第2章催化剂与催化作用PPT课件

.第一、二章催化和催化，第一节催化定义和特性第二节催化组成和功能第三节产业催化要求第四节催化剂和均质催化剂，2，1节催化剂定义及特性，反应Gibbs自由焓不变，定义：反应的物质称为催化剂。3，非催化和催化反应的活化能kj/mol-1，4，特征：可以改变反应过程，只加速反应，但热力学不能做的反应只有加速(正逆反应同时加速)。但是不改变平衡位置，不影响平衡组成。催化作用必须有选择性地反应。但是反应前后的总量在催化理论上没有消耗。实际上有微小的变化。要停用。5，催化剂的选择性实例三，指标：1。活动2 .可选3 .稳定性4，重要性1。开发新cat时：活动可选稳定性2。cat.每日使用时可选稳定性活动，6，2节催化剂的组成和功能，构成活性成分：电导类型分类辅助催化剂：结构类型，电子活性，选择性，寿命载体：低/高表面，天然/人工3354活性，选择性，强度热稳定性，传递过程载体功能有效有效成分用量减少4。提高热稳定性5。提供其他活动中心6。活性成分和载体生成溢出现象：固体cat表面活性中心(原活性中心)、离子或自由基(也是活性纸)被吸附并转移到其他活性中心(第二活性中心)。这种现象称为溢流现象。发生条件：1)必须有溢出纸发生的主要原因(Pt、Pd等金属原子)。2)必须有接受新物种的受体(氧化物、分子筛、活性炭素等)。8，3，催化功能1。可以改变催化剂的化学成分、化学结构、电子结构、晶格结构、酸碱、离子价态等。2 .可以改变载体的性能，改变表面结构、孔结构、孔分布、机械强度等。普通辅助催化剂的含量效果比载体含量效果更敏感。9、10，11、第12，3节对工业催化剂的要求，三方面要求：1)活性2)可选3)稳定性(或寿命)活性和可选指标活性定义：影响反应过程变化的cat的程度通常表示为：1)在给定温度下转换率x的大小(x，活性)，13，4)也可以用反应速度k表示(k，活动)5)比活动a=k/s表示(A，活动)6)活动A=as(s是活动区域Sp比活动的a更重要。定义转换率：可选定义：产出率定义：关系： y=xsp，14 是通过苯加氢生产环乙烷，每年15，000吨环乙烷生产反应器(包括Pt/Al2O3催化剂2.0m3)，如果催化剂累积密度为0.66g/cm3，则计算时空产率。(环己烷的分子量为84)解决方案环己烷的分子量为84，按每年300天的生产标准计算，按单位体积(每米3)催化剂计算，yt.s .按0.66g/cm3计算，2.0m3的催化剂重量为1320千克，因此按单位重量(kg)催化剂计算，yt.s .15，是乙烯催化氧化环氧乙烷，反应原料气中乙烯的体积100%浓度为cV，进料速度为SV(m3/m3cath)，乙烯的转化率为x，生成环氧乙烷的选择性为s，催化剂的时空产量(乙烯解决方案根据问题，单位时间，单位体积催化剂通用的乙烯量为SVcVxs/22.4千摩尔。根据反应测量关系，一个乙烯分子可以生成环氧乙烷的一个分子，因此转化为环氧乙烷的乙烯的千摩尔数，即生成环氧乙烷的千摩尔数。此值乘以环氧乙烷的分子量44，得出环氧乙烷的数量(以kg为单位)。以计算方式表示：16，稳定性和寿命指标稳定性：活性，随时间变化的可选变化为：1)热稳定性：0.3Tm，0.5Tm，烧结(Tm熔点)2)化学稳定性：杂质，焦化，污染3)机械强度稳定性：压缩，17，18、19，工业催化寿命，20，4节催化剂和均质催化剂介绍，均质催化剂的优点：1)通常在温和条件下反应2)具有良好的选择性3)催化机理明确，研究和掌握均质催化剂的缺点：1)分离困难2)一般高成本(Rh，Pd，Pt，21，著名均质催化剂3例1) HAc原子经济中甲醇羰基化，Rh或Ru复合催化剂的绿色生产模型，可在150 下生产的产品纯度超过99%。实际生产时使用15atm，175 的反应条件(最佳条件)。(2)乙烯的均相催化氧化是乙醛Wacker工艺的第一次工业催化氧化反应(PdCl2-Cul2或PdCl2)，早期采用PdCl2-Cul2催化剂，导致需要高CL-1浓度(污染、腐蚀等严重问题)的后期cal-1，22，3)alpha烯烃氢醛合成醛(酮)OXO工艺alpha烯烃和合成气反应脂肪醛的一种，也称为氢甲酰化。、一氧化碳和氢在催化作用下在烯烃的双键中同时添加氢原子和甲酰，产生一个碳原子比原来烯烃多的两个异构醛的反应过程。在工业中，最终产品是酒精，因此将醛加氢成酒精的反应经常包括羰基合成。例如：丙烯合成气丁烷醇极(重要反应)全世界使用此方法制造增塑剂和洗涤剂，或使用co: 200-300 ATM(初期)co: 15-25 ATM(后期)80-8