催化脱氢和氧化脱氢课件 (一)催化脱氢和氧化脱氢都是指将氢原子从有机分子中去除，制得其相应的不饱和化合物。
因为催化脱氢和氧化脱氢具有高效、低能耗、环保等特点，所以在有机合成领域得到广泛应用。
下面，我们将就催化脱氢和氧化脱氢进行详细阐述。
一、催化脱氢催化脱氢是指在催化剂的作用下，有机分子中存在的氢被环境控制下的化合物（氧、硫、水等）取代，使有机分子中形成双键、三键等不饱和卡宾或不饱和亚硝酰氨，所以有机分子中的氢原子称为“活性氢”。
催化脱氢常用的催化剂有三种：金属催化剂、非金属催化剂和过渡态催化剂。
金属催化剂包括Pd/C、PtO2等，少数金属离子对催化还具有一定效率，如Rh（Ⅰ）、Ru（Ⅰ）等。
非金属催化剂包括氮化硼（BN）、碳等，其中碳的重要性更为突出。
可根据碳的成分不同将其分为活性碳、炭（石墨）、颗粒形炭、气相反应用硬碳（2B）、气相反应用软碳（1B）等，具体应用取决于其结构、孔径大小、表面活性等性质的差异。
过渡态催化剂包括Pt、Pd、Ni、Co、Fe、Mo元素等。
以Pt和Pd为代表的过渡金属催化剂，在化学合成和有机化学上的应用非常广泛，尤其是Pt/C催化剂，因其催化效率高、具有很好的选择性和稳定性而成为工业领域中常用的催化剂。
二、氧化脱氢氧化脱氢是指有机化合物在氧化剂的作用下，通过氧化反应去除其中的一氢，同时发生双键或亚硝酰缩合反应，使得被氧化的有机化合物中的氢原子被取代，形成不饱和的化合物。
氧化脱氢的常用氧化剂有三种：含氧氧化剂、不含氧氧化剂和还原性氧化剂。
含氧氧化剂包括过氧化氢、氯柠檬酸等。
不含氧氧化剂包括硫酸亚铁、碘化氢、NaBH4、NaBH3CN、还原膦等等。
还原性氧化剂包括碳酸亚铁、硫代硫酸钠等。
总之，催化脱氢和氧化脱氢是有机合成领域中两种非常常用的反应方式，能够有效地制得不饱和卡宾或不饱和亚硝酰氨。
因此在有机化学的实验中，我们要仔细学习其原理，掌握其操作技巧，以便能够熟练地运用到自己的实验中。
收稿日期：２０２０－０６－０６基金项目：２０１７年中央财政支持地方高校发展专项《低碳清洁转化技术与工程应用平台建设》；２０１４年广东省教育厅项目《劣质燃料清洁转化及精细化利用工程技术开发中心（ＧＣＺＸ－Ａ１４１６）》；２０１６年茂名市工程技术研究开发中心（００１１０２３３３１２０２７）；“广东石油化工学院教学团队（２０１９年）《化工设计教学团队》（项目编号：ＴＤＰＹ２０１９２５）”作者简介：黄燕青（１９９０—），女，广东茂名人，广东石油化工学院研究实习员，本科，主要从事化学工程与工艺专业方向；通讯作者：陈 辉（１９６９—），湖南道县人，广东石油化工学院教授，博士，主要从事新能源与节能环保、新型低碳清洁转化过程开发与设计。
丙烷脱氢工艺对比黄燕青，陈 辉（广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名 ５２５０００）摘要：丙烷脱氢制丙烯的工艺主要有催化脱氢、氧化脱氢和无机膜催化脱氢三大类，详细对比丙烷催化脱氢技术中Ｏｌｅｆｌｅｘ工艺、Ｃａｔｏｆｉｎ工艺、ＦＢＤ工艺、ＳＴＡＲ工艺、Ｌｉｎｄｅ工艺的反应机理、工艺流程、催化剂、工艺特点、操作条件等内容，指出丙烷催化脱氢工艺具有良好的工业应用前景，未来需重点加强丙烷脱氢催化剂的研究开发工作，进一步优化工艺流程，提升整体经济性。
关键词：丙烷；丙烯；催化脱氢；氧化脱氢；无机膜催化脱氢中图分类号：ＴＱ２２１．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１５－００８９－０４ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＶａｒｉｏｕｓＰｒｏｐａｎｅＤｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｅｓＨｕａｎｇＹａｎｑｉｎｇ，ＣｈｅｎＨｕｉ（ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｈｏｏｌ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａｏｍｉｎｇ ５２５０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｒｏｐａｎｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｔｏｐｒｏｄｕｃｅｐｒｏｐｙｌｅｎｅｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，ｏｘｉｄａｔｉｖｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎａｎｄｉｎｏｒｇａｎｉｃｍｅｍｂｒａｎｅｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ．Ｏｌｅｆｌｅｘ，Ｃａｔｏｆｉｎ，ＦＢＤ，ＳＴＡＲａｎｄＬｉｎｄｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｎｐｒｏｐａｎｅｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｉｒｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍｓ，ｃａｔａｌｙｓｔｓ，ｐｒｏｃｅｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｅｔｃ．，．Ｉｔｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐａｎｅｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｇｏｏｄｃｏｍｍｅｒｃｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．Ｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｆｏｃｕｓｏｎｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｏｒｋｏｆｐｒｏｐａｎｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔｓ，ｆｕｒｔｈｅｒｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｐｒｏｃｅｓｓｅｃｏｎｏｍｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｐａｎｅ；ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ；ｏｘｉｄａｔｉｖｅｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ；ｉｎｏｒｇａｎｉｃｍｅｍｂｒａｎｅｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ 丙烯是一种重要的有机化工原料，用于生产聚丙烯、丙烯腈、丁醇、辛醇、环氧丙烷、异丙醇等产品。
名词解释1流程（过程）工业：过程工业(Process Industry )也称流程工业,是指通过物理变化和化学变化进行的生产过程。
过程工业包括化工、制药、食品加工、造纸、冶金、建材、核能、生物技术等工业。
2化学工程：化学工程主要研究化学工业和其他工业过程生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律，它的一个主要任务是研究有关工程因素对过程和装置的效应，特别是生产放大中的效应问题。
3化学工艺：即化工生产技术，是利用已有的化学、化学工程等学科成就为化学工业提供技术上先进可靠、经济上合理的生产方法、原理、设备与流程等成套技术，将化工原料转变为化工产品的方法和过程。
4化工工艺学：化工工艺学就是研究怎样运用化学、化学工程和其他工程学科的知识和技能,创立技术上先进、经济上合理、生产上安全、环境上友好的化学工艺的学科,其任务是为化学工业提供技术上最先进、经济上最合理的方法、原理、设备及流程。
5化工生产过程：化工生产从原料开始到制成目标产物要经过一系列物理或化学的加工处理步骤，这一系列加工处理步骤总称为化工生产过程。
6工艺流程：将原料转变成化工产品的工艺流程7工艺流程图：工艺流程多采用图示的方法来表达，称为工艺流程图。
8循环经济：循环经济运用生态学规律建立“资源-生产-产品-消费-废弃物再资源化”的物质清洁闭环流动模式和“低开采、高利用、低排放”的循环经济模式，使得经济系统和谐地纳入自然生态系统的物质循环过程中，从而实现经济活动的生态化，达到消除环境破坏、提高经济发展规模和质量的目的。
9生产能力：一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量或处理的原料量。
在最佳条件下可以达到的最大生产能力10生产强度：设备的单位体积（或面积）的生产能力。
11化学反应速率：用来表示反应进行的快慢。
常用单位反应体积单位时间内物质转化量的多少来描述。
12煤炭液化：是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为便于运输和使用的液体形态的液体燃料、化工原料和产品的先进洁净技术。
丙烷脱氢制丙烯催化剂研究进展及发展前景摘要：本文主要介绍了Cr系、Pt系、氧化物、非金属氮化物催化剂在丙烷催化脱氢和氧化脱氢反应中的应用研究进展情况，同时对Cr系、Pt系、氧化物、非金属氮化物催化剂的发展前景和方向进行了展望。
关键词：丙烷脱氢;催化剂;Cr系;Pt系丙烯作为当下石油化工领域缺一不可的原料，传统生产方法包括裂解以及作为炼油厂副产物得到。
为了满足日益增长的需求，丙烷脱氢的工艺有两种，包括催化脱氢和氧化脱氢，下面将对每一种工艺的催化剂进行介绍。
工艺所用催化剂主要有Cr系、Pt系、氧化物催化剂、非金属氮化物催化剂等。
1 Cr系催化剂Cr系催化剂具有十分突出的活性，成本较低，常用于丙烷脱氢制丙烯过程中。
一般工业上常选取Cr系催化剂的质量分数为13%-15%的负载量，因为超过这一范围的负载量将会导致Cr系催化剂的活性组份失活，大大降低了催化效率。
对于Cr系催化剂的活性成分来说，具体可分为以下几种，单核Cr（Ⅲ）、双核Cr（Ⅲ）、三核Cr（Ⅲ）、多核Cr（Ⅲ）或Cr2O3簇等具有不同氧化性和不同配位数的Cr物种。
Kang K等人验证了单核Cr（Ⅲ）是反应的活性位，同时转化速率与Cr含量无关，主要是基于CrOx/ZrO2催化体系用于丙烷脱氢的研究得到的。
Delley M F等人验证了多核Cr（Ⅲ）对催化反应起着重要作用，其中“还原Cr3+”具有催化活性，“非还原Cr3+”具有催化惰性。
2 Pt系催化剂工业化丙烷直接脱氢制丙烯的催化剂还有Pt系催化剂。
其中比较出名的是美国UOP公司自主研发的Oleflex工艺，该工艺使用的是Pt系催化剂，主要基于高活性，低污染，低磨损率的优点。
杨维慎等人验证了基于Pt-Sn/Al2O3中加入助剂Mg金属后发现Sn、MgO的加入不仅能够改善Pt-Sn/Al2O3催化剂的稳定性，而且有利于提高催化剂的活性。
上述的丙烷催化脱氢制丙烯的过程中，没有引入氧化剂，其实也可以在制丙烯过程中引入适量的催化剂，常见的氧化剂有O2、CO2、N2O等。
