催化化学综述 综述题目：有机催化剂的应用及发展 学院：＿ 专业：＿ 班级：＿＿＿ 学号：＿ 学生姓名：＿ 2013年 6月16日
有机催化剂的应用及发展 前言 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（也叫触媒），在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。现代化学工业产品的85％都是通过催化过程生产的，每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功，都会引起化学工业的重大革新。有机催化剂作为其中非常重要的一种，和我们生活的各个方面都有着联系，其发展历史也是几经波折，最终也取得了不错的成果。有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂，其在社会生产中具有重要作用。
1.非金属有机催化剂 金属有机催化剂相反，非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物．此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂，它是通过分子中所含的N，P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体，同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。 1.1、非金属有机催化剂的种类 1、有机胺类：脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等； 2 、有机膦类：三烷基膦类、三芳基膦类等； 3 、手性醇类质子催化剂：如TADDOL类催化剂。 非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系，有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体，还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理．大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性，尤其是应用在不对称合成中，经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性，并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点，所以越来越受到各国化学家的重视。 1.2、非金属有机催化剂的应用 1.2.1.松香酯化催化剂 松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。松香的氢化和酯化是其中最主要的改性手段。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/af10253370.html, 浅谈加氢裂化催化剂基本组成 作者：刘斌 来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第04期 摘要：加氢裂化是炼油工业生产轻质油品的重要手段，催化剂则是加氢裂化技术的核 心，催化剂的催化性能与其物理、化学的诸多性质密切相关。加氢裂化催化剂是一种典型的双功能催化剂，具有加氢功能和裂解功能。 关键词：加氢裂化；催化剂 加氢裂化是重油深度加工的主要工艺，它具有原料适应性强、产品方案灵活、液体产品收率高、产品质量好等诸多优点。加氢裂化的核心是催化剂，催化剂的催化性能不仅取决于它的化学组成，而且与其物理、化学的诸多性质密切相关。加氢裂化催化剂是一种典型的双功能催化剂，具有加氢功能和裂解功能。加氢功能和裂解功能两者之间的协同决定了催化剂的反应性能。加氢裂化催化剂中的基本组成包括加氢活性组分、裂化活性组分、载体、助剂。 1 加氢活性组分 加氢功能主要来源于具有加氢活性功能的活性相。加氢裂化催化剂的加氢活性组分的活性由高到低顺序如下：贵金属>过渡金属硫化物>贵金属硫化物。加氢活性组分主要包括ⅥB族和Ⅷ族的几种金属如Mo、W、Ni、Co、Fe、Cr等的硫化物，或贵金属Pt、Pd元素等。裂解功能一般由无定形硅铝、分子筛等酸性载体提供。 2 裂化活性组分 加氢裂化催化剂裂化组分换代顺序为：Al2O3-SiO2（硅铝）、八面沸石、改性的Y分子筛、特种分子筛、介孔纳米材料。裂化组分的酸性按氧化铝、无定形硅铝、分子筛的顺序增强。 2.1 硅铝酸性组分 无定形硅铝中的硅铝含量对其性质有较大影响，低铝含量的硅铝孔径小，孔容低，比表面高。在无定形硅铝中，同时存在Lewis酸和Bronsted酸，其总酸量随铝含量的增加有一最大值，合成方法不同，具体数值有所差别。 2.2 Y型分子筛酸性组分 分子筛具有规整的孔道结构和表面酸性基团，酸性分子筛的酸强度、酸量比无定形硅铝和氧化铝大得多，在加氢裂化催化剂中引入分子筛组分表现出了很多优点：高活性、好的抗氮性和耐硫性、高稳定性、低结焦性、易再生。分子筛是一类具有骨架结构的微孔晶体材料，构成
催化剂再生 12.1 就地催化剂再生 注意，以下规程旨在概括催化剂再生的步骤和条件。催化剂供应商提供的具体 规程可取代此概述性规程。须遵守催化剂供应商规定的临界参数，例如温度限 制。 在COLO加氢处理单元中，使用NiMo和CoMo两种催化剂，有些焦碳沉积 是不可避免的。这会引起载体的孔状结构逐渐堵塞，导致催化剂活性降低。则 必须提高苛刻度（通常通过提高反应器温度），以使产品达到技术要求，而提 高温度会加速焦碳的产生。 当达到反应系统的最高设计温度（机械或反应限）时，需要停车进行催化剂再 生或更换催化剂。在正常操作时，这种事情至少在12个月内不应发生。 o催化剂再生燃烧在正常操作期间沉积的使催化剂失活的焦碳。 o再生的主要产物是CO2、CO和SO2。 12.2 再生准备 按照与正常停车相同的步骤，但反应器无需进行冷却。反应器再生可不分先后。 仅取R-101为例。 单元状态：按照正常停车规程的要求或根据再生放空气体系统规范，反应器在 吹扫净其中的H2和烃类后被氮气填充。将R-102的压力降低至略低于随后将 使用的蒸汽的压力。T-101已关停，且E-101排放至塔。T-102可根据再生过 程的下一步骤进行全回流或启动，以便实现石脑油安全循环。 12.3 蒸汽-空气再生程序 1. 在压缩机-反应器回路中建立热氮气循环。利用B-101加热带有循环氮气 的催化剂床，使其温度以25 oC/小时的速度上升至315oC。绝不可让催化 剂床内的温度降至260oC以下，否则，随后置换氮气的蒸汽会出现冷凝， 从而要求在进行下一操作前采取干燥措施。 2. 再次检查吹扫气中的可燃物并继续进行吹扫，直至反应器出口气体中的氢 气浓度低于0.5% vol。在E-107的壳程入口和压缩机的排放侧将压缩机 和D-103系统与反应器B-101系统隔离，并关停压缩机。反应器系统此 时处于氮气条件下。进一步关闭压缩机系统。两个分隔的工段均应处于氮 气正压下，这点至关重要。 3. 将蒸汽从E-104入口引至R-102，将反应器流出物导至再生排气系统。 逐渐加快速度，同时利用B-101控制温度，将反应器入口温度升至并保 持在330-370oC。蒸汽宜为7000 kg/hr左右的速度，这高于CRI（催化 剂供应商）推荐的反应器横截面每平方米1950 kg/hr的最低速度，此最 低速度使R-101和R-102的最低流量分别达到2000 kg/hr和3700 kg/hr。 此时R-102已做好下一步的蒸汽和空气燃烧准备。 4. 启动含0.3-0.5 mole%氧气的空气流，将其导入R-102。 5. 焰锋的建立表现为催化剂床的温度上升，此后，氧气含量最大可增加至1 mole%，但焰锋温度须保持在400oC以下。根据经验，氧气含量每高于
金属催化剂的研究进展 1前言 催化技术作为现代化学工业的基础，正日益广泛和深入地渗透于石油炼制、化学、高分子材料、医药等工业以及环境保护产业中，起着举足轻重的作用。长期以来，工业上使用的传统催化剂往往存在着活性低、选择性差等缺点，同时常需要高温、高压等苛刻的反应条件，且能耗大，效率低，不少还对环境造成污染。为此人们在不断努力探索和研究新的高效的环境友好的绿色催化剂[1]。本文重点讲解金属催化剂的作用机理，以及金属催化剂在甲醇气相羰基化合成碳酸二甲酯的应用、茂金属催化剂的应用以及金属催化剂在乙烯环氧化合成环氧乙烷的应用。 2金属催化剂的作用机理 2.1 金属催化剂的吸附作用 众所周知，吸附是非均相催化过程中重要的环节，过渡金属能吸附O2、C2H4、C2H2、CO、H2、CO2、N2等气体，强化学吸附能力与过渡金属的特性有关，是因为过渡金属最外层电子层中都具有d空轨道或不成对d电子，容易与气体分子形成化学吸附键，吸附活化能较小，能吸附大部分气体，需主要的是d轨道半充满或者全充满，较稳定，不易与气体分子形成化学吸附键。由此可知，过渡金属的外层电子结构和d轨道对气体的化学吸附起决定作用，有空穴的d轨道的金属对气体有较强的化学吸附能力，而没有d轨道的金属对气体几乎没有化学吸附能力，由多相催化理论，不能与反应物气体分子形成化学吸附的金属不能作催化剂的活性组分。 催化反应中，金属催化剂先吸附一种或多种反应物分子，从而使后者能够在金属表面上发生化学反应，金属催化剂对某一种反应活性的高低与反应物吸附在催化剂表面后生成的中间物的相对稳定性有关，一般情况下，处于中等强度的化学吸附态的分子会有最大的催化活性，因为太弱的吸附使反应物分子的化学键不能松弛或断裂，不易参与反应；而太强的吸附则会生成稳定的中间化合物将催化剂表面覆盖而不利于脱附[2]。 2.2 金属-载体间的相互作用 我们课题组研究的是甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯，使用的是负载型
中国石油股份有限公司乌鲁木齐石化分公司 失活AT-505、FH-5加氢催化剂 器外再生技术总结 受中国石油股份有限公司乌鲁木齐石化分公司的委托，温州瑞博催化剂有限公司于2009年9月23日至9月26日，在山东再生基地对该公司失活AT-505、FH-5加氢催化剂进行了器外再生，现将有关技术总结如下： 一、催化剂再生前的物性分析及再生后催化剂指标要求 根据合同和再生的程序要求，首先对待生剂进行了硫、碳含量、比表面、孔容、强度等物性分析，其结果如下表： AT-505加氢催化剂再生前物性分析表 ◆中国石油股份有限公司乌鲁木齐石化分公司对再生后AT-505、FH-5加氢催化剂质量要求如下： 催化剂碳含量：≯0.5m% 硫含量不大于实验室数据+0.3 m% 三项指标（比表面、孔体积、强度）达到在实验室再生结果的95%以上。
二、实验室和工业再生 温州瑞博催化剂有限公司加氢催化剂器外再生是网带炉式集预热脱油、烧硫、烧碳和冷却降温于一体，实现电脑控制、上位管理的临氢催化剂烧焦再生作业线，系半自动、全密封、进行颗粒分离并实施除尘和烟气脱硫的清洁工艺生产的作业线。 针对中国石油股份有限公司乌鲁木齐石化分公司提出的再生后催化剂质量要求，在物性分析检查的基础上，温州瑞博催化剂有限公司首先对AT-505、FH-5加氢催化剂进行了实验室模拟再生，并根据本公司设备特点制定出了工业再生的方案和操作条件。在确保安全和再生剂质量的前提下组织了本次工业再生工作。现将催化剂再生前后，实验室再生和工业再生的综合样品分析结果列于下表： AT-505加氢催化剂物化分析数据
FH-5加氢催化剂物化分析数据 三、催化剂再生前后物料平衡
加氢精制再生催化剂的合理使用 摘要：简要讨论了加氢精制再生催化剂的特点，说明了再生催化剂降级使用的技术方案是完全可行的，并介绍了在再生催化剂装填和硫化过程中，与新鲜催化剂的差别，及应该注意的事项。 关键词：加氢精制再生催化剂合理使用 前言 石油馏分的加氢工艺技术是目前生产清洁燃料应用最广泛、最成熟的主要加工手段之一，在石油化工企业中所占的地位越来越重要。近年来，随着炼油企业加氢精制工业装置加工量的逐渐增加，所使用加氢催化剂的品种越来越多，数量也越来越大，经过烧焦再生后继续使用的再生催化剂的品种和数量也越来越多。目前，全世界约有18 kt/a加氢催化剂需要再生［1］，而预计其中的加氢精制催化剂至少在10 kt/a以上。因此，如何合理使用加氢精制再生剂，使之发挥更大的作用，提高炼油企业的经济效益变得越来越重要。 加氢精制催化剂经过1 个周期的运转，由于积炭等原因造成活性下降，必须经过烧焦再生处理后才能使催化剂的活性得到恢复，并继续使用。在正常使用的情况下，加氢精制催化剂可以再生1~2 次，催化剂总寿命在6~9 a之间。加氢精制再生催化剂的开工过程原则上与新鲜催化剂是一致的，但是也有一些不同之处。这主要是因为：再生催化剂的物理性质，如比表面积、孔容积和机械强度等都发生了变化；再生剂的催化活性要比新鲜剂低一些；再生剂上残留的硫、炭和其它杂质，对开工中催化剂的硫化过程会产生一定的影响。如果再生催化剂完全按新鲜催化剂的开工方法进行，将会造成开工成本提高，和因过量的硫化氢对设备腐蚀而造成的安全隐患，以及不能充分发挥催化剂的活性和稳定性，影响工业装置长周期安全稳定运转。本文主要讨论了加氢精制催化剂再生剂的合理使用及开工工艺过程中应当注意的一些问题。 1 加氢精制再生催化剂的特点 再生催化剂与新鲜催化剂相比，孔容积和比表面积都比新催化剂略有降低。这主要是由于积炭和杂质沉积堵塞催化剂孔道，降低了孔容积和比表面积，使催化剂活性金属的利用率降低，造成再生后的催化剂活性有所下降。表1列出了某柴油加氢精制催化剂新鲜剂与再生剂的理化性质。 表1 新鲜催化剂与再生剂的理化性质 Table1 The physicochemical properties of fresh catalyst and regenerated catalyst 催化剂再生剂新鲜剂 孔容积/(mL?g-1) 0.46 0.48 表面积/(m2?g-1) 218 226 耐压强度/(N?cm-1) 172 168 堆积密度/(g?cm-3) 0.90 0.88 硫含量,% 0.58 - 碳含量,% 0.22 - 由表1可以看出，再生催化剂的孔容积和表面积较新鲜催化剂要小；新催化剂上没有硫和碳，
加氢裂化催化剂的基本组成和性质 刘卫星刘冬梅高强 （江苏联东化工股份有限公司，江苏丹阳，212300）[摘要] 随着世界燃油规范Ⅳ类标准的实施，以及对化工原料需求的增长， 加氢裂化催化剂引起了更广泛的重视。介绍加氢裂化催化剂的基本组成和性质，深入剖析各组分对加氢裂化催化剂反应性能的影响。 [关键词] 加氢裂化；酸性载体；催化剂 1 加氢裂化催化剂的组成 加氢裂化催化剂是一种典型的双功能催化剂，具有加氢功能和裂解功能。加氢功能和裂解功能两者之间的协同决定了催化剂的反应性能。加氢裂化催化剂中的基本组成包括加氢活性组分、裂化活性组分、载体、助剂。 1.1 加氢活性组分 加氢功能主要来源于具有加氢活性功能的活性相。含Pt、Ni等还原态催化剂一般用氢气还原，而硫化型催化剂的活化，一般是指催化剂的原位预硫化，原位预硫化后，活性金属从氧化态变成硫化态，有利于提高催化剂的活性和稳定性。 各类加氢活性组分的活性顺序是不同的。活性由高到低顺序如下：贵金属＞过渡金属硫化物＞贵金属硫化物。贵金属组分中，Pt、Pd等元素具有极强的加氢活性，贵金属催化剂主要用于石脑油的催化重整，环烷烃脱氢，环烷烃异构化等反应中，因贵金属极易在硫、氮的环境中中毒，故在工业装置上贵金属加氢催化剂填于两段工艺的第二段。非贵金属组分中，ⅥB族(Mo、W)和Ⅷ族(Ni、Co)的几种金属的硫化物具有强的加氢活性。硫化型催化剂的加氢机理见图1。 图1 DBT在Mo/Al2O3催化剂上HDS机理 由图1可知，催化剂表面上硫原子在氢气作用下形成-SH，相邻的-SH形成H2S后，在催化剂表面形成阴离子空穴，DBT通过硫原子连在催化剂表面的阴离
SCR低温脱硝催化剂 一、技术背景 我国烟气脱硝市场中，选择性催化还原（SCR）技术是电站锅炉NO X排放控制的主要技术，SCR反应的完成需要使用催化剂。目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于320-450℃的中温催化剂，因此催化还原脱硝的反应温度应控制在320- 400℃。当反应温度低于300℃时，在催化剂表面会发生副反应，NH3与S03和H20反应生成（NH4）2S04或NH4HSO4减少与NOx的反应，生成物附着在催化剂表面，堵塞催化剂的通道和微孔，降低催化剂的活性。另外，如果反应温度高于催化剂的适用温度，催化剂通道和微孔发生变形，从而使催化剂失活。因此，保证合适的反应温度是选择性催化还原法（SCR）正常运行的关键。 由于电站锅炉在大气温度较低和低负荷运行时，烟气温度会低于SCR适用温度。由于锅炉设计方面的原因，在低气温和低负荷条件下亚临界和超高压汽包锅炉烟气温度的缺口可以达到20℃以上，比直流和超临界锅炉更大，此时SCR 停运，烟气排放浓度将不能满足国家环保要求。我国目前尚没有成熟的低温SCR 脱硝技术，需要使用复杂的换热系统才能应用SCR脱硝增加了能耗和设备投资，因此面临着艰巨的NO X减排困难。 根据环保部《火电厂大气污染物排放标准》是国家强制标准，火电厂在任何运行负荷时，都必须达标排放。脱硝系统无法运行导致的氮氧化物排放浓度高于排放限值要求的，应认定为超标排放,并依法予以处罚。目前全工况脱硝技术已经成熟，火电厂现有脱硝系统与运行负荷变化不匹配、不能正常运行、造成超标排放的，应进行改造，提高投运率和脱硝效率。 二、技术现状
SCR低温脱硝催化剂，是洛阳万山高新技术应用工程有限公司为了解决汽包锅炉某些工况烟气温度过低和SCR低负荷运行时，导致SCR脱硝无法正常运行的技术难题，该技术是结合现有SCR脱硝工艺，从而实现SCR低温脱硝催化剂低温脱硝，SCR低温脱硝催化剂最为简单有效，由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO（占95%），NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。将烟气中的NO转化为高价态，需引入较强的SCR低温脱硝催化剂，在众多催化剂中，SCR低温脱硝催化剂是最环保最清洁的SCR低温脱硝催化剂，它以低温脱硝催化技术最为简单有效，在高效转化NO至高价态的过程中不遗留任何二次污染物，另外不同于其它催化剂，工作环境恶劣，自由基存活时间非常短，能耗较高，SCR低温脱硝催化剂的生存周期相对较长，能将少量氧气或空气电离后产生催化氧化，然后送入烟气中，可显著降低能耗。 三、技术原理 SCR低温脱硝催化剂具有很强的催化性，完全有能力将烟气恶劣环境中的NO氧化成高价态，提高烟气中氮氧化物的水溶性，从而将NO脱除。利用SCR 低温脱硝催化剂将NO催化为高价态的氮氧化物后，需要进一步地吸收。常见的吸收液有Ca(OH)2、CaCo3等碱液。不同的吸收剂脱除的NO效果会有一定的差异。例如有人在利用水吸收尾气时，NO的脱除效率可达到80%以上，这是利用气体在水中的溶解度进行吸收，也有试验利用吸收液将高价氮氧化物还原成为N2后直接排入大气中。 四、技术性能 采用SCR低温脱硝催化剂脱硝技术可得到较高的NO X脱除率，典型的低温
年产1500立方低温蜂窝式脱硝催化剂 生产线项目 可行性研究报告
目录 一、项目建设背景及必要性 (3) 1.1 项目建设背景 (3) 1.2项目建设必要性 (3) 二、项目概况 (4) 2.1项目概述 (4) 2.2建设地点、规模及建设内容 (4) 2.3主要技术及来源 (4) 2.4产品方案及发展方向 (14) 三、总体布置方案、厂区面积、占地范围 (15) 四、技术方案的介绍 (16) 4.1 生线工艺介绍 (16) 4.2 主要设备介绍及清单 (17) 五、项目实施计划 (29) 六、经济性分析 (30) 6.1投资费用分析 (30) 6.2 运行成本分析 (31) 七、市场容量分析 (32) 7.1 低温催化剂行业市场需求容量 (32) 7.2 产品竞争能力分析 (32) 八、项目风险分析 (33) 九、结论 (33)
一、项目建设背景及必要性 1.1 项目建设背景 氮氧化物的控制是国家经济可持续发展和环境保护的紧迫客观要求，脱硝行业的发展已得到国家相关政策法规的有力支持，中高温SCR脱硝技术已经在火电等行业取得了广泛成熟的应用，而低温SCR脱硝技术刚处于起步阶段，其市场需求十分迫切、市场空间潜力巨大。低温SCR脱硝的核心技术是低温催化剂。 催化剂的生产属于环保产业，在对环保产业的发展上，国家给予了积极鼓励的扶持政策。在《国家环境保护科技发展规划》中，“鼓励企业自主开展和国际科技合作的科技发展计划项目”,《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中指示“积极发展环保产业”，“重点发展具有自主知识产权的重要环保技术装备和基础装备，在立足自主研发的基础上，通过引进消化吸收，努力掌握环保核心技术和关键技术”。“推动环境科技进步”，“组织对污水深度处理、燃煤电厂脱硫脱硝、洁净煤、汽车尾气净化等重点难点技术的攻关，加强高新技术在环保领域的应用”。这些政策给环保产业创造了宽松的发展环境并指明了环保产业的发展方向，同时对如何建立低温催化剂生产线具有一定的指导作用。 1.2项目建设必要性 我国常规催化剂（使用温度350℃左右）在废气NOx的减排中应用非常成熟，目前已得到广泛应用，市场容量已逐渐趋于饱和。但受温度区间和使用场地限制，常规催化剂不再适用，低温催化剂成为首选。低温催化剂主要适用于小型燃气、燃油锅炉、生物质锅炉、垃圾焚烧炉、危废处理锅炉、焦化行业以及部分建材行业窑炉等。以上这些行业NOX排放总量非常巨大，在这样巨大的排放量下，已投入脱硝运行和正在实施低温脱硝项目的企业微乎其微，随着国家对环境保护和可持续发展的重视，以及超低排放政策严格执行，这些行业低温脱硝面临着一个巨大发展潜力的市场，相应地低温催化剂生产也面临着一个良好的前景。
加氢裂化
加氢裂化: 加氢裂化，是一种石化工业中的工艺，即石油炼制过程中在较高的压力的温度下，氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应，转化为轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料）的加工过程。它与催化裂化不同的是在进行催化裂化反应时，同时伴随有烃类加氢反应。加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合，能够使重质油品通过催化裂化反应生成汽油、煤油和柴油等轻质油品，又可以防止生成大量的焦炭，还可以将原料中的硫、氮、氧等杂质脱除，并使烯烃饱和。加氢裂化具有轻质油收率高、产品质量好的突出特点。 基本信息 英文名称：hydrocracking 说明:在较高的压力的温度下[10-15兆帕（100-150大气压），400℃左右]，氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应，转化为轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料）的加工过程。它与催化裂化不同的是在进行催化裂化反应时，同时伴随有烃类加氢反应。加氢裂化的液体产品收率达98％以上，其质量也远较催化裂化高。虽然加氢裂化有许多优点，但由于它是在高压下操作，条件较苛刻，需较多的合金钢材，耗氢较多，投资较高，故没有像催化裂化那样普遍应用。 化学反应 烃类在加氢裂化条件下的反应方向和深度，取决于烃的组成、催化剂性能以及操作条件，主要发生的反应类型包括裂化、加氢、异构化、环化、脱硫、脱氮、脱氧以及脱金属等。 ①烷烃的加氢裂化反应。在加氢裂化条件下，烷烃主要发生C-C键的断裂反应，以及生成的不饱和分子碎片的加氢反应，此外还可以发生异构化反应。 ②环烷烃的加氢裂化反应。加氢裂化过程中，环烷烃发生的反应受环数的多少、侧链的长度以及催化剂性质等因素的影响。单环环烷烃一般发生异构化、断链和脱烷基侧链等反应；双环环烷烃和多环环烷烃首先异构化成五元环衍生物，然后再断链。 ③烯烃的加氢裂化反应。加氢裂化条件下，烯烃很容易加氢变成饱和烃，此外还会进行聚合和环化等反应。 ④芳香烃的加氢裂化反应。对于侧链有三个以上碳原子的芳香烃，首先会发生断侧链生成相应的芳香烃和烷烃，少部分芳香烃也可能加氢饱和生成环烷烃。双环、多环芳香烃加氢裂化是分步进行的，首先是一个芳香环加氢成为环烷芳香烃，接着环烷环断裂生成烷基芳香烃，然后再继续反应。 ⑤非烃化合物的加氢裂化反应。在加氢裂化条件下，含硫、氮、氧杂原子的非烃化合物进行加氢反应生成相应的烃类以及硫化氢、氨和水。 催化剂 加氢裂化催化剂是由金属加氢组分和酸性担体组成的双功能催化剂。该类催化剂不但要求具有加氢活性，而且要求具有裂解活性和异构化活性。 ① B族和Ⅶ族中的几种金属元素（如Fe、Co、Ni、Cr、Mo、W）的氧化物或硫化物，以及贵金属元素Pt、Pd等。催化剂的加氢活性组分。与加氢精制催化剂相同，加氢裂化催化剂的加氢活性组分也主要是Ⅵ
蜂窝式低温脱硝催化剂的煅烧温度对催化性能的影响 摘要：本文对低温蜂窝脱硝催化剂制备工艺中煅烧工艺的温度进行考察，通过对比不同煅烧温度对催化剂产品性能的影响，得出结论：500℃煅烧的催化剂产品，表面微孔结构最细致均匀，比表面积比550℃和600℃的分别高4.3%和12.5%，150℃-270℃之间，相同烟气温度的工况下，500℃对应的催化剂脱硝效率比550℃、600℃对应的催化剂分别高5%和8%，同时强度并没有下降很多。 关键词：脱硝;低温催化剂;煅烧温度 前言 选择性催化还原(SCR)法是目前广泛采用的去除NOx的有效方法之一。工业应用的催化剂大多反应温度为300-500℃，才能发挥催化剂的最佳活性，而采用低温 (60-180℃)SCR催化剂能适应将SCR装置直接配置于电除尘之后，避免工业催化剂由于高温操作所必需的烟气预热能耗，又能减轻烟尘对催化剂的毒化作用，延长催化剂寿命。 蜂窝式脱硝催化剂的生产工艺中利用陶瓷化技术将具有脱硝活性的组分赋予一定的机械强度，使其能适应具有高灰分、烟气量大、高风速的工况[1]。目前，钛钨钒类蜂窝式脱硝催化剂基本采用600-615℃的煅烧工艺，但是实际上，根据组分的不同，不同金属之间的作用键的形成温度也是不同的[2]。本论文旨在探讨生产中不同煅烧温度对蜂窝催化剂性能的影响。 1 实验部分 1.1 催化剂制备工艺 本文中的18孔蜂窝式脱硝催化剂经过混炼(出料水分位28%，PH值为8.0)，预挤出(水分28%)，陈腐24小时，挤出(水分27.5%)，一干燥168小时(由一干燥转移至二干燥时水分为3%)，二干燥24小时(由二干燥转移至煅烧炉时水分≤2%)，煅烧50小时，切割等工段。 催化剂原料包括钛钨粉、硬脂酸、乳酸、纸浆棉、玻璃纤维、羧甲基纤维素、聚氧化乙烯。 1.2 催化剂的物相结构表征在X-射线粉末衍射仪(德国Bruker D8-Advance型)上室温下进行，使用Cu Kα射线源(λ=0.15418)，Ni滤波，工作电压为40kV，工作电流为40mA，扫描范围2θ为10-90°，步长为0.02°，扫描速度为10°/min，万特检测器检测。 1.3 催化剂比表面积测试使用的仪器是ASAP-2020型物理吸附仪(美国Micromeritics公司)。催化剂样品预先在-196℃下处理，然后进行测定。用BET公式和BJH模型计算样品的比表面积。
金属催化剂的分类及用途 金属催化剂是以金属为主要活性组分的固体催化剂。主要是贵金属及铁、钴、镍等过渡元。金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状金属催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散和负载型催化剂，如Pt-Re-∕η-Al2O3重整催化剂、Ni/ Al2O3加氢催化剂；合金催化剂，金属互化物催化剂；金属簇状物催化剂。这五类金属催化剂中，前两类是主要的，后三类在70年代后有了新的发展。 下面我对我对金属催化剂的具体分类以及各类催化剂的用途进行介绍。 一﹑按催化剂的活性组分是否负载在载体上分类：（1）﹑非负载型催化剂（2）﹑负载型金属催化剂。 1．非负载型金属催化剂 指不含载体的金属催化剂，按组成又可分单金属和合金两类。通常以骨架 金属催化剂 金属、金属丝网、金属粉末、金属颗粒、金属屑片和金属蒸发膜等形式应用。骨架金属催化剂，是将具催化活性的金属和铝或硅制成合金，再用氢氧化钠溶液将铝或硅溶解掉，形成金属骨架。工业上最常用的骨架催化剂是骨架镍,1925年由美国的M.雷尼发明,故又称雷尼镍。骨架镍催化剂广泛应用于加氢反应中。其他骨架催化剂还有骨架钴、骨架铜和骨架铁等。典型的金属丝网催化剂为铂网（见图）和铂-铑合金网,应用在氨化氧化生产硝化的工艺上。 2．负载型金属催化剂 金属组分负载在载体上的催化剂，用以提高金属组分的分散度和热稳定性，使催化剂有合适的孔结构、形状和机械强度。大多数负载型金属催化剂是将金属盐类溶液浸渍在载体上，经沉淀转化或热分解后还原制得。制备负载型金属催化剂的关键之一是控制热处理和还原条件。 二﹑按催化剂活性组分是一种或多种金属元素分类：（1）、单金属催化剂（2）、多金属催化剂
低温SCR脱硝催化剂研究现状 1 引言 氮氧化合物(NO，NO2，N2O)是空气污染的主要来源，他们能产生光化学烟雾，酸雨，臭氧空洞以及温室效应。几乎所有的NOx都来自于运输和火力发电厂。因此控制NOx在空气中的排放是一个亟待解决的问题。在我国的燃煤电站中大多采用低NOx燃烧技术，而脱硝效率较高的选择性催化还原(SCR)技术则相对应用较少[1]。在国外SCR脱硝技术应用十分广泛。SCR脱硝技术的核心是催化反应，成功开发用于催化反应的催化剂是关键。 商业上应用比较成功SCR脱硝催化剂主要是以钛钒基(V2O5/TiO2)与WO3或者MoO3的混合物[2]。虽然钒基催化剂有很高的活性和抵抗SO2的能力，但是还才存在很多缺点。这种催化剂在300-400℃这样一个很窄的温度区间有活性，在这个温度区间可以避免由NH4HSO4和(NH4)2S2O7这样的硫酸铵盐引起的毛孔堵塞[3]。这种高温SCR脱硝装置一把设在省煤器之后，空气预热器和脱硫装置之前，由于烟气未进行除尘处理，容易造成催化剂孔道堵塞，影响催化剂寿命。而低温SCR催化剂可以在能耗较低的情况下把催化剂布置在脱硫之后[4]，这样可以降低能耗，防止催化剂孔道堵塞，提高催化剂寿命。所以近年来开发低温高效、性能稳定的SCR脱硝催化剂成为学者们研究的热点。 2 SCR的基本原理 选择性催化还原法(SCR)脱硝是在催化剂存在的条件下，采用氨、碳氢化合物或者H2等作为还原剂，将烟气中的NOx还原为N2。 以NH3作为还原剂用SCR还原NOx时的主要化学方程式为[5]： 4NO + 4NH3 + O24N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O23N2 + 6H2O 当以碳氢化合物作为还原剂时，碳氢化合物种类的不同导致其反应过程中的中间产物有着明显的区别，但多数情况下都有CO2的生成。这时，SCR反应的化学方程式[6]可以表示为： CxHy + mNO + (2x + y/2–m)O2xCO2 + m/2N2 + y/2H2O 当以H2作为还原剂时，主要的化学方程式[7]为： 2NO + 4H2 + O2N2 + 4H2O H2O和SO2存在下催化剂失活[8-10]以及在低于200℃时较低的N2反应选择性使得碳水化合物作为还原剂(HC-SCR,T<200℃)的工业技术的发展变的不可能。
贵金属催化剂的应用说明及历史 贵金属催化剂已经有很长的历史了，它的工业应用可以追溯到19世纪的70年代，以铂为催化剂的接触法制造硫酸的工业。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag／Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt／Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到上世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从上世纪70年代起，汽车排气净化用贵金属催化剂(以铂为主，辅以钯、铑)大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。贵金属催化剂的英文名称是precious metal catalyst，它主要是以铂族金属（Platinum Group Metal ）为主的铂（Pt）、钯（Pd）、钌（Ru）、铑（Rh）、铱（Ir）、锇（Os）等为催化活性组分的载体类非均相催化剂和铂族金属无机化合物或有机金属配合物组成的各类均相催化剂。铂族金属由于其d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。按催化反应类别，贵金属催化剂可分为均相催化用和非均相催化用两大类。均相催化用催化剂通常为可溶性化合物(盐或络合物)，如氯化钯、氯化铑、醋酸钯、羰基铑、三苯膦羰基铑、碘化铑等。非均相催化用催化剂为不溶性固体物，其主要形态为金属丝网态和多孔无机载体负载金属态。金属丝网催化剂(如铂网、铂铑合金网等)的应用范围及用量有限。绝大多数非均相催化剂为载体负载贵金属型，如Pt／A12O3、Pd／C、Rh／SiO2、Pt-Pd／Al2O3、Pt-Rh／Al2O3等。在全部催化反应过程中，多相催化反应占80％～90％。按载体的形状，负载型催化剂又可分为微粒状、球状、柱状及蜂窝状。按催化剂的主要活性金属分类，常用的有：铂催化剂、钯催化剂和铑催化剂、钌催化剂等。贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性,在石油、化工、医药、农药、食品、环保、能源、电子等领域中占有极其重要的地位。在石油和化学工业中的氢化还原、氧化脱氢、催化重整、氢化裂解、加氢脱硫、还原胺化、调聚、偶联、歧化、扩环、环化、羰基化、甲酰化、脱氯以及不对称合成等反应中，贵金属均是优良的催化剂。在环保领域贵金属催化
贵金属催化剂 贵金属催化剂(precious metal catalyst)一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料。几乎所有的贵金属都可用作催化剂，但常用的是铂、钯、铑、银、钌等，其中尤以铂、铑应用最广。它们的d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。 简史1831年英国菲利普斯(philips)提出以铂为催化剂的接触法制造硫酸，到1875年该法实现工业化，这是贵金属催化剂的最早工业应用。此后，贵金属催化剂的工业化应用层出不穷。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag／Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt／Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到本世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从1974年起，汽车排气净化用贵金属催化剂(以铂为主，辅以钯、铑)大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。贵金属催化剂开发应用百余年(1875～1994年)来，其发展势头长盛不衰。新的品种、新的制备方法、新的应用领域不断出现，有关基础理论也在不断完善。随着科学技术的不断进步，贵金属催化剂将会在一些新领域中继续发挥重要作用。当然，由于贵金属资源稀少、价格昂贵，人们也在不断研究开发非贵金属或低含量贵金属催化剂。 主要性能指标 (1)活性。是衡量催化剂效能大小的标准。工业上通常以单位体积(或重量)催化剂在一定条件下，单位时间内所得到的产品数量来表示。(2)选择性。是指催化剂作用的专一性，即在一定条件下，某一催化剂只对某一化学反应起加速作用。选择性通常以反应后所得指望产物的克分子数与参加反应的原料克分子数之比的百分数表示。(3)稳定性。是指催化剂在使用过程中保持其活性及选择性不变的能力，通常以使用寿命来表示。催化剂的良好性能不仅取决于活性金属的固有特性(原子的电子结构等)，而且取决于其结晶构造、粒子大小、比表面积、孔结构及分散状态等因素。此外，助催化剂及载体对催化剂的性能也有重要影响。 分类及应用按催化反应类别，贵金属催化剂可分为均相催化用和多相催化用两大类。均相催化用催化剂通常为可溶性化合物(盐或络合物)，如氯化钯、氯化铑、醋酸钯、羰基铑、三苯膦羰基铑等。多相催化用催化剂
SCR脱硝催化剂的发展历程 SCR 反应的催化剂发展主要经历了四个阶段。最早是采用Pt、Rh、Pd 等贵金属作为活性组分，以CO 和H2或碳氢化合物作为还原剂，其催化反应的活性温度区间较低，通常在300 ℃以下，现在多用于柴油机的排放控制中；后来，引入了V2O5/TiO2 等在化工过程中采用的金属氧化物类催化剂，最佳活性温区多处于250~400 ℃，其中钛基钒类催化剂也是燃煤电站SCR 系统中最常采用的催化剂；再后来发展了碳基催化剂，使烟气同时脱硫脱氮技术得以发展；近年来，对金属离子交换沸石类催化剂研究较多，其有效的活性温区较高，最高可达600℃，对NOx 的催化还原和催化分解活性都很高，是研究中比较活跃的领域。 1 贵金属催化剂 Pt、Ph 和Pd 等贵金属类催化剂通常以氧化铝等整体式陶瓷作为载体，这种催化剂在20 世纪70 年代前期就已经作为排放控制类的催化剂而有所发展，并成为SCR 反应中最早使用的催化剂。贵金属催化剂对NH3氧化具有很高的催化活性，但在选择催化还原过程中会导致还原剂大量消耗而增加运行成本，同时，贵金属催化剂不仅造价昂贵，还易发生硫中毒，所以贵金属催化剂的研究目标是进一步提高低温活性，提高抗硫性能和选择性。目前，贵金属催化剂仅应用于低温条件下以及天然气燃烧后尾气中NOx 的脱除。在这类催化剂中，Pt 的研究相对深入，其本反应过程为NO 在Pt 的活性位上脱氧，然后碳氢化合物再将Pt- O 还原。Pt 催化剂的优点是具有较高的效率，缺点是有效温度区间较窄。在这类催化剂中，较多的采用CO 以及碳氢化合物作为还原剂。 2 金属氧化物催化剂 金属氧化物类催化剂，主要包括V2O5、WO3、Fe2O3、CuO、CrOx、MnOx、MgO、MoO3和NiO 等金属氧化物或其联合作用的混合物，如水滑石中提取出来的Co-Mg- Al，Cu-Mg- Al 和Cu- Co-Mg- Al 等。通常以TiO2、Al2O3、ZrO2、SiO2 等作为载体，这些载体主要作用是提供大的比表面积的微孔结构，在SCR 反应中所具有的活性极小。当采用这一类催化剂时，通常以氨或尿素作为还原剂。目前，工程应用上使用最多的是V2O5/TiO2 类催化剂。在以具有锐钛矿结构的TiO2 作为载体的钒类催化剂中，以化学组成来说，通常有几种不同类型，分别是V2O5 -WO3/TiO2，V2O5 -MoO3/TiO2，V2O5 -WO3-MoO3/TiO2 等，其中尤以V2O5-WO3/TiO2 研究以及应用较多，而单一活性成分的V2O5/TiO2则较少应用。各活性成分的主要作用是：V2O5 作为主要的活性组分，其担载量通常不超过1 %（质量分数）。这是由于V2O5 也可同时将SO2 氧化成SO3，这对SCR 反应很不利，因此，钒的担载量不能过大。锐钛矿结构的TiO2 作为载体主要是因为钒的氧化物的TiO2的表面有很好的分散度；SO2氧化生成的SO3与TiO2发生的反应
锰基氧化物低温脱硝催化剂的研究 氮氧化物(NO、)是一种常见的大气污染物,是光化学烟雾、大气酸沉降以及城市雾霾等一系列环境问题的根源所在,NOx的污染控制对改善空气质量具有重 要意义。氨选择性催化还原(NH3-SCR)是一种被广泛应用脱硝技术,已商业化的钒钛体系催化剂活性温度窗口较窄(350～400℃)且低温活性较差,开发具有较高活性的低温SCR技术成为研究人员关注的热点。 本论文采用浸渍法制备了一系列锰基催化剂,考察了MnOx负载量、焙烧温度、Ce添加量、载体以及制备方法对催化剂脱硝性能的影响。并通过XRD、 H2-TPR、BET、SEM、NH3-TPD以及XPS等表征手段研究了催化剂的理化性质。 论文主要得出以下结论：1、以USY、β及ZSM-5分子筛为载体,Mn负载量分别为t%,15wt%及15wt%,焙烧温度为300℃时,催化剂的低温脱硝活性相对较好。 2、添加助剂Ce能显著提高Mn基氧化物催化剂的低温脱硝活性,当Mn:Ce摩尔比为2：1时,催化剂的活性相对较好。 XRD和SEM表征发现,Ce的添加能够促进Mn在催化剂表面上的分散,H2-TPR 表征发现,Ce的添加能够增大催化剂低温还原峰面积并降低低温还原峰温度。3、与β、 ZSM-5分子筛负载的催化剂相比,以USY为载体的催化剂具有相对较高的低温脱硝活性,这与该催化剂表面存在较多的活性氧物种及较多的弱酸位有关；同时,催化剂表面较高的Mn4+/Mn3+原子浓度比及较高的吸附氧表面浓度也有利 于提高催化剂的脱硝性能。 4、载体的硅铝比对催化剂催化活性有较大影响。以β-40为载体的催化剂 催化活性较好,与该催化剂催化剂低温还原峰温度较低有关。 5、活性组分负载顺序对催化剂催化活性有较大影响。同时负载Mn和Ce制
1金属催化剂概述 金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散或者负载型的金属催化剂，如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂，Ni/Al2O3加氢催化剂等； 金属催化剂及其催化剂作用机理金属互化物催化剂，如LaNi5可催化合成气转化为烃，是70年代开发的一类新型催化剂，也是磁性材料、储氢材料；金属簇状物催化剂，如烯烃氢醛化制羰基化合物的多核Fe3(CO)12催化剂，至少要有两个以上的金属原子，以满足催化剂活化引发所必需。这5类金属催化剂中，前两类是主要的，后三类在20世纪70年代以来有新的发展。几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。金属适合于作哪种类型的催化剂，要看其对反应物的相容性。发生催化反应时，催化剂与反应物要相互作用。除表面外，不深入到体内，此即相容性。如过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂，因为H2很容易在其表面吸附，反应不进行到表层以下。但只有“贵金属”（Pd、Pt，也有Ag）可作氧化反应催化剂，因为它们在相应温度下能抗拒氧化。故对金属催化剂的深入认识，要了解其吸附性能和化学键特性。 2．金属和金属表面的化学键 研究金属化学键的理论方法有三：能带理论、价键理论和配位场理论，各自从不同的角度来说明金属化学键的特征，每一种理论都提供了一些有用的概念。三种理论，都可用特定的参量与金属的化学吸附和催化性能相关联，它们是相辅相成的。
金属催化 金属催化剂主要用于脱氢和加氢反应。有些金属还具有氧化和重整的催化活性。金属催化剂主要是指4、5、6周期的某些过渡金属,如铁、金、铂、钯、铑、铱等。金属催化主要决定于金属原子的电子结构，特别是没有参与金属键的d轨道电子和d空轨道与被吸附分子形成吸附键的能力。因此，金属催化剂的化学吸附能力和d轨道百分数是决定催化活性的主要因素。 主要性能指标 (1)活性。是衡量催化剂效能大小的标准。工业上通常以单位体积(或重量)催化剂在一定条件下，单位时间内所得到的产品数量来表示。 (2)选择性。是指催化剂作用的专一性，即在一定条件下，某一催化剂只对某一化学反应起加速作用。选择性通常以反应后所得指望产物的克分子数与参加反应的原料克分子数之比的百分数表示。 (3)稳定性。是指催化剂在使用过程中保持其活性及选择性不变的能力，通常以使用寿命来表示。催化剂的良好性能不仅取决于活性金属的固有特性(原子的电子结构等)，而且取决于其结晶构造、粒子大小、比表面积、孔结构及分散状态等因素。此外，助催化剂及载体对催化剂的性能也有重要影响。 分类及应用 按催化反应类别，贵金属催化剂可分为均相催化用和多相催化用两大类。均相催化用催化剂通常为可溶性化合物(盐或络合物)，如氯