工业催化基础8
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1.绿色化学:利用一系列原理来降低和消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生.2.零排放:指无限的减少污染物和能源排放直至为零的活动。
3。
手性催化:手性就是物质的分子和镜像不重合性4.手性化合物:指分子量、分子结构相同,但左右排列相反的化合物,如实与其镜中的映体。
5.择形催化:沸石具有规则的孔道和孔笼结构,宽敞的通道和孔道靠可限制及区分进出的分子,使其具有形状及大小选择性,故称这种催化为择形催化.6.催化剂:在化学反应中能改变其他物质的反应速率而自身质量和化学性能不发生改变的物质,又称工业味精。
7.催化剂中毒:原料中的杂质,反应中形成的副产物等是催化剂的活性,选性明显降低或丧失的现象8。
溢流:固体表面吸附物(离子或自由基)迁移到次级活性中心的现象.9.载体:是活性组分的分散剂、黏合物或支撑体,是负载活性组分的骨架.可划分为低比表面积和高比表面积两类.10.助催化剂:加入到催化剂的少量物质,是催化剂的副主成分,其本身没有活性或者活性很小,但把它加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、分散状态、机械强度等。
11。
环境友好:主要包括预防污染的少废或无废的工艺技术和产品技术,同时也包括治理污染的末端技术。
12.强相互作用:作用于强子之间的力。
(时空产率单位:mol/(l*h))13。
时空产率:单位体积或单位面积的设备在单位时间内得到目的产物的数量。
14.超强酸:固体酸的强度若超过100%硫酸的酸强度,称为超强酸。
15。
超强碱:强度较中性物质高出19个单位的碱性物质,称为超强碱.16.杂多酸:由杂原子和配位原子按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸,或为多氧族金属配合物。
17.分子筛:分子筛是结晶型的硅铝盐酸,具有均匀的孔隙结构。
18。
络合催化:指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用,并且使之在配位空间进行催化的过程。
19。
三效催化:把一氧化碳,碳氢化合物,氮氧化合物分别氧化还原为对人体无害的二氧化碳,氮气,水蒸气时进行催化的过程。
《工业催化基础》课程教学大纲英文名称:Basis of Catalysis in Industry课程类型:专业课课程要求:必修学时/学分:32/2适用专业:化学工程与工艺一、课程性质与任务该课程的主要目的与要求是使学生掌握催化作用的基本规律、了解催化过程的化学本质、熟悉工业催化技术的基本要求和特性,培养学生对与催化剂相关问题的分析能力和解决能力。
为培养上述专业的工程技术人才提供坚实的理论基础。
二、课程与其他课程的联系本课程是一门多学科综合性很强的专业课,要求学生先修普通化学、分析化学有机化学、物理化学等基础课。
由于催化剂在化学工业上应用广泛,有90%以上的化学反应过程都使用催化剂,在学习期间或之后可以安排化工工艺学、化学反应工程课程时,对更好学习和理解这些课程的内容有很大的好处。
三、课程教学目标1.学习催化剂和催化作用基础知识和基本理论知识;掌握常催化作用特征;选用合适催化剂的能力;2.了催化剂活化、催化剂的失活及其再生过程,具对工业催化剂评价和使用的能力;3.掌握基本的催化剂设计和研制创新方法,培养学生追求创新的态度和意识;4.熟悉各类催化剂的特点和应用领域,了解各类催化剂的催化理论及其应用以及影响催化作用的因素;5.培养学生的对催化剂的制备、检测和评价的工程实践学习能力,使学生掌握典型的实验方法,获得实验技能的基本训练,具有运用催化原理解决工业催化实际问题的能力;6.了解工业催化的前沿和新发展动向。
四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节(课外教学环节、要求、目标)本课程没有可其他课外教学过程。
六、教学方法由于本课程中涉及知识面较宽,所阐述内容较多,最新的科技研究成果也比较丰富,为了引起学生学习的兴趣和加强讲授时的教学效果,本课程采用多媒体课件教学为主的教学方式。
由于在讲授过程中加入了大量的工业催化方面的研究成果,提高了学生的学习热情,也为拓宽他们将来的就业渠道打下了一定的基础。
在课堂教学中,通过讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生了解催化剂和理解催化原理的基本概念及其在化工生产中的应用。
第五章石油化工催化过程主要内容:催化裂化催化重整催化加氢和脱氢烃类选择氧化烷基化和歧化反应烃类异构化和芳构化催化水合和脱水反应烯烃的二聚和齐聚工业聚烯烃催化反应均相催化反应等工业催化过程的反应特征和规律第一节催化裂化一、裂化反应1、烷烃裂化为烯烃和较小的烷烃;C n H2n+2 C m H2m(烯烃) + C p H2p+2(烷烃)n=m+p2、烯烃裂化为较小的烯烃;C n H2n C m H2m(烯烃) + C p H2p(烯烃)n=m+p、烷基芳烃脱烷基为芳烃和烯烃;ArC n H2n+1 ArH(芳烃) + C n H2n(烯烃)第一节催化裂化4、芳烃侧链的断裂;ArC n H2n+1 ArC m H2m-1(带有烯烃侧链的芳烃) + C p H2p+1(烷烃)n=m+p5、环烷烃裂解为烯烃;C n H2n C m H2m(烯烃) + C p H2p(烯烃)n=m+p6、氢转移;环烷烃 + 烯烃芳烃 + 烷烃7、异构化;烯烃异构烯烃烷烃异构烷烃第一节催化裂化8、烷基转移;C6H4(CH3)2 + C6H6 C6H5(CH3) + C6H5(CH3)9、低分子量烯烃的歧化2H2C=CHCH2CH3H2C=CHCH3 + H2C=CHCH2CH2CH3第一节催化裂化二、催化裂化反应机理烃与催化剂表面酸中心反应生成活泼碳正离子,活泼碳正离子引发烃的链式反应碳正离子经过氢转移步骤生成碳正离子可分解为较小的正碳离子和一个烯烃分子生成的烯烃比初始的烷烃原料易于变为正碳离子,裂化速度也较快由于C-C键断裂一般发生在碳正离子的β位置,所以催化裂化可生成大量的C3~C4烃类气体,只有少量的甲烷和乙烷生成。
新正碳离子或裂化,或夺得一个氢负离子而生成烷烃分子,或发生异构化、芳构化等反应。
第一节催化裂化三、催化裂化催化剂1、无定形催化剂如SiO2-Al2O3催化剂(早期的催化剂,Al2O3中嵌入Si,表面呈酸性)2、分子筛催化剂活性高,选择性好,现普遍采用的催化剂,如ZSM-5四、催化裂化反应工程流化床催化裂化(FCC)工艺示意图:第二节催化重整一、催化重整反应1、加氢-脱氢反应;2、异构化、环化反应;3、芳构化反应。