工业贵金属催化剂 实用金属催化剂的反应和实例PDF电子书下载

1 贵金属催化剂的特征 1

1.1 反应机理 2

1.2 活性 2

1.3 选择性 4

1.4 协同效应 5

1.5 溶剂 5

1.6 稳定性 6

1.7 耐毒性 6

1.8 作为金属的毒性 6

1.9 催化剂的制备 6

1.10 废催化剂的处理 7

2 使用方法 8

2.1 选择反应方式 8

2.2 浆态床催化剂 9

2.2.1 催化剂的使用量 9

2.2.2 金属浓度 10

2.2.3 粒度和活性 11

2.2.4 反应温度和反应速率 11

2.2.5 粒度和过滤速度 11

2.2.6 重复使用法 12

2.2.7 浆态床反应器 14

2.2.8 浆态床催化剂的充填方法 14

2.2.9 预还原 14

2.2.10 过滤方法 14

2.2.11 滤纸和滤布 16

2.2.12 过滤助剂 16

2.2.13 废催化剂的形状 17

2.3 固定床催化剂 17

2.3.1 固定床反应器 17

2.3.2 固定床催化剂的填充方法 18

2.3.3 预还原 21

2.3.4 操作方法 21

2.3.5 催化剂的卸出 23

2.3.6 废催化剂的处理方法 24

2.4 催化剂的保管方法 24

2.4.1 保存方法 24

2.4.2 火灾时的灭火方法 25

2.5 事故示例 25

3 活性劣化 26

3.1 工业催化剂的寿命 26

3.2 活性劣化 27

3.2.1 初期活性 27

3.2.2 催化剂表面的变化 28

3.2.3 工业催化剂的劣化原因 29

3.2.4 催化剂毒和反应促进剂 29

3.2.5 活性和选择性赋予物质的脱离 30

3.2.6 催化剂配体的劣化 31

3.3 劣化现象 31

3.4 催化剂毒 33

3.4.1 一氧化碳 34

3.4.2 氧气 35

3.4.3 酸 35

3.4.4 附着异物 37

3.4.5 卤素 38

3.4.6 硫成分 38

3.4.7 重金属 39

3.4.8 反应生成物 40

3.4.9 含有孤对电子的化合物 41

3.4.10 有机化合物 41

3.4.11 灰尘类 42

3.4.12 其他的不明杂质 42

3.5 催化剂自身的变化 42

3.5.1 烧结 42

3.5.2 凝集和溶出 43

3.5.3 载体的变化 44

3.5.4 价态的变化 44

3.6 物理原因造成的劣化 44

3.6.1 磨损，粉化 44

3.6.2 机械强度的变化 45

3.6.3 脱离 45

4 劣化原因的调查和劣化对策 46

4.1 劣化原因的解析 46

4.1.1 劣化原因的确定 46

4.1.2 反应速率 46

4.2 劣化原因的测定方法 47

4.2.1 粒度分布 47

4.2.2 比表面积（孔径分布） 48

4.2.3 热重分析（TG） 49

4.2.4 金属表面积（MSA） 49

4.2.5 XRF（X射线荧光分析） 52

4.2.6 AES（俄歇电子分光分析，Auger electron spectroscopy） 52

4.2.7 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy) 52

4.2.8 TEM（透射电镜） 53

4.2.9 Cl,S,P的化学分析 53

4.2.10 利用活性劣化反应测定 54

4.3 劣化原因的解析 56

4.3.1 解析方法 56

4.3.2 催化剂的处理方法 57

4.3.3 根据推测进行解析 57

4.3.4 通过再生处理进行解析 59

4.4 劣化对策 60

4.4.1 针对使用方法的劣化对策 60

4.4.2 替代催化剂 60

4.4.3 劣化催化剂的利用 61

4.4.4 低活性催化剂的使用 62

4.4.5 体系内添加物防止劣化作用 62

4.4.6 对反应条件的研究 64

4.5 再生法 64

4.6 劣化原因的解析实例 65

4.6.1 还原烷基化催化剂 65

4.6.2 乙烯裂解副产物油的加氢催化剂 68

4.6.3 马来酸氢化催化剂 69

4.6.4 去除空气中一氧化碳的催化剂 69

4.7 寿命试验 70

4.7.1 浆态床 70

4.7.2 固定床 70

4.7.3 实际的反应试验 71

4.7.4 快速寿命试验 72

5 工业催化剂的开发 73

5.1 催化剂的制备 73

5.1.1 通过制备方法实现高活性 73

5.1.2 通过制备方法实现高选择性 78

5.1.3 通过制备方法实现催化剂长寿命 79

5.2 合金化催化剂 80

5.2.1 通过合金化实现高活性 80

5.2.2 通过合金化实现高选择性 83

5.2.3 通过合金化延长催化剂寿命 84

5.3 与载体的相互作用 88

5.3.1 通过载体实现高活性化 88

5.3.2 通过载体实现高选择性 89

5.3.3 通过载体实现多功能化 93

5.3.4 通过载体实现长寿命化 94

5.4 催化剂的修饰 97

5.4.1 通过修饰实现高活性化 97

5.4.2 通过修饰实现高选择性 98

5.4.3 通过修饰实现多功能化 101

5.5 混合催化剂 101

5.6 其他 102

6 反应器的优化设计 105

6.1 沟流效应（mull-distribution） 105

6.2 多管式反应器（multi-tubular reactor） 106

6.3 多段反应器 107

6.4 下向流 107

6.5 长寿命催化剂的开发流程 109

7 非均相催化反应 110

7.1 氢化反应 110

7.1.1 炔的氢化 110

7.1.2 烯烃的氢化 111

7.1.3 芳香族硝化物的氢化 118

7.1.4 卤代硝基化合物的氢化 123

7.1.5 Bamberger重排反应 126

7.1.6 亚硝基化合物的氢化 127

7.1.7 肟的氢化 127

7.1.8 叠氮化物的还原 128

7.1.9 羰基的氢化 128

7.1.10 腈的氢化 139

7.1.11 环氧基的氢化 142

7.1.12 羧酸的还原 142

7.1.13 芳香化合物的氢化 145

7.1.14 苯酚类的氢化 149

7.1.15 芳香胺的氢化 154

7.1.16 多元环的氢化 157

7.1.17 杂环的氢化 159

7.1.18 过氧化物的氢化 162

7.2 氢化脱卤 162

7.3 氢化分解 168

7.4 酯的氢化分解 170

7.5 还原烷基化 171

7.6 还原胺化 174

7.7 二聚化 178

7.8 异构化 180

7.9 歧化 181

7.10 复分解反应 182

7.11 羰基化 183

7.12 脱氢 188

7.12.1 烷烃脱氢 188

7.12.2 环烷烃脱氢 189

7.12.3 醇脱氢 193

7.13 氧化反应 194

7.13.1 烯烃的氧化 194

7.13.2 醇的氧化 194

7.13.3 羰基的氧化 198

7.13.4 加水氧化 200

7.13.5 氧化酯化 201

7.13.6 乙酰氧基化 202

7.13.7 其他氧化反应 203

7.14 分解 205

8 均相催化反应 214

8.1 羰基化 214

8.1.1 醋酸 214

8.1.2 无水醋酸 216

8.1.3 α-苯丙酸 217

8.1.4 乙烯的甲氧甲酰化 217

8.1.5 丙炔的甲氧甲酰化 218

8.1.6 Heck羰基化 219

8.1.7 碳酸酯的引入 219

8.2 氢甲酰化 220

8.2.1 2-乙基己醇（辛醇） 220

8.2.2 1,4-戊二醇 221

8.2.3 乙烯的氢甲酰化 222

8.2.4 3-甲基戊二醇 222

8.2.5 布洛芬 223

8.3 丁二烯的水合二聚 223

8.4 氢化 224

8.4.1 烯烃的氢化 224

8.4.2 硝基化合物的氢化 225

8.4.3 羰基的氢化 226

8.4.4 羧酸的还原 227

8.4.5 聚合物的氢化 227

8.5 氨基化 228

8.6 硅氢化 228

8.7 异构化 229

8.8 液相氧化反应 230

8.8.1 瓦克尔氧化（Wacker oxidation） 230

8.8.2 RuO2催化氧化 231

8.8.3 OsO4催化氧化 232

8.9 二聚 232

8.9.1 氧化二聚 232

8.9.2 Suzuki反应 234

8.10 环化反应 236

8.11 脱氨 236

8.12 均相固定催化剂 236

8.12.1 液相氧化 236

8.12.2 羰基的氢化 237

8.13 不对称合成 239

8.13.1 烯烃的氢化 239

8.13.2 羰基的氢化 242

8.13.3 异构化 244

9 特殊反应催化剂 248

9.1 氢化精制 248

9.1.1 乙烯的精制 248

9.1.2 氯乙烯制造过程中乙炔的氢化 249

9.1.3 丙烯的精制 249

9.1.4 丁二烯中含有的乙烯基乙炔的氢化 250

9.1.5 丁烯的精制 251

9.1.6 苯乙烯的精制 253

9.1.7 回收C4,C5 254

9.1.8 高纯度对苯二甲酸 254

9.1.9 高纯度间苯二甲酸 256

9.1.10 ε-己内酰胺的精制 257

9.1.11 丁醇的精制 257

9.1.12 其他的氢化精制 257

9.2 分解汽油的氢化 258

9.3 醋酸乙烯 260

9.4 乙酸烯丙酯 261

9.5 汽油的重整 262

9.6 p-二甲苯 264

9.7 聚合物的氢化 265

9.7.1 聚丁烯 266

9.7.2 羟基聚丁二烯 267

9.7.3 丙烯腈-丁二烯共聚物 268

9.7.4 苯乙烯-丁二烯共聚物 270

9.7.5 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）树脂 270

9.7.6 聚苯乙烯 271

9.7.7 聚苯胺 271

9.7.8 降冰片烯系树脂 272

9.7.9 乙烯-CO共聚物 272

9.7.10 C5以及DCPD（环戊二烯）系石油树脂 273

9.7.11 C9石油树脂 274

9.7.12 固定床催化剂的设计 275

9.7.13 均相催化剂 276

9.8 苯酚工艺 276

9.9 氨合成 277

9.10 过氧化氢 278

9.11 尼龙 280

9.12 MIBK（从丙酮直接合成） 281

9.13 山梨醇 282

10 气体相关催化剂 287

10.1 气体精制 287

10.1.1 脱氧气反应 287

10.1.2 氩气的精制 289

10.1.3 再结合装置 289

10.1.4 甲烷化 290

10.1.5 CO的选择性氧化 291

10.1.6 二氧化碳的精制 291

10.1.7 尿素装置中去除CO2中含有的H2 292

10.1.8 高纯度氮气 292

10.1.9 COG气体（焦炉煤气）的精制 293

10.2 气体制造 294

10.2.1 水蒸气重整 294

10.2.2 甲烷的空气重整 295

10.2.3 氨气的分解 295

10.2.4 NO2的还原 295

10.2.5 退火炉气体的制造 296

10.3 炉内清洗 296

11 环境催化剂 298

11.1 VOC去除催化剂 298

11.1.1 完全氧化反应 298

11.1.2 脱臭原理 299

11.1.3 设计条件 299

11.1.4 催化剂寿命 299

11.1.5 去除性能［1］ 301

11.1.6 VOC去除催化剂的长寿命对策 302

11.1.7 使用示例 302

11.1.8 利用工厂废气的热回收和动力回收 304

11.1.9 运转方法 305

11.2 有害气体净化催化剂 306

11.2.1 一氧化二氮的分解 306

11.2.2 除CO催化剂 306

11.2.3 DeNOx催化剂 307

11.3 催化剂燃烧 308

11.3.1 催化剂燃烧器 308

11.3.2 烧结炉废气 308

11.4 废水处理 308

11.4.1 气体清洗液的处理 308

11.4.2 化学装置的废液处理 309

11.4.3 硫化物处理 310

11.4.4 氨去除 310

11.4.5 利用NH4NO2分解的脱氮法 311

11.4.6 通过水合肼还原硝酸离子 311

11.4.7 有机酸废液处理 312

11.4.8 氯化铵废液处理 312

11.4.9 还原气氛下的废液处理 312

11.4.10 地下水的处理 313

12 期望的催化反应和催化剂 315

12.1 过氧化氢 315

12.2 甲醇 315

12.3 乙烯 316

12.4 醋酸 316

12.4.1 固定床催化剂催化的醋酸制造 316

12.4.2 甲酸甲酯的异构化 316

12.4.3 乙烷的氧化制造醋酸 317

12.5 醋酸乙酯 317

12.6 醋酸制醋酸乙烯 318

12.7 丙烯酸 318

12.8 MMA 319

12.9 丁醛 319

12.10 己二酸 320

12.10.1 丁二烯合成己二酸 320

12.10.2 1,4-二乙酰氧基丁烯的羰基化 320

12.11 1,6-己二醇 321

12.11.1 己二酸的直接还原 321

12.11.2 丁二烯制1,6-己二醇 321

12.12 己二腈 322

12.13 十二烯 322

12.14 苯二甲醇 323

12.15 CHDM 323

12.16 高级醇 324

12.17 苯酚 324

12.18 碳酸二苯酯（DPC） 325

12.19 聚氨酯 326

12.19.1 N,N′-二苯脲 326

12.19.2 TDI 326

12.19.3 MDI 327

12.20 脱硫催化剂 328

本书参考书目 330

附录 331