石油化工中應用的催化材料ppt課件

1、企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略：開足油頭，拓展化尾，做大做強企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略：開足油頭，拓展化尾，做大做強化工和重點發(fā)展精細化工?；ず椭攸c發(fā)展精細化工。 （一三類重大的催化材料 1、沸石分子篩 2、茂金屬 3、生物催化劑 （二新型催化材料 1、新型沸石分子篩材料 2、雜多酸 3、非晶態(tài)合金 4、水溶性過渡金屬絡合物1、沸石分子篩 沸石分子篩是石油化工和石油煉制領(lǐng)域中最重要的和最受重視的催化材料之一。 沸石分子篩新型材料的開發(fā)，主要立足于其結(jié)構(gòu)和組成的改變，能通過原料的選擇、配方變化、合成工藝條件調(diào)變以及多種改性措施，得到各具特性的固體酸材料和一些特殊的功能材料。沸石分子篩沸石分子篩活性高活性高選擇性高選擇性高穩(wěn)定

2、性好穩(wěn)定性好抗毒能力強抗毒能力強 優(yōu)點優(yōu)點 (一)吸附性能 1、選擇性吸附 (1)根據(jù)分子大小不同進行選擇吸附 (2)按分子極性不同進行選擇吸附 2、高效吸附(二)離子交換性能(三)催化性能 2、茂金屬 20世紀80年代以來開始進行茂金屬及聚合物的研究與開發(fā)，20世紀90年代得到了工業(yè)應用。 茂金屬催化劑具有單活性中心，生成聚合物相對分子質(zhì)量分布窄，能得到幾乎是“分子純的聚合物。 這種催化劑生產(chǎn)成本高，而后過渡金屬催化劑是近年來受歡迎的一種新型烯烴聚合催化劑。易于制備易于制備價格價格便宜便宜高活性高活性性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定產(chǎn)物相對分產(chǎn)物相對分子質(zhì)量可控子質(zhì)量可控對官能團容忍對官能團容忍性好性好優(yōu)點

3、優(yōu)點3、生物催化劑 生物技術(shù)的研究始于20世紀5060年代，但直到20世紀90年代，基因重組工程和生物篩選技術(shù)的改進和新的穩(wěn)定技術(shù)的開發(fā)成功，生物催化劑才開始應用于多種工業(yè)化生產(chǎn)過程。-淀粉酶的蛋白質(zhì)立體圖淀粉酶的蛋白質(zhì)立體圖選擇性高選擇性高副反應少副反應少反應條反應條件溫和件溫和設(shè)備簡單設(shè)備簡單優(yōu)點優(yōu)點因此是綠色生產(chǎn)技術(shù)因此是綠色生產(chǎn)技術(shù)1、新型沸石分子篩材料 納米ZSM5沸石分子篩 沸石 鈦硅沸石分子篩2、雜多酸3、非晶態(tài)合金4、水溶性過渡金屬絡合物 它特別是應用于對位二烷基苯的合成，在保持高選擇性的同時，還能有相當好的轉(zhuǎn)化率和活性穩(wěn)定性，被認為是新一代沸石分子篩催化劑將推動擇形催化的工業(yè)

4、應用。ZSM-51、新型沸石分子篩材料熱穩(wěn)定性好熱穩(wěn)定性好耐酸性耐酸性水蒸氣穩(wěn)定性水蒸氣穩(wěn)定性憎水性憎水性不易積碳不易積碳優(yōu)異的擇優(yōu)異的擇形選擇性形選擇性優(yōu)點優(yōu)點 沸石是美國Mobil公司于1967年首次使用鋁酸鈉、硅膠、四乙基氫氧化銨TEAOH)和水混合晶化而成的硅鋁化合物。沸石是迄今為止唯一具有三維交叉孔道、十二元環(huán)且硅鋁比在較大范圍內(nèi)可調(diào)的大孔沸石。資生沸石的分子構(gòu)造資生沸石的分子構(gòu)造較強的熱較強的熱穩(wěn)定性穩(wěn)定性較好的較好的吸附性吸附性適度的酸性適度的酸性優(yōu)點優(yōu)點 鈦硅分子篩，其特征在于該分子篩具有由兩套十元環(huán)孔道和一套九元環(huán)孔道交錯組成的三維孔道結(jié)構(gòu)，它的第一套大體平行的孔道由四配位原

5、子組成的十元環(huán)構(gòu)成；第二套孔道也是由四配位原子組成的十元環(huán)構(gòu)成，并與第一套孔道相互垂直交錯；第三套孔道與第一、第二套孔道交錯，并由四配位原子組成的九員環(huán)構(gòu)成，具有的無水氧化物的摩爾組成為(0.0010.2)TiO2 SiO2。該分子篩可以作為催化氧化催化劑。 20世紀80年代出現(xiàn)鈦硅分子篩(TS-1)與雙氧水組成的溫和催化氧化體系，引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，因為其與傳統(tǒng)氧化工藝相比，具有對環(huán)境友好、操作安全鈦硅沸石分子篩在以雙氧水為氧化劑的低溫氧化反應中具有特殊的催化性能,其反應條件溫和,選擇性高,副產(chǎn)品為水,對環(huán)境污染 小的優(yōu)點。但傳統(tǒng)“經(jīng)典法合成TS-1成本較高，限制其工業(yè)上廣泛應用。

6、為此二十年來，國內(nèi)外研究者在降低其合成成本方面進行了大量的研究。 雜多酸是由兩種以上不同無機含氧酸縮合而成的多元酸的總稱。 主要是1:12系列的Keggin型結(jié)構(gòu)如H3PMO12O14xH2O等，它具有強酸性和氧化性。其酸性一般比組成雜多酸各組分的含氧酸的酸性強，作為氧化劑時極易氧化其他物質(zhì)，使自身呈還原狀態(tài)而又極易再生。體相內(nèi)的雜多離子之間有一定空隙，有些極性分子可進出，使固體雜多酸如同以濃溶液作催化劑一樣，有均相催化反應的特點，稱此為“假液相”。優(yōu)點優(yōu)點獨特的酸性獨特的酸性 “準液相準液相行為行為 多功能酸、氧多功能酸、氧化、光電催化）化、光電催化） 組氨酸組氨酸12-硅鎢雜多酸鹽超分子化

7、合物圖硅鎢雜多酸鹽超分子化合物圖不同的酸酐組成的雜多酸 非晶態(tài)合金， 自然界的各種物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)可以按其組成原子的排列狀態(tài)分為兩大類：有序結(jié)構(gòu)和無序結(jié)構(gòu)。晶體是典型的有序結(jié)構(gòu)，而氣體、液體和非晶態(tài)固體屬于無序結(jié)構(gòu)。非晶態(tài)固體材料又包括非晶態(tài)無機材料(如玻璃)、非晶態(tài)聚合物和非晶態(tài)合金(又稱金屬玻璃)等類型。 奇妙的非晶態(tài)材料奇妙的非晶態(tài)材料金屬玻璃金屬玻璃耐蝕性能好耐蝕性能好催化性能好催化性能好貯氫性能好貯氫性能好 以水溶性過渡絡合物為催化劑的兩項有機相-水相催化體系的研究，從20世紀70年代中期到現(xiàn)代的20多年中，取得了令人矚目的進展。 水溶性過渡金屬絡合催化已成為均相催化中一個獨立的、也是

8、具有活力和希望的研究領(lǐng)域之一。8-4-3過渡金屬超分子圖過渡金屬超分子圖8-4-3過渡金屬超分子圖過渡金屬超分子圖佟坤佟坤 由于分子篩具有空曠的骨架結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)中存在著很多排列得非常整齊而有規(guī)則的孔穴(籠子)，而且孔的直徑也很均勻，其大小和一般分子有相近的數(shù)量級。它們只能使直徑比孔小的分子進入，直徑比孔大的分子則排斥在外，因而，沸石分子篩在吸附時具有篩分分子的作用，或者說對分子的形狀大小具有選擇作用。利用這一性質(zhì)，分子篩在吸附時可按形狀不同，把物質(zhì)分離開來。 沸石分子篩具有很大的內(nèi)表面，一般約為6001000米3/克，在內(nèi)表面上存在著靜電場，因此具有極性。對含有極性基團(如-OH,-NH2，-

9、SH，CO)的極性物質(zhì)或者對容易被極化的物質(zhì)(如不飽和烴等)能產(chǎn)生吸附作用，而且極性越大、或越容易被極化的物質(zhì)，就越容易被吸附。因而，沸石分子篩對分子的極性大小具有選擇作用，可按物質(zhì)極性不同，把它們分離開來。 水是極性很強的物質(zhì)，很容易被沸石所吸附，因此常把沸石作為干燥劑使用，而且和其他干燥劑相比，有其突出的優(yōu)點。對硅膠和氧化鋁等一般吸附劑講，在水蒸氣的分壓或濃度很低時，或者吸附溫度較高、氣流速度較大時，它們的吸水率就很差?？墒欠惺肿雍Y，即便在低分壓、低濃度、高溫和高速等條件下，仍具有很好的吸水效率。沸石分子篩中存在著大量的陽離子，對合成沸石講，都是鈉離子。這些鈉離子能和其他陽離子進行可逆交換，交換后，可使晶體內(nèi)部的靜電場發(fā)生變化，從而改變其吸附性能，其改變程度隨陽離子性質(zhì)以及交換度的不同而不同，這樣，就可利用不同的陽