催化剂工程的导论

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1、第一章1.1953年Ziegler-Natta型催化剂的问世，是化工里程碑。2.合成氨工业是最伟大的工艺开发：把催化剂理论和工艺实际相结合，解决了热力学、催化剂筛选、高压的问题。3.Wachker：乙烯制备乙醛，采用纯乙烯和纯氧，催化剂原位再生，乙烯大量过剩，维持在爆炸极限上限操作，压力为0.3mpa，温度为373K，乙烯经纯化后再生，依稀的收率打95%.4.催化剂的基本特性：a催化剂能够加快化学反应速率，但本身并不进入化学反应的计量b催化剂对反应具有选择性，即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性c催

2、化剂只能加速热力学上可能进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应d催化剂只能改变化学反应的速率，而不能改变化学平衡的位置e催化剂不改变化学平衡，意味着对正方向有效的催化剂，对反方向的反应也有效。5.催化剂按工艺与工程分类：多相固体催化剂，均相配合物催化剂，酶催化剂。6.多相固体催化剂包括：主催化剂，共催化剂，助催化剂（结构助催化剂，电子助催化剂，晶格缺陷助催化剂），载体，其他。第二章1.工业催化剂的传统制造方法：沉淀法，浸渍法，混合法，离子交换法，热熔融法。2.沉淀法分为：单组分沉淀法，共沉淀法，均匀沉淀法，

3、浸渍沉淀法，导晶沉淀法。3.沉淀法的流程：两种以上的金属盐溶液-混合-沉淀剂-沉淀-晶型或非晶型的沉淀-洗涤干燥焙烧-研磨成型活化-催化剂。4.共沉淀：将两个或多个组份同时沉淀。关键：T、PH搅拌程度，加料顺序5.均匀沉淀：首先使沉淀金属盐溶液与沉淀剂母体充分混合，形成均匀的体系，调节温度和时间，逐渐提高PH，是沉淀缓慢进行。关键：沉淀剂的选择温度和PH的控制。6.洗涤：沉淀法制备催化剂特有的操作EG、硝酸铝和氨水-中和-洗涤-老化-过滤-酸化-成型-干燥-煅烧-成品7.沉淀剂的选择原则：a尽可能使用易分解挥发的

4、沉淀剂b形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤c沉淀剂的溶解度要大d沉淀物的溶解度应很e沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染。8.沉淀形成的影响因素：浓度，温度，PH值，加料方式和搅拌强度。9.浸渍法：载体的沉淀-洗涤干燥-载体的成型-用活性组分溶液浸渍-干燥-分解-活化-负载型金属催化剂。10.成型方法：压片成型，挤条成型，喷雾成型，转动成型。11.焙烧的目的：a通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性物质（如CO2、NO2、NH3），使之转化为所需的化学成分，其中可能包括化学价态的变化b借助固态反应、互溶、再结晶，获得一

5、定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等c让微晶适度地烧结，提高产品的机械强度。12.陈化的目的：获得颗粒大小较为均匀的粗晶体。洗涤的方法：倾析法和过滤法。13.如何选择载体：物理，孔结构、比表面积、吸附热、稳定性、导热性、传导性能。化学：活性导电性。14.活性组分载体的分布与控制：加竞争吸附剂EG、镍/氧化铝重整催化剂的制备：载体-一次浸渍-干燥-焙烧-二次浸渍-干燥-焙烧-成品a、载体的制备：用铝酸钙水泥和@氧化铝，石墨，木质素、经球磨混合2h，加水造粒压制成拉西环，用饱和水蒸气加热养护12h，100℃烘干2h在

6、1400℃焙烧12h，及为载体。b、原理：一方面是因为固体的孔隙与溶液接触时，由于表面张力的作用而产生毛细管压力，是液体渗透到毛细管内部，另一方面是活性组分在载体表面上吸附。15.催化剂成型的原则：a保证催化剂机械强度和压降的前提下，尽可能提高催化剂的表面的利用率b催化剂颗粒的形状，尺寸和机械强度要与相应的催化反应过程和催化反应器相匹配EG、国产SO2氧化钒系催化剂硅藻土+水→水洗→酸处理→带酸过滤→干燥→精制硅藻土苛性钾→化碱→化钒→澄清→中和→V2O5+K2SO4→混合碾料→挤条→干燥→过筛→焙烧→过筛→包装

7、→产品第三章1.催化剂指标1.活性：指催化剂效能的高低，是最重要的性能指标2选择性：用来衡量副反应能力的大小3寿命：催化剂在使用条件下，维持一定活性水平的时间；2.催化剂评价：指对催化剂化学性质的考察和定量描述；测试：一般侧重于工业催化剂的物理性质的测定；表征：着眼于催化剂的活性，选择性和稳定性与其物理与物理化学性质之间的联系和规律性3.动力学研究的意义和作用：a提供数学模型，反映出温度、空速、压力等对反应速率、转化率、选择性的影响规律，为催化剂及催化反应器的设计提供科学依据b弄清化学反应的机理，了解关键组分的主

8、副反应的动力学特许证，找到催化剂局部改进及换代开发的方向4.实验室反应器：积分反应器、微分反应器、无梯度反应器5.评价流程：原料气→反应器→生成物↓↓↓(组成、分析中心(管式)分离、计量分析预热、净化)动力学研究1空白试验→排除反应器材质对实验的干扰2预实验→确定混合的气流速度（消除内扩散）和粒径（消除外扩散）3实验结果处理→本征动力学模型的建立、转化率、选择性、反应速率