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催化劑載體、催化劑在化工生產中的作用

1、催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)載體(ti)、催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)在無機化工中的作用

      在生(sheng)產(chan)基本無機(ji)化(hua)工(gong)(gong)原料的(de)領域中(zhong),主要以(yi)三酸兩堿(jian)為核心,它們的(de)產(chan)量巨大,是重(zhong)要的(de)化(hua)工(gong)(gong)原料。其中(zhong)的(de)硫酸和硝(xiao)酸分別被稱為“化(hua)學工(gong)(gong)業之(zhi)母和炸藥工(gong)(gong)業之(zhi)母”,它們在工(gong)(gong)業和國防部(bu)門,都具(ju)有(you)重(zhong)要的(de)價值。

      生產硫酸過程中,SO2轉化為SO3所用的催化劑,最初是NO2,但設備龐大,硫酸濃度低;1918年開發成功活性高、抗毒性好、價格低廉的釩催化劑,硫酸生產的產量、質量大幅度地提高,成本下降。
      氨由氮和氫來合成。氮從空氣中獲取,而氫則來自含氫化合物,如水或烴類。不用催化劑來制備氫的方法有水電解法或重油部分氧化法等。由于這些方法的成本大,所以,自從天然氣或石腦油水蒸氣轉化催化劑開發成功后,世界上現代大型氨廠,多采用技術先進、經濟合理的烴類水蒸氣轉化法。若以天然氣或石腦油為原料合成氨,整個過程由加氫、脫硫、轉化、變換、甲烷化及氨合成等8個工序構成。每個工序都要使用催化劑

      總(zong)之(zhi),合(he)成(cheng)(cheng)氨(an)工業(ye)能有今(jin)日(ri),與催(cui)化(hua)劑領域的(de)(de)科學與技術(shu)進步密切相關。今(jin)后(hou)合(he)成(cheng)(cheng)氨(an)工業(ye)的(de)(de)革新也將有待于新的(de)(de)催(cui)化(hua)劑的(de)(de)發明和(he)老催(cui)化(hua)劑的(de)(de)更新。如氨(an)合(he)成(cheng)(cheng)工業(ye)存在節(jie)能降耗的(de)(de)技術(shu)難題,希望(wang)能開發出低(di)水碳比(bi)新型蒸汽轉化(hua)催(cui)化(hua)劑;要(yao)實(shi)現“等壓合(he)成(cheng)(cheng)”新流程,多半要(yao)依(yi)賴于低(di)溫、低(di)壓、高活性的(de)(de)新型合(he)成(cheng)(cheng)氨(an)催(cui)化(hua)劑的(de)(de)研制成(cheng)(cheng)功,等等。

2、催(cui)化劑(ji)載(zai)體、催(cui)化劑(ji)在有機化工中的作用

      有(you)機化工的生產(chan)基(ji)本(ben)上是從(cong)三大(da)起(qi)始原料(煤、石油(you)和(he)天然氣)開始的,先由(you)它們生產(chan)基(ji)礎原料(三烯(xi)(xi)—乙烯(xi)(xi)、丙烯(xi)(xi)和(he)丁二(er)烯(xi)(xi),三苯—苯、甲苯和(he)二(er)甲苯,萘(nai)等(deng)),然后(hou)進(jin)一步(bu)合(he)(he)成(cheng)有(you)用化學品(pin)、精細化學品(pin)和(he)三大(da)合(he)(he)成(cheng)材料(合(he)(he)成(cheng)樹脂與塑料、合(he)(he)成(cheng)橡(xiang)膠及合(he)(he)成(cheng)纖維)等(deng)。

      首先、基礎原(yuan)料的生產(chan)----石(shi)油

      最(zui)早(zao)的(de)(de)(de)石(shi)油(you)(you)煉(lian)制(zhi),采用(yong)的(de)(de)(de)是蒸餾等(deng)(deng)物理方法,將較(jiao)輕(qing)的(de)(de)(de)液態(tai)烴(如汽油(you)(you)、煤(mei)油(you)(you)和(he)柴油(you)(you))和(he)氣(qi)態(tai)烴從(cong)原油(you)(you)中(zhong)分(fen)離。近(jin)代普遍發(fa)展了(le)催(cui)(cui)化(hua)(hua)裂化(hua)(hua)、烷基化(hua)(hua)、加氫精制(zhi)、加氫脫硫等(deng)(deng)新工(gong)藝,從(cong)而擴大輕(qing)油(you)(you)餾分(fen)的(de)(de)(de)收率(lv),并且(qie)提(ti)高了(le)油(you)(you)產(chan)品的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)。特別是流化(hua)(hua)床催(cui)(cui)化(hua)(hua)裂化(hua)(hua)的(de)(de)(de)開發(fa),被稱為是20世(shi)紀的(de)(de)(de)一(yi)大工(gong)業革命,裂化(hua)(hua)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑在世(shi)界(jie)上(shang)應用(yong)最(zui)多、產(chan)量(liang)最(zui)高。從(cong)石(shi)油(you)(you)烴經過(guo)催(cui)(cui)化(hua)(hua)裂解(jie)可以制(zhi)得上(shang)述的(de)(de)(de)三烯。從(cong)支鏈或直(zhi)鏈烴石(shi)油(you)(you)餾分(fen),經催(cui)(cui)化(hua)(hua)重整,得到三苯等(deng)(deng)芳烴。它們(men)都是重要的(de)(de)(de)基礎原料。

       其次(ci)、基(ji)本(ben)有(you)(you)機合成(cheng) 以(yi)三烯(xi)、三苯等基(ji)礎(chu)原料(liao)合成(cheng)低分(fen)子有(you)(you)機化(hua)合物,它們是(shi)生產(chan)高(gao)分(fen)子化(hua)學(xue)品和精(jing)細化(hua)學(xue)品的重要(yao)原料(liao)。這類有(you)(you)機反(fan)應(ying)的共同特(te)點(dian)是(shi):反(fan)應(ying)速度慢和副產(chan)品多。所以(yi)要(yao)實現工業化(hua),就(jiu)必須(xu)成(cheng)功開發出高(gao)活性、高(gao)選擇(ze)性的催化(hua)劑。事實上(shang),在基(ji)本(ben)有(you)(you)機化(hua)學(xue)品的生產(chan)過(guo)程中,無(wu)一不(bu)用(yong)到催化(hua)劑

       最后來說(shuo)說(shuo)三(san)大合(he)成材(cai)料生產。三(san)大合(he)成材(cai)料指合(he)成樹脂與塑(su)料、合(he)成橡(xiang)膠(jiao)及合(he)成纖維,它(ta)們有著(zhu)廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)用途和巨大的(de)(de)(de)(de)經(jing)濟價值。在這些聚合(he)物(wu)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)生產發(fa)展過程中(zhong),經(jing)歷了(le)(le)兩(liang)次質(zhi)的(de)(de)(de)(de)飛躍:第一(yi)(yi)(yi)次是1953年,由于(yu)Ziegler-Natta型催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)問(wen)世,使乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)聚合(he)反(fan)應壓(ya)力從100~300MPa降至(zhi)接近常壓(ya),繼而又(you)發(fa)展到丙烯(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)聚合(he),于(yu)是,一(yi)(yi)(yi)個以聚乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)(xi)為主的(de)(de)(de)(de)合(he)成材(cai)料新(xin)(xin)時代開始了(le)(le);第二次是在20世紀(ji)90年代前后,由于(yu)出現了(le)(le)活性和選擇(ze)性更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)(de)全新(xin)(xin)一(yi)(yi)(yi)代的(de)(de)(de)(de)茂(mao)金屬等新(xin)(xin)型聚烯(xi)(xi)(xi)(xi)烴催(cui)化(hua)劑(ji),使聚合(he)物(wu)產品的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量更(geng)高(gao)、品種更(geng)多。如高(gao)透(tou)明度(du)、高(gao)純(chun)度(du)的(de)(de)(de)(de)間規聚丙烯(xi)(xi)(xi)(xi)、分(fen)子量分(fen)布(bu)極均的(de)(de)(de)(de)聚烯(xi)(xi)(xi)(xi)烴等,由此,人類被帶到一(yi)(yi)(yi)個聚烯(xi)(xi)(xi)(xi)烴及其它(ta)塑(su)料的(de)(de)(de)(de)新(xin)(xin)時代。

3、催化劑載體、催化劑在精細化學中的作用

        精細(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)學品(pin)(pin)是(shi)技(ji)術(shu)密集、品(pin)(pin)種(zhong)多(duo)(duo)、產(chan)量小而附加值高(gao)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)產(chan)品(pin)(pin)。近20年來,精細(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)學品(pin)(pin)工(gong)(gong)業(ye)的(de)(de)發(fa)展很快,目前已經有(you)數百種(zhong)產(chan)品(pin)(pin),如各種(zhong)助劑(ji)(ji)(ji)、表面活(huo)性劑(ji)(ji)(ji)、膠粘劑(ji)(ji)(ji)、藥(yao)品(pin)(pin)、染料(liao)及催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)等(deng)。幾乎遍及國(guo)民經濟和國(guo)防(fang)建設的(de)(de)各個部門,用(yong)途(tu)極(ji)為廣(guang)泛。精細(xi)(xi)品(pin)(pin)生(sheng)產(chan)的(de)(de)特點是(shi):反應(ying)種(zhong)類多(duo)(duo),如加氫、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)、酯化(hua)(hua)(hua)(hua)、環化(hua)(hua)(hua)(hua)、重排等(deng);一種(zhong)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)生(sheng)產(chan)包括(kuo)的(de)(de)反應(ying)步驟多(duo)(duo);產(chan)品(pin)(pin)結構復雜,純(chun)度要求高(gao),使(shi)得生(sheng)產(chan)流程(cheng)長,等(deng)等(deng)。因此,精細(xi)(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)學品(pin)(pin)的(de)(de)生(sheng)產(chan),需要采用(yong)新(xin)的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)技(ji)術(shu)來克服上(shang)述缺點。據統計,日本在1975~1984年,向國(guo)外發(fa)表的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)專利中,用(yong)于精細(xi)(xi)品(pin)(pin)生(sheng)產(chan)的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)所占的(de)(de)比例從(cong)7.8%上(shang)升(sheng)到24.8%,增加了2.4倍。