《工业催化》第1章绪论34学时.ppt

工业催化 CatalysisinIndustrialProcesses 第一章绪论 2 1 1课程的性质与任务 课程性质 课程任务 3 工业催化与相关学科的关系 4 催化剂 催化科学的重要性 Catalysisistheheartofmodernchemicalindustry Catalysisisthefrontresearchareaofchemistry Anewtechnologycreatedneedanewcatalyst whichmakeschemicalindustryimproverapidly 90 的化工产品 是借助催化剂生产出来的 没有催化剂 就不可能建立现代的化学工业 5 无机化学工业中的合成氨 硝酸硫酸的生产 有机化工原料中的甲醇 丁辛醇 乙酸和丙酮等的生产 石油化工工业中催化裂化 催化重整等二次加工 煤化工中催化液化与气化 高分子化工中的三大合成材料的生产等 医药 农药领域的药物合成 生命活动领域的机体及微生物的生长 无不与催化剂相关 6 只要涉及化学反应的领域都存在着催化剂的应用 1 2工业催化学科的形成与发展 7 二十一世纪催化工业新领域 环保催化 生物催化 手性催化 纳米催化 组合催化 微化学反应体系中的催化 催化新材料 等等 几千年前 殷商时期 发酵法制酒与醋1746年 J Roebuck铅室法制硫酸 用NO2作气相催化剂 实现了第一个现代工业催化过程1811年 俄国科学家从科学意义上最先发现了催化作用 热的淀粉水溶液中添加盐酸时促进淀粉水解生成糖1836年 J J Berzelius首先提出 催化作用 概念 8 萌芽时期 二十世纪以前 J J Berzelius 1902年开发了油脂催化加氢工艺生产硬化油 视为近代有机工业的先河 法国Sabatier1912年获诺贝尔化学奖 1904年开始德国化学家F Haber研究合成氨催化剂 最伟大 影响最深远的催化工艺 1919年获诺贝尔化学奖 9 奠基时期 二十世纪前三十年 F Haber 10 大发展时期 二十世纪三十年代至七十年代 11 12 成熟时期 二十世纪八十年代后 1 催化工业在经济社会中的作用与地位 提高社会生产水平 合成氨 扩大资源利用范围 石油 煤 天然气 合成气 提取制造重要物质 精细化工 满足社会各方面需要 衣 食 住 行 环保 国防 13 合成氨 N2 3H2 3NH3催化剂 Fe Al2O3 K2O每吨催化剂可产2万吨氨N2来源 空气分离H2来源 烃类水蒸气转化法工艺 涉及反应 加氢脱硫转化变换甲烷化氨合成需用八种不同催化剂 14 石油 15 煤 16 天然气 17 合成气 18 精细化工 产量小附加值高医药 农药 染料 香料 涂料 各种助剂 合成材料等 19 满足社会各方面需要 衣 食 住 行 20 据统计 现有90 以上的化工过程是采用催化剂进行生产的 借助于催化剂生产的产品总值在全世界工业生产总值中约占18 仅低于机械产品的总值 21 全球催化剂销售额 美元 1975年8 2亿1980年11 9亿1985年25 08亿1990年59 84亿1995年85亿1996年90亿2000年100亿2001年105亿2007年135亿 22 催化剂市场地域结构 美国是全球最大催化剂市场 约占全球销售额的36 4 欧洲国家为28 日本为12 2 其它亚洲和中南美洲国家约占23 4 23 催化剂市场的需求结构 24 当前催化技术的研究和应用内容 更新原料路线 采用更廉价的原料 降低原料成本 资源有效利用 革新工艺流程 促进新工艺过程的开发 发展绿色清洁化工生产技术 走可持续发展的道