绪论催化作用和与催化剂

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1、工业催化课程说明：总学时为32学时章节数为12章重点章节为第3和4章课堂讲授为主，结合自学、讨论、习题以及考试考核方式：闭卷考试70％＋平时30％联系电话：15965534472电子邮箱：drchengyz@163.com课件邮箱：sdutcheng@163.compassword:kejian第一章绪论1-1工业催化发展简史1836年，J.J.Berzelius提出：catalysis＝cata＋lysis催化作用＝下降＋分裂催化剂破坏阻碍分子反应的正常力；催化剂具有催化作用和催化力。淀粉在酸的存在

2、下转化为葡萄糖。2021/7/1641-1工业催化发展简史1.基础化工催化工艺的开发期－－19世纪后半叶到20世纪的前20年19世纪60年代，开发了用氯化铜为催化剂使氯化氢进行氧化以制取氯气的Deacon(迪肯)工艺过程；1875年，德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一座生产发烟硫酸的接触法装置，并制造所需的铂催化剂，这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个具有工业意义的催化剂，现在铂仍然是许多重要工业催化剂中的催化活性组分；1903年Ostwald开发氨在铂网上被氧化物氧化氮，以制备硝酸。2021/

3、7/1651-1工业催化发展简史1.基础化工催化工艺的开发期1905年，Ipatieff(伊帕季耶夫)以白土为催化剂进行了烃类的转化，包括脱氢、异构化、叠合等，为后来的石油加工工业奠定了基础；1910年，Haber和Bosch以Fe为催化剂用N2和H2合成氨；1923年，BASA公司以H2和CO高压合成甲醇；1925年，美国科学家MurrayRaney发明RaneyNi(雷尼镍)催化剂；1930年，F-T(费－托，Fischer-Tropsch)由水煤气合成液体燃料(石油)。2021/7/1661-1

4、工业催化发展简史2.炼油和石油化工发展时期－－20世纪30～70年代19世纪末内燃机的问世使汽油和柴油的需求猛增，仅靠原油的蒸馏（即原油的一次加工）不能满足需求，于是诞生了以增产汽、柴油为目的，综合利用原油各种成分的原油二次加工工艺，如1913年实现了热裂化，1930年实现了焦化，1930年实现了催化裂化，1940年实现了催化重整等，此后加氢技术也迅速发展，这就形成了现代的石油炼制工业。20世纪50年代以后，石油炼制为化工产品的发展提供了大量原料，形成了现代的石油化学工业。2021/7/1671-1工

5、业催化发展简史2.炼油和石油化工发展时期1929年，E.J.Houdry开发流化床催化裂化工艺(FCC)，这是一个最重要的石油炼制工艺；1937年，Ipatieff和其学生Pines发明高辛烷值的叠合汽油和烷基化汽油；同年，其另一位学生Haensel创建了催化重整工艺，催化裂化和催化重整工艺的创建，大大加速了炼油工业的发展；1941年开始了从石油轻质馏分催化重整制取芳烃的新工艺，同年从烃类裂解气体中分离出合成橡胶的重要单体丁二烯；20世纪50年代，在裂化技术基础上开发了以制取乙烯为主要目的的烃类水蒸汽

6、高温裂解技术。2021/7/1681-1工业催化发展简史3.合成高分子材料工业的兴起在20世纪30年代，高分子合成材料大量问世。按工业生产时间排序为：1931年为氯丁橡胶和聚氯乙烯，1933年为高压法聚乙烯，1935年为丁腈橡胶和聚苯乙烯，1937年为丁苯橡胶，1939年为尼龙66。第二次世界大战后石油化工技术继续快速发展，1950年开发了腈纶，1953年开发了涤纶，1957年开发了聚丙烯。2021/7/1691-1工业催化发展简史3.合成高分子材料工业的兴起Ziegler-Natta(齐格勒-纳塔)

7、体系催化剂：主要以Ti、Cr、Co、Ni等为催化剂，制备高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)和聚丁二烯橡胶等；该催化剂的发现既开创了新的聚烯烃工业，也引发了金属有机化合物催化剂的研究；茂金属等规聚丙烯催化剂：1980年，德国科学家Kaminsky和Sinn发明了烯烃聚合的茂金属单活性中心催化剂(SSC，singlesitecatalyst)；茂金属催化剂制备的等规聚丙烯与Ziegler-Natta催化剂的聚合物相比，具备硬度高、透光率强、相对分子质量分布窄、无超高相对分子质量聚合物等特点。2021

8、/7/16101-1工业催化发展简史4.择形催化与新一代石油炼制工业择形催化(shape-selectivecatalysis)是1960年Weisz和Frilette在研究小孔沸石的催化反应过程时首创的一个名词，用来描述这类分子筛的独特催化性能。他们发现以分子筛做催化剂时，反应主要在分子筛晶体内进行，而且只有那些大小和形状与沸石孔道相匹配，能够扩散进出通道的分子才能成为反应物和产物，所以称为择形催化；与传统的无定形催化剂相比，沸石催化剂的活性要高得多，