以说，催化剂是随着现代化学工业的发展而产生的，而同时，催化技术的发展也推动了现代化学的发展。 工业生产中，催化剂是提高化学反应速度、控制化学反应方向的最为有效的手段之一。对于一个有用的化学反应，是否能实现工业生产，必须要考虑产率问题和速度问题。产率关心的是反应能进行到什么样的程度。而速度衡量的是化学反应进行的快慢，即反应达到合适的产率需要多长的时间。 工业生产中催化剂的选择 在许多工业生产中，催化剂作为一种必不可少的原料，是生产最重要的条件之一。这就意味着，要获得较高的生产效率，必须选择与生产相适应的催化剂。实际工业生产中，对于催化剂的选择是一门重要的学问。催化效率是选择催化剂要考虑的重要因素，但不是惟一因素，光有高的催化效率是不够的，有时候太高的催化效率反而会影响生产效率。一下就继续介绍。 根据经验，一个好的工业催化剂应该同时具备适宜的催化效率、较高的选择性和较长的使用寿命。 1.催化率 通常，为了提高工业生产的效率，应该选择使用催化效率更高的催化剂，但这并不是绝对的。比如，对于某些热效应较大的化学反应，如前面述及的二氧化硫的氧化反应，催化剂的催化效率如果过高的话，反应会在单位时间内放出大量的热量。如果这些热量不能及时、有效地从反应容器中被排走，则会导致反应容器中的温度急剧升高。温度的升高不仅会影响反应的产率，而且过高的温度会破坏催化剂的最适宜的温度条件，引起催化剂的烧结，从而丧失催化功能 2.催化剂选择性。 催化剂如果具有较高的选择性，则可以选择性地催化工业生产所需的主反应，而大大减少副反应的发生和副产物的生成。这不仅可以增大原料的利用率，而且可以简化反应后产物的净化、提纯处理等流程，节约成本。设想一下，如果一种催化剂对主反应具有很高的催化效率，但这个催化剂“不分敌我”，对于各个副反应也同样具有很高的催化效率，甚至催化效率比主反应还要高，那么这个催化剂的高效率只能是“帮倒忙”，不具有现实意义。 3.催化剂的寿命 催化剂的寿命，也就是催化剂的稳定性。催化剂虽然不是反应物，不会随着反应的进行而被消耗掉。但由于实际工业生产环境的影响，如高温、反应物中存在杂质等，都可能导致

催化剂的工业生产要求

一、工业生产对催化剂的要求工业生产要求催化剂具有较高的活性、良好的选择性、抗毒害性、热稳定性和一定的机械强度。 （1）活性 活性是指催化剂改变化学反应速率的能力，是衡量催化剂作用大小的重要指标之一。工业上常用转化率、空时产量、空间速率等表示催化剂的活性。 在一定的工艺条件（温度、压力、物料配比）下，催化反应的转化率高，说明催化剂的活性好。 在一定的反应条件下，单位体积或质量的催化剂在单位时间内生成目的产物的质量称作空时产量，也称空时产率，即 空时产量的单位是kg/( m3．h)或kg/(kg．h)。空时产量不仅表示了催化剂的活性，而且直接给出了催化反应设备的生产能力，在生产和工艺核算中应用很方便。空间速率（简称空速）是指单位体积催化剂通过的原料气在标准状况(0℃，iOl.3 kPa)下的体积流量，其单位是m3／(m3．h)，常以符号Sv表示。 空间速率的倒数定义为标准接触时间（t。），单位是s。 t。= 3600/Sv 实验中，常用比活性衡量催化剂活性的大小。比活性是指催化反应速率常数与催化剂表面积的比值。 催化剂的活性并非一成不变，而是随着使用时间的延长而变化。 （2）选择性 选择性是衡量催化剂优劣的另一个指标。选择性表示催化剂加快主反应速率的能力，是主反应在主、副反应的总量中所占的比率。催化剂的选择性好，可以减少反应过程中的副反应，降低原材料的消耗，降低产品成本。催化剂的选择性表示如下： （3）寿命 催化剂从其开始使用起，直到经再生后也难以恢复活性为止的时间，称为寿命。催化剂的活性与其反应时间的关系如图3 10所示，其使用活性随时间的变化，分为成熟期、活性稳定期和衰老期三个时期。不同的催化剂，其“寿命”曲线不同。 通常，新鲜催化剂刚投入使用时其组成及结构都需要调整，初始活性较低且不稳定，当催化剂运转一段时间后，活性达到最高而进入稳定阶段。故此，从催化剂投入使用至其活性升至较高的稳定期称为成熟期（也称诱导期）。 活性趋于稳定的时期称为活性稳定期。活性稳定期的长短与催化剂的种类、使用

催化剂的历史及其发展趋势

催化剂的历史及其发展趋势 1.催化剂的历史 催化现象由来已久，早在古代，人们就利用酵素酿酒制醋，中世纪炼金术士用硝石催化剂从事硫磺制作硫酸。十三世纪发现硫酸能使乙醇产生乙醚，十八世纪利用氧化氮之所硫酸，即所谓的铅室法[1]。最早记载“催化现象”的资料可以追溯到十六世纪末（1597年）德国的《炼金术》一书，但是当时“催化作用”还没有被作为一个正式的化学概念提出。一直到十九世纪初期，由于催化现象的不断发现，为了要解释众多的催化现象，开始提出了“催化”这一个名词。最早是在1835年，瑞典化学家J.J.Berzelius（1779-1848）在其著名的“二元学说”的基础上，把观察到的零星化学变化归结为是由一种“催化力（catalyticforce）”所引起的，并引入了“催化作用（cataysis）”一词[2]。从此，对于催化作用的研究才广泛的开展起来。 1.1萌芽时期（20世纪以前） 催化剂工业发展史与工业催化过程的开发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制硫酸的工厂，接着，1746 年英国J.罗巴克建立了铅室反应器，生产过程中由硝石产生的氧化氮实际上是一种气态的催化剂，这是利用催化技术从事工业规模生产的开端。1831年P.菲利普斯获得二氧化硫在铂上氧化成三氧化硫的英国专利。19世纪60年代，开发了用氯化铜为催化剂使氯化氢进行氧化以制取氯气的迪肯过程。1875年德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一座生产发烟硫酸的接触法装置，并制造所需的铂催化剂，这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个工业催化剂，现在铂仍然是许多重要工业催化剂中的催化活性组分。19世纪，催化剂工业的产品品种少，都采用手工作坊的生产方式。由于催化剂在化工生产中的重要作用，自工业催化剂问世以来，其制造方法就被视为秘密。 1.2奠基时期（20世纪初） 在这一时期内，制成了一系列重要的金属催化剂，催化活性成分由金属扩大到氧化物，液体酸催化剂的使用规模扩大。制造者开始利用较为复杂的配方来开发和改善催化剂，并运用高度分散可提高催化活性的原理，设计出有关的制造技术，例如沉淀法、浸渍法、热熔融法、浸取法等，成为现代催化剂工业中的基

中国工业催化剂常规分类

中国工业催化剂常规分类 一、化肥催化剂（Catalysts for fertilizer manufacture） 一）脱毒剂（Purification agent） 1．活性炭脱硫剂（Active carbon desulfurizer） 2．加氢转化脱硫催化剂（Hydrodesulfurization Catalyst） 3．氧化锌脱硫剂（Zinc oxide sulfur absorbent） 4．脱氯剂（Dechlorinate agent） 5．转化吸收脱硫剂（Converted-absoubed desulfurizer） a．氧化铁脱硫剂（Iron ozide desulfurizer） b．铁锰脱硫剂（Iron -Nanganese oxide desulfurizer） c．羰基硫水解催化剂（Carbonyl Sulfide hydrolysis） 6．脱氧剂（Deoxidezer） 7．脱砷剂（Hydrodearsenic Catalyst） 二）转化催化剂（Reforming Catalyst） 1．天然气一段转化催化剂（Nature gas primary reforming catalyst） 2．二段转化催化剂（Secondary reforming catalyst） 3．炼厂气转化催化剂（Refinery gas steam reforming catalyst） 4．轻油转化催化剂（Naphtha steam reforming catalyst） 三）变换催化剂（CO shift catalyst） 1．中温变换催化剂（High temperature CO shift catalyst） 2．低温变换催化剂（Low temperature CO shift catalyst） 3．宽温耐硫变换催化剂（Sulfur tolerant shift catalyst） 四）甲烷化催化剂（Methanation catalyst） 1．甲烷化催化剂（Methanation Catalyst） 2．城市煤气甲烷化催化剂（Town gas methanation Catalyst） 五）氨合成催化剂（Ammonia synthesis Catalyst） 1．氨合成催化剂（Ammonia synthesis catalyst） 2．低温氨合成催化剂（Low temperature ammonia synthesis catalyst） 3．氨分解催化剂（Ammonia decomposition catalyst） 六）甲醇催化剂（Methanol Catalyst） 1．高压甲醇合成催化剂（High pressure methanol synthesis catalyst） 2．联醇催化剂（Combined methanol synthesis catalyst） 3．低压甲醇合成催化剂（Low pressure methanol synthesis catalyst） 4．燃料甲醇合成催化剂（Fuel methanol synthesis catalyst） 5．低碳混合醇合成催化剂（mixture of lower alcohols synthesis catalyst） 七）制酸催化剂（Acid manufacture catalyst） 1．硫酸生产用钒催化剂（Vanadium catalyst for manufacture of sulfuric acid）2．硝酸生产用铂网催化剂（Platinum ganze catalyst for manufacture） 3．非铂氨氧化催化剂（Non-platinum catalyst for ammonia oxidation） 4．铂捕集网（platinum catch gamze） 5．硝酸尾气处理催化剂（Treated catalyst for tail gas from nitric acid plant）八）制氮催化剂（Nitrogen manufacture catalyst） 1．一段制氮催化剂（First stage catalyst for ammonia combined） 2．二段制氮催化剂（Second stage catalyst for nitrogen manufacture）

1第一章工业催化剂概述

第一章工业催化剂概述 1.催化剂在经济上的地位和作用 2.催化工业的形成和发展 3.催化剂市场 4.若干术语和基本概念 1.催化剂在经济上的地位和作用 A．催化剂是化学工业的基石。据统计，现有90%以上的化工过程是采用催化剂进行生产的。借助于催化剂生产的产品总值在全世界工业生产总值中约占18%，仅低于机械产品的总值。 B．提高社会生产水平(合成氨、合成材料、生物化工) 合成氨：亚洲在世界上的产量最高，其中，中国是第一大生产和消费国； 合成材料：树脂，塑料；合成纤维；合成橡胶； 树脂，塑料；产量最大的通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯；热塑性树脂，塑料总产量已与赶超钢铁的产量。 生物化工：酶化工，最古老的化学工业，酿酒、制药，（Only，Cobbut，青霉素） 生物汽油：发酵法生产乙醇，掺入汽油约10％； 生物柴油：大豆油、蓖麻油等掺入柴油中。 C．扩大资源利用范围（C1化工、煤、石油）

C1：含一个碳的小分子；可生产合成燃料（F-T合成）；生产三烯（乙烯，丙烯，丁二烯）；生产三苯（苯、甲苯、二甲苯）；构成化学物质的使用循环。 煤：传统用处，燃料，化工原料（汽化干馏得到，成本高，不纯）；现石油危机，重提化工利用，汽化，液化等。 石油：催化裂化，重要的行业革新；催化重整，开辟制苯途径；60年代，全面取代煤。 燃料添加剂：四乙基铅、甲基叔丁基醚、二甲醚。 D．提取制造重要物质（精细化工） 精细化工产品：批量小，附加值高，技术含量高，针对性强。 催化剂本身是一种精细化工产品； E．满足社会各方面需要（衣、食、住、行、环保、国防） 2.催化工业的形成和发展 A. 二十世纪以前（萌芽时期）；最早工业化催化剂：硫酸催化剂：NO2 SO2 SO3 Cat：NO2 后1879年用Pt催化剂，现用V2O5-K2SO4/硅藻土 B. 二十世纪初（奠基时期） 1913年：合成氨Fe Cat； 15年：氨氧化制硝酸Pt网Cat； C. 二十世纪初30～60年代（大发展时期） 36年：催化裂化催化剂：SiO2-Al2O3； 38年：Ficher-Tropsch合成，Fe,Co,Ni催化剂； 49年：催化重整催化剂：Pt-Re/Al2O3； 53年：乙烯聚合催化剂：Ziggler-Natte TiCl4-Al(C2H5)3 60年代：均相络合催化剂；分子筛催化剂。 D. 二十世纪初70年代以后（成熟时期） 78年：甲醇制汽油，甲醇芳构化，ZSM-5分子筛； 甲醇羰基化RhI2(CO)2；

工业生产对催化剂的要求

工业生产对催化剂的要求 工业生产要求催化剂具有较高的活性、良好的选择性、抗毒害性、热稳定性和一定的机械强度。 (1)活性 活性是指催化剂改变化学反应速率的能力，是衡量催化剂作用大小的重要指标之一。工业上常用转化率、空时产量、空间速率等表示催化剂的活性。 在一定的工艺条件（温度、压力、物料配比）下，催化反应的转化率高，说明催化剂的活性好。 在一定的反应条件下，单位体积或质量的催化剂在单位时间内生成目的产物的质量称作空时产量，也称空时产率，即 空时产量的单位是kg/( m3．h)或kg/(kg．h)。空时产量不仅表示了催化剂的活性，而且直接给出了催化反应设各的生产能力，在生产和工艺核算中应用很方便。 空间速率（简称空速）是指单位体积催化剂通过的原料气在标准状况(0℃，iOl.3 kPa)下的体积流量，其单位是m3／(m3．h)，常以符号Sv表示。 空间速率的倒数定义为标准接触时间（t。），单位是s。 t。= 3600/Sv 实验中，常用比活性衡量催化剂活性的大小。比活性是指催化反应速率常数与催化剂表面积的比值。 催化剂的活性并非一成不变，而是随着使用时间的延长而变化。 (2)选择性 选择性是衡量催化剂优劣的另一个指标。选择性表示催化剂加快主反应速率的能力，是主反应在主、副反应的总量中所占的比率。催化剂的选择性好，可以减少反应过程中的副反应，降低原材料的消耗，降低产品成本。催化剂的选择性表示如下：

(3)寿命 催化剂从其开始使用起，直到经再生后也难以恢复活性为止的时间，称为寿命。催化剂的活性与其反应时间的关系如图3 10所示，其使用活性随时间的变化，分为成熟期、活性稳定期和衰老期三个时期。不同的催化剂，其“寿命”曲线不同。 通常，新鲜催化剂刚投入使用时其组成及结构都需要调整，初始活性较低且不稳定，当催化剂运转一段时间后，活性达到最高而进入稳定阶段。故此，从催化剂投入使用至其活性升至较高的稳定期称为成熟期（也称诱导期）。 活性趋于稳定的时期称为活性稳定期。活性稳定期的长短与催化剂的种类、使用条件有关。稳定期越长，催化剂的性能越好。 随着催化剂使用时间的增长，其催化活性也因各种原因随之下降，甚至完全失活，催化剂进入了衰老期。此时催化剂需进行再生，以恢复其活性。从催化剂活性开始下降到完全不能使用时的时间段称为衰老期。 催化剂的寿命越长，其使用的时间就越长，其总收率也越高。 (4)稳定性 即催化剂在使用条件下的化学稳定性，对热的稳定性，耐压、耐磨和耐冲击等的稳定性。 较高的催化活性，可提高反应物的转化率和设各生产能力；良好的选择性，可提高目的产物的产率，减少副产物的生成，简化或减轻后处理工序的负荷，提高原料的利用率；耐热、对毒物具有足够的抵抗能力，即具有一定的化学稳定性，则可延长其使用寿命；足够的机械强度和适宜的颗粒形状，可以减少催化剂颗粒的破损，降低流体阻力。 (5)强度、比表面积、密度催化剂的机械强度、比表面积、密度等是催化剂的重要物理 性质，对催化剂的使用及寿命有很大的影响。 催化剂应具有一定的机械强度，否则在使用过程中容易出现破碎、粉化现象。对于流化床反应器，这会造成催化剂的大量流失；对于固定床反应器，这会造成

催化剂的工业生产要求

一、工业生产对催化剂的要求 工业生产要求催化剂具有较高的活性、良好的选择性、抗毒害性、热稳定性和一定的机械强度。 （1）活性 活性是指催化剂改变化学反应速率的能力，是衡量催化剂作用大小的重要指标之一。工业上常用转化率、空时产量、空间速率等表示催化剂的活性。 在一定的工艺条件（温度、压力、物料配比）下，催化反应的转化率高，说明催化剂的活性好。 在一定的反应条件下，单位体积或质量的催化剂在单位时间内生成目的产物的质量称作空时产量，也称空时产率，即 空时产量的单位是kg/( m3．h)或kg/(kg．h)。空时产量不仅表示了催化剂的活性，而且直接给出了催化反应设备的生产能力，在生产和工艺核算中应用很方便。 空间速率（简称空速）是指单位体积催化剂通过的原料气在标准状况(0℃，iOl.3 kPa)下的体积流量，其单位是m3／(m3．h)，常以符号Sv表示。 空间速率的倒数定义为标准接触时间（t。），单位是s。 t。= 3600/Sv 实验中，常用比活性衡量催化剂活性的大小。比活性是指催化反应速率常数与催化剂表面积的比值。 催化剂的活性并非一成不变，而是随着使用时间的延长而变化。 （2）选择性 选择性是衡量催化剂优劣的另一个指标。选择性表示催化剂加快主反应速率的能力，是主反应在主、副反应的总量中所占的比率。催化剂的选择性好，可以减少反应过程中的副反应，降低原材料的消耗，降低产品成本。催化剂的选择性表示如下：

（3）寿命 催化剂从其开始使用起，直到经再生后也难以恢复活性为止的时间，称为寿命。催化剂的活性与其反应时间的关系如图3 10所示，其使用活性随时间的变化，分为成熟期、活性稳定期和衰老期三个时期。不同的催化剂，其“寿命”曲线不同。 通常，新鲜催化剂刚投入使用时其组成及结构都需要调整，初始活性较低且不稳定，当催化剂运转一段时间后，活性达到最高而进入稳定阶段。故此，从催化剂投入使用至其活性升至较高的稳定期称为成熟期（也称诱导期）。 活性趋于稳定的时期称为活性稳定期。活性稳定期的长短与催化剂的种类、使用条件有关。稳定期越长，催化剂的性能越好。 随着催化剂使用时间的增长，其催化活性也因各种原因随之下降，甚至完全失活，催化剂进入了衰老期。此时催化剂需进行再生，以恢复其活性。从催化剂活性开始下降到完全不能使用时的时间段称为衰老期。 催化剂的寿命越长，其使用的时间就越长，其总收率也越高。 （4）稳定性 即催化剂在使用条件下的化学稳定性，对热的稳定性，耐压、耐磨和耐冲击等的稳定性。 较高的催化活性，可提高反应物的转化率和设各生产能力；良好的选择性，可提高目的产物的产率，减少副产物的生成，简化或减轻后处理工序的负荷，提高原料的利用率；耐热、对毒物具有足够的抵抗能力，即具有一定的化学稳定性，则可延长其使用寿命；足够的机械强度和适宜的颗粒形状，可以减少催化剂颗粒的破损，降低流体阻力。 （5）强度、比表面积、密度催化剂的机械强度、比表面积、密度等是催化剂的重要物理 性质，对催化剂的使用及寿命有很大的影响。 催化剂应具有一定的机械强度，否则在使用过程中容易出现破碎、粉化现象。对于流化床反应器，这会造成催化剂的大量流失；对于固定床反应器，这会造成

不能没有你—工业生产与催化剂

“不能没有你”—工业生产与催化剂 没有催化剂就没有现代化的工业，这是许多有识之士的共同观点。如果没有催化剂，大量的化学反应就不可能达到理想的速度，因而也无法实现大规模的化工生产。所以说，催化剂是随着现代化学工业的发展而产生的，而同时，催化技术的发展也推动了现代化学的发展。 工业生产中，催化剂是提高化学反应速度、控制化学反应方向的最为有效的手段之一。对于一个有用的化学反应，是否能实现工业生产，必须要考虑产率问题和速度问题。产率关心的是反应能进行到什么样的程度。而速度衡量的是化学反应进行的快慢，即反应达到合适的产率需要多长的时间。设想，如果一个化学反应在工业上达到适合的产率需要花很长的时间，那么这个反应是否具有工业生产价值就存在疑问，因为工业生产是要讲求效率的。在工厂、设备规模限定的前提下，提高产量最有效的途径，就是在单位时间内获得更多的产物，也就是增大化学反应的速度。而这，恰恰是催化剂所擅长的。 工业生产中催化剂的选择 在许多工业生产中，催化剂作为一种必不可少的原料，是生产最重要的条件之一。这就意味着，要获得较高的生产效率，必须选择与生产相适应的催化剂。实际工业生产中，对于催化剂的选择是一门重要的学问。或许你会说，这有什么难的，选择催化剂不就应该选择催化效率最高的吗？是的，不可否认，催化效率是选择催化剂要考虑的重要因素，但不是惟一因素，光有高的催化效率是不够的，有时候太高的催化效率反而会影响生产效率。你一定感到糊涂了吧，没关系，看下去你就会明白的。 根据经验，一个好的工业催化剂应该同时具备适宜的催化效率、较高的选择性和较长的使用寿命。 首先是催化效率。通常，为了提高工业生产的效率，应该选择使用催化效率更高的催化剂，但这并不是绝对的。比如，对于某些热效应较大（即反应过程中会释放较多的热量）的化学反应，如前面述及的二氧化硫的氧化反应，催化剂的催化效率如果过高的话，反应会在单位时间内放出大量的热量。如果这些热量不能及时、有效地从反应容器中被排走，则会导致反应容器中的温度急剧升高。温度的升高不仅会影响反应的产率，而且过高的温度会破坏催化剂的最适宜的温度

催化剂的制备方法与成型技术简汇

\催化剂的制备方法与成型技术1314100125 13化工本一万立之 摘要：本文介绍了固体催化剂的组成，催化剂制备的一般方法、催化剂制备的新技术，以及催化剂常用成型技术。 关键词：固体催化剂；制备方法；成型技术 目录 摘要 (1) 1 固体催化剂的组成： (1) 2 催化剂的一般制备方法 (1) 2.1 浸渍法 (1) 2.2 沉淀法 (2) 2.3 混合法 (2) 2.4 滚涂法 (3) 2.5 离子交换法 (3) 2.6 热熔融法 (3) 2.7锚定法 (4) 3 催化剂成型技术 (4) 3.1喷雾成型 3.2油柱成型 3.3转动成型 3.4挤条成型 3.5压片成型 4 小结 (5) 参考文献 (6)

0 引言 催化剂又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）于1981年提出的定义，催化剂是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。催化作用是指改变化学反应的速度，控制反应方向和产物构成。催化剂具有加快化学反应的速度，但不进入化学反应计量，对反应的选择性，只能加速热力学上可能的反应，且不改变化学平衡的位置的特点。催化剂是催化工艺的灵魂，它决定着催化工艺的水平及其创新程度。因此研究工业催化剂的制备方法以及成型技术具有重要的实际意义。 1 固体催化剂的组成： 固体催化剂主要有活性组分、助剂和载体三部分组成： 1.活性组分：主催化剂，是催化剂中产生活性的部分，没有它催化剂就不能产生催化作用。 2.助剂：本身没有活性或活性很低，少量助剂加到催化剂中，与活性组分产生作用，从而显著改善催化剂的活性和选择性等。 3.载体：载体主要对催化活性组分起机械承载作用，并增加有效催化反应表面、提供适宜的孔结构；提高催化剂的热稳定性和抗毒能力；减少催化剂用量，降低成本。 目前，国内外研究较多的催化剂载体有：SiO2，Al2O3、玻璃纤维网（布）、空心陶瓷球、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、活性炭，Y、β、ZSM-5分子筛，SBA-15、MCM-41、LaP04等系列载体。 2 催化剂的一般制备方法 2.1 浸渍法 将含有活性组分（或连同助催化剂组分）的液态（或气态）物质浸载在固态载体表面上。此法的优点为：可使用外形与尺寸合乎要求的载体，省去催化剂成型工序；可选择合适的载体，为催化剂提供所需的宏观结构特性，包括比表面、孔半径、机械强度、导热系数等；负载组分仅仅分布在载体表面上，利用率高，用量少，成本低。广泛用于负载型催化剂的制备，尤其适用于低含量贵金属催化剂。 影响浸渍效果的因素有浸渍溶液本身的性质、载体的结构、浸渍过程的操作条件等。浸渍方法有：①超孔容浸渍法,浸渍溶液体积超过载体微孔能容纳的体积,常在弱吸附的情况下使用；②等孔容浸渍法，浸渍溶液与载体有效微孔容积相等，无多余废液，可省略过滤，便于控制负载量和连续操作；③多次浸渍法，浸渍、干燥、煅烧反复进行多次，直至负载量足够为止，适用于浸载组分的溶解

催化剂工业综述

工业催化与绿色化学结课论文 工业催化剂研究最新进展与制备方法 学院：环境与化学工程学院 专业：化学工程与技术 学号：S 姓名： 时间：2016-4-21 工业催化剂-纳米氧化物研究进展与制备方法 摘要：催化剂(catalyst) 是一种能够改变化学反应速度，而它本身又不参与最终产物的物质。本文综述催化剂纳米氧化铝、ZrO2的制备及最新研究进展。指出制备性能优异的新型催化剂已经成为化学工业可持续发展的关键。 关键词：纳米氧化铝；ZrO2；催化剂；制备 一、前言 活性组分大小在几十纳米左右的催化剂称为纳米催化剂[1]，它具有深层次的阵列有序结构( nanostructured array)等特点[ 2]。在现代化学工业、石油加工工业、食品工业及制药工业等工业部门中应用广泛，催化反应使用的固体催化剂常由活性组分、助催化剂及载体三部分组成，活性组分对催化剂的活性起决定性的作用；助催化剂可以改善催化剂的活性及选择性；而载体主要是承载活性组分和助催化剂，改进催化剂的物理性能。组成相同的催化剂因各组成结构的性质不同，其催化性能具有很大差异，而这些组成结构又受制备技术的影响。催化剂一般由化学法、物理法和物理化学法等方法制得，如共沉淀、浸渍法等。但是这些传统方法制得的催化剂催化性能一般。为了制备性能优异的工业催化剂，需要使用先进的制备方法和生产工艺。 最初使用载体的目的是为了节约贵金属材料(如铂、钯等) 和提高催化剂的机械强度，后来研究发现使用不同载体催化剂的活性会产生差异。王亚军等[3]对众多研究成果作了总结，认为催化剂载体在催化反应中一般有下述几方面作用：(1) 增大有效表面积和提供合适的孔结构；(2) 提高催化剂的机械强度，包括耐磨性、硬度、抗压强度和耐冲击性等；(3) 提高催化剂的热稳定性；(4) 提供催化反应的活性中心；(5) 与活性组分作用形成新的化合物；(6) 增加催化剂的抗毒性能，降低对毒物的敏感性；(7) 节省活性组分用量，降低成本。 二、纳米氧化铝的制备与研究 2.1纳米氧化铝的研究现状 工业催化剂载体中氧化铝应用最为广泛。纳米氧化铝具有独特的晶体结构及表面特性，其催化活性和选择性大大高于传统的氧化铝催化剂，因而备受关注。当前研究中存在的问题，如研究主要停留在探索实验阶段，纳米氧化铝不易造粒，易于固聚、高温气流中活性降低，这些正是今后研究的主要方向。 催化是纳米材料应用的重要领域之一，利用纳米粒子(或膜) 的高比表面积与高活性可以显著地增进催化效率，国际上称为第四代催化剂。纳米催化剂研究的意义在于：(1) 纳米颗粒材料有别于传统微米材料，它具有深层次的阵列有序结构( nanostructured array) 特点，并且可以加以控制，现已在薄膜催化剂中得到应用；( 2) 纳米催化剂能够采用低廉的金属，使之纳米化后取代贵重金属催化剂；(3) 纳米催化剂的阵列制备可以促进其活性大规模提高，从而提高催化剂的选择性。纳米氧化铝按照催化作用分类，可分为本身颗粒度尺寸在纳米级的纳米氧化铝催化剂和孔道结构在纳米级的纳米氧化铝载体催化剂两大类。在工业催化剂载体中氧化铝是应用最为广泛的载体，各种催化反应所要求的晶相、比表面积和孔径分布范围等

催化剂的发展论文

催化剂的发展 催化剂的发展历程 第一代催化剂 纳塔小组及其它工业实验室发现通过铝还原的TiCl3（其中含共结晶的AlCl3）或者 TiCl3 和AlCl3 混合物可以得到活性比纯TiCl3还高的催化剂。1959 年，Staffer 化学公司将这种催化剂工业化，并将之命名为AA-TiCl3（AA 指还原的和活化）。人们将这种催化剂称为聚丙烯工业生产中的第一代齐格勒-纳塔催化剂。 催化剂经长时间研磨热处理，表面积可达16~40m2/g，这种催化剂用于丙烯聚合时，每1g Ti可得约5000g聚丙烯，等规度在90%左右。因此这种催化剂的产率和立体选择性很 低，得到的聚丙烯需要清除残留的催化剂和无规聚丙烯部分，生产过程过复杂，费用较高。 第二代催化剂 第二代催化剂主要特点是添加了第二组分给电子体，后来被称为内给电子体，同时该代 催化剂还注意控制催化剂的形状。Solvay型催化剂是这类催化剂的一个典型代表：二十世纪七十年代早期，Solvay公司的催化剂技术取得了较大的进步，其制得的TiCl3 催化剂比常规AA-TiCl3的比表面积更大（催化剂的表面积150 m2/g），催化活性提高了约5倍，等规度高达95%。 后来又经过多次改进，性能有所提高，聚合物性能优于第一代催化剂所合成的聚丙烯树脂。但是，第二代催化剂虽然在催化活性、定向能力方面有明显改进，其催化剂效率仍不能完全满足聚合物免脱灰的要求，聚丙烯树脂仍需进行催化剂残渣处理和无规物脱除，生产工艺流程也就没有得到明显的改善。 第三代催化剂 第三代催化剂由于催化剂的单位产率高，等规指数较高，基本上可以不脱灰和分离无规 聚合物，又被称作高效催化剂，主要是以MgCl2为载体的载体型催化剂，使用单酯类化合 物作内给电子体，进行四氯化钛负载。第三代催化剂的成功应用，使聚丙烯生产工艺和设备得到了大大简化，促使聚丙烯的生产得到飞快的发展。然而，聚丙烯的活性还有待提高。

催化剂工业

催化剂工业 生产、销售催化剂和催化剂制造中所用载体以及所需特殊化工原料的工业。在催化剂工业中大量生产的是固体催化剂。这些催化剂不仅要求具有一定化学组成和杂质限度，还要求具有一定形状、颗粒大小、强度、比表面、孔径等，以保证一定的催化活性、催化剂选择性、催化剂寿命，所以催化剂属于精细化工产品。催化剂产品的质量对于使用催化剂的化工生产过程的效率具有重要意义（见工业催化剂特性评定）。 催化剂工业在19世纪末到20世纪初逐渐形成，生产制造硫酸、油脂加氢、合成氨、合成甲醇、费托合成、煤焦油高压加氢等过程用的催化剂，但这段时期多是自产自用。后来由于石油炼制工业、化学工业、环境保护等发展的需要，出现了专门生产、销售催化剂的工业组织。由于催化剂种类繁多，制造方法各异，服务行业不同，在催化剂工业中形成多种经营方式的企业。催化剂生产组织包括：对原料的选择和质量控制，催化剂及其载体的制造，出厂前对催化剂特性评定，出厂后向客户提供技术服务。 催化剂种类繁多，主要有金属催化剂、金属氧化物催化剂、硫化物催化剂、酸碱催化剂、络合催化剂、生物催化剂等，其制造方法也各异。 催化剂工业中的主要产品种类有：石油炼制催化剂、石油化工催化剂（包括高分子合成中用的聚合催化剂）、无机化工催化剂(主要是制造氮肥和硫酸的催化剂)、环境保护催化剂等。 世界催化剂工业据1983年《化学周报》对美国、西欧各国56家催化剂厂商的调查，所生产的催化剂共有：烷基化、克劳斯硫磺回收、一氧化碳和氢气的有机合成、一氧化碳变换、裂化、脱烷基、脱水、脱氢、脱金属、脱氮、脱氧、脱硫、酶、气体脱硫脱氯、加氢、加氢处理、甲烷化、氧化和氨化氧化、聚合、重整、烃类蒸汽转化等催化剂共23类。其中只生产一类催化剂的有12家，这些工厂专业性强，如有的厂家专门生产聚烯烃和聚合催化剂，或专营石油炼制的催化裂化催化剂，或专营酶催化剂等。而有些工厂主要生产石油炼制所用的催化裂化、催化重整、加氢精制等催化剂，或化肥工业所需的烃类蒸汽转化、一氧化碳变换、甲烷化等催化剂。有的公司以生产催化裂化催化剂著称，产量达十几万吨，还生产汽车排气净化催化剂等。有的公司以生产各种加氢精制催化剂为特色，还生产烯烃聚合、贵金属催化剂等。多数催化剂工厂也销售载体,并接受委托生产催化剂,但也有专门生产载体或催化剂制备中特殊化工原料的工厂。有的工厂还专门从事再生催化剂（见催化剂再生）或回收贵金属。为了保护技术秘密，有的公司专设工厂生产自己发展的催化工艺中所用的催化