《工业催化》第1章绪论34学时.ppt

1、工业催化Catalysis in Industrial Processes,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,“Catalysis is the heart of modern chemical industry.” “Catalysis is the front research area of chemistry.” “A new technology created need a new catalyst, which makes chemical industry improve rapidly.

2、” “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

3、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）

4、,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+3H23NH3 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

5、,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，走可持续发展的道路