石油化工产品中催化剂特点及应用文档格式.docx
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高选择性催化剂不仅直接决定了乙烯、氧气等原
料的单位成本,而且副产物及杂质生成量少,乙二醇和环
氧乙烷产品质量更高。
气固相氧化催化剂
气固相氧化催化剂由载体碳化硅或α-氧化铝和活性组分
钒钛系氧化物组成,主要分为以下五类:
-
()乙烯氧化制环氧乙烷用的银催化剂,以碳化硅或1
α-氧化铝为载体(加少量氧化钡为助催化剂)。
经过对催
化剂和工艺条件的不断改进,以乙烯计的重量收率已超过
%。
100
年月日,燕山分院研制的高选择性银催化剂10202010
率先在上海石化号乙二醇装置实现工业化应用,2YS-8810
取得了良好的运行效果。
同时对环氧乙烷的产率有极大的
提高。
()以钒钛系氧化物为活性组分,喷涂于碳化硅或刚玉2-
上制成的催化剂,用于从邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酐。
钒-钼系氧化物活性组分喷涂于刚玉上制成的催化剂,用
于苯或丁烷氧化制顺丁烯二酸酐。
邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酐反应
这类催化剂的改进是向多组分发展,已有八组分催化剂的
出现。
载体的形状也由球形改为环形、半圆形等以利传热。
总的趋势是追求高负荷、高收率和产品的高纯度。
()醇氧化成醛或酮,如甲醇氧化成甲醛用的银浮石(或-3
氧化铝)、氧化铁氧化钼及电解银催化剂。
-
()氨化氧化催化剂,世纪年代开发了以铋钼磷系-60-420
复合氧化物催化组分载于氧化硅上的催化剂,在此催化剂
上通入丙烯、氨、空气,可一步合成丙烯腈。
丙烯腈的合成反应为了提高选择性和收率,减少环境污染,
该催化剂在不断改进,有的新催化剂所含元素可达种。
15
()氧氯化催化剂,年代开发了氯化铜-氧化铝催化剂,560
在沸腾床反应器中通乙烯、氯化氢和空气或氧可得二氯乙
烷。
二氯乙烷经热裂解得氯乙烯单体。
此法对在电力昂贵
而石油化工发达的地区发展聚氯乙烯很有利。
液相氧化催化剂
芳烃侧链氧化为芳基酸用的催化剂,如对二甲苯在醋酸溶
液中加醋酸钴及少量溴化铵加热,通空气氧化生产对苯二
甲酸。
乙烯、丙烯氧化制乙醛、丙酮(瓦克法),用含少量氯化钯
的氯化铜溶液催化剂,通入烯烃、空气或氧,经一步或二
步反应后得到所需含氧化合物。
氯醇法生产环氧丙烷反应液相氧化催化剂法对反应设备腐
蚀严重,现已被有机过氧化物法逐渐取代,只有制备环氧
丙烷还用此法。
加氢催化剂
此类催化剂用于产品生产过程,也广泛用于原料和产品的
精制过程。
根据加氢情况的不同分为三类:
选择性加氢催化剂1
石油烃裂解所得乙烯、丙烯用作聚合原料时,须先经选择
加氢,除去炔、双烯、一氧化碳、二氧化碳、氧等微量杂
质,而对烯烃没有损耗。
所用催化剂一般是钯、铂或镍、.
钴、钼等载于氧化铝上。
控制活性物质的用量、载体和催
化剂的制造方法,可得不同性能的选择加氢催化剂。
其他
如裂解汽油的精制、硝基苯加氢还原为苯胺,也用选择加
氢催化剂。
非选择性加氢催化剂2
深度加氢成饱和化合物用的催化剂。
如苯加氢制环己烷用
的镍-氧化铝催化剂,苯酚加氢制环己醇、已二腈加氢制
己二胺用的骨架镍催化剂。
氢解催化剂3
以亚铬酸铜为催化剂,油脂加氢氢解生产高级醇的过程。
脱氢催化剂
高温脱氢催化技术
如氧化铁-氧化铬-氧化钾可使乙苯(或正丁烯)在高温
及大量水蒸气存在下脱氢成苯乙烯(或丁二烯)。
低温脱氢催化技术
由于脱氢一般需在高温、减压或大量稀释剂存在下进行,
能量消耗大。
近年来,发展了在较低温度下进行氧化脱氢
催化技术。
如聚乙烯用铋-钼系金属氧化物催化剂经氧化
脱氢制得丁二烯。
氢甲酰化催化剂
这类催化剂是工业生产中最早应用的络合催化剂。
用烯烃
与合成气在催化剂存在下反应生成多一个碳原子(CO+H2)
的醛。
如用乙烯、丙烯为原料经氢甲酰化(即通称的羰基
合成)制得丙醛、丁醛。
各种过渡金属羰基络合物对氢甲酰化反应均有催化作用。
但只有钴和铑的羰基络合物用于工业化生产。
氢甲酰化过
程过去用羰基钴络合物为催化剂,在液相高温高压下进行。
近年来,用羰基铑膦络合物催化剂,反应压力由原来的
降到,而且提高了正构醛的选择性节省了能,5MPa20MPa
量,降低了成本。
目前,在研究铑的回收方法及寻找代替铑的其他价廉易得
的高效催化剂,并研究负载型络合催化剂,以简化分离工
艺。
聚合催化剂
聚乙烯主要分为低密度和高密度两种。
齐格勒型催化剂制成的聚乙烯
过去,前者多用高压法~生产以氧、有机过氧,300MPa)(100
化物为催化剂。
后者多用中压法或低压法生产,中压法以
载于硅铝胶上的铬氧化钼等为催化剂低压法则用齐格勒型,-
催化剂以四氯化钛和三乙基铝体系为代表,在低温低压下)(
聚合。
近年来开发了新型高效催化剂,虽各厂有其独特的新催化
剂,但多用以镁化合物为载体的钛-铝体系催化剂,目前
已达到每克钛可制得数十万克以上聚乙烯的水平,由于聚
合物中残留催化剂极少,可以免去聚合物的净化处理,降
低了成本。
此外,还开发了在低压下生产线性低密度聚乙
烯的过程。
聚丙烯生产也开发了负载型的钛-铝体系高效
催化剂,每克钛可制得以上的聚丙烯。
1000kg
水合催化剂
水合反应是指水与另一物质分子化合成为一个分子的反应
过程。
水分子以其氢和羟基与物质分子的不饱和键加成生
成新的化合物,在此过程中起到催化作用的物质称为水合
催化剂,此种合成方法在有机化工生产中得到应用。
乙烯水合法制乙醇的反应工业上乙烯制乙醇用到的催化剂
水合过程是有机合成方法之一,但作为重要的生产方法,
还只限于少数类型产品,如乙醇及二元醇。
脱水催化剂
脱水可在加热或催化剂作用下进行,也可在与脱水剂反应
下进行。
脱水反应是水合反应的逆过程通常为吸热反应一,,
般,高温低压有利于反应进行。
此外,脱水过程绝大多数
须在催化剂存在下进行。
水合过程所用的催化剂──酸催
化剂也适用于脱水,常用的是硫酸、磷酸、三氧化二铝等。
醇的脱水过程
()乙醇脱水为乙烯的反应1
-氧化铝为催化剂。
γ采用硫酸或.
()丁醇脱水为烯烃的反应2
不同催化剂,主要产物不同,催化剂具有极高的选择性。
烷基化催化剂
烷基化是烷基由一个分子转移到另一个分子的过程。
是化
合物分子中引入烷基(甲基、乙基等)的反应。
工业上常
用的烷基化剂有烯烃、卤烷、硫酸烷酯等。
在标准的炼油过程,烷基化系统在催化剂磺酸或者氢氟酸)(
的作用下,将低分子量烯烃主要由丙烯和丁烯组成与异丁)(
烷结合起来,形成烷基化物主要由高级辛烷,侧链烷烃组(
成。
)
烷基化反应可分为热烷基化和催化烷基化两种。
由于热烷基化反应温度高,易产生热解等副反应,所以工
业上都采用催化烷基化法。
主要的催化烷基化有:
①烷烃的烷基化,如用异丁烯使异丁烷烷基化得高辛烷值
汽油组分:
②芳烃的烷基化,如用乙烯使苯烷基化:
苯与
乙烯反应生成乙苯用的无水三氯化铝-氯化氢催化剂
③酚类的烷基化,如用异丁烯使对甲酚烷基化:
由于硫酸和氢氟酸都具有较强的酸性,对设备的腐蚀相当
严重。
因此从安全生产和保护环境的角度来看,这两种催
化剂均不是较为理想的催化剂。
目前研究比较多的用固体
超强酸作为烷基化催化剂,但迄今为止尚未达到工业化应
用的阶段。
异构化催化剂.
一种同分异构体与另一种同分异构体相互转化的作用或过
程。
改变化合物的结构而不改变其组成和分子量的过程。
一般指有机化合物分子中原子或基团的位置的改变。
常在
催化剂的存在下进行。
催化剂主要有下列几类:
①弗瑞德-克来福特型催化剂,常用的有三氯化铝氯化氢、-
氟化硼氟化氢等。
这类催化剂活性高,所需反应温度低,-
用于液相异构化,如正丁烷异构化为异丁烷,二甲苯的异
构化等。
②以固体酸为载体的贵金属催化剂,如铂氧化铝、铂分子--
筛、钯氧化铝等。
这类催化剂属于双功能催化剂其中金属,-
组分起加氢和脱氢作用,固体酸起异构化作用。
采用这类催化剂时,反应需在氢存在下进行,故也称临氢
异构化催化剂,用于气相异构化。
烷烃、烯烃、芳烃、环
烷烃的异构化也可采用。
尤其是乙苯异构化为二甲苯和环
烷烃的异构化只有这类催化剂有效。
其优点是结焦少,使
用寿命长。
③以固体酸为载体的非贵金属催化剂,如镍分子筛等,一-
般也需有氢存在,用于气相异构化但不能使乙苯异构化成,
二甲苯。
④分子筛催化剂主要用于二甲苯的气相或液相异构,ZSM-5
化。
.
歧化催化剂
应用歧化过程,可使一种烃转变为两种不同的烃,因此歧
化是工业上调节烃的供求的重要方法之一。
最重要的应用
是甲苯歧化以增产二甲苯并同时生产高纯度苯,以及丙烯
歧化生产聚合级乙烯和高纯度丁烯(主要是顺、反丁烯)2-
的三烯烃过程。
甲苯歧化反应甲苯转化为苯、二甲苯一般采用硅铝催化剂,
目前研究比较热门的是分子筛催化剂,例如丝光沸石型丝
分子筛。
石油化工产品的生产过程中使用的催化剂种类繁
多,小编能力有限,欢迎各位七友批评指正!
这些催化剂
的生产厂家有哪些,不同厂家生产的同类型催化剂,催化
效果怎么样呢?
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