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工业催化导论第一章你现在浏览的是第一页，共45页催化剂：催化剂：一种能够改变化学反应速度，而它本身又不形成最终产物的物质。一种能够改变化学反应速度，而它本身又不形成最终产物的物质。催化作用：催化作用：是利用催化剂来加速化学反应速度的一种化学作用。是利用催化剂来加速化学反应速度的一种化学作用。催催化化科科学学：研研究究催催化化剂剂与与催催化化过过程程的的科科学学，涉涉及及到到物物理理、化化学学、材材料料等等多多类类学学科科，是是一一门门综合科学。综合科学。你现在浏览的是第二页，共45页表表1催化反催化反应应和非催化反和非催化反应应活化能的活化能的对对比比你现在浏览的是第三页，共45页2 催化科学的重要性(1)催化剂催化剂化学工业的基石化学工业的基石化学工业与石油化工，化学工业与石油化工，80%以上采用催化剂以上采用催化剂 1990年：年：全球催化剂销售全球催化剂销售59.84亿美元，其中炼油催化剂消耗量亿美元，其中炼油催化剂消耗量37.7万吨万吨2010年：年：全球催化剂需求全球催化剂需求123亿美元，今后三年预计年增长亿美元，今后三年预计年增长3.6%。预预计计2010年年：全全球球炼炼油油催催化化剂剂销销售售收收入入35亿亿美美元元，消消耗耗量量410万万吨吨，其其中中加加精精制制18亿美元，亿美元，FCC为为12亿美元。亿美元。预预计计未未来来五五年年，全全球球石石油油化化工工生生产产用用的的催催化化剂剂年年均均增增幅幅7.2%，至至2013年年市市场场份份额将达到额将达到43亿美元。亿美元。产出效益：产出效益：1美元催化剂产出美元催化剂产出195美元产品美元产品你现在浏览的是第四页，共45页(2)合成氨及合成甲醇合成氨及合成甲醇合成氨合成氨世界：世界：2007年合成氨产量年合成氨产量1.544亿吨。全球合成氨产能将从亿吨。全球合成氨产能将从2007年年的的1.763亿吨增加到亿吨增加到2012年的年的2.103亿吨。亿吨。中国：中国：2006年我国合成氨产量为年我国合成氨产量为4938万吨万吨，2007年年合成氨产量合成氨产量5158.87万吨，同比增长万吨，同比增长5.4。中国是世界第一大氮肥生产与消费国。中国是世界第一大氮肥生产与消费国。你现在浏览的是第五页，共45页你现在浏览的是第六页，共45页你现在浏览的是第七页，共45页天然气为原料合成氨具体过程：天然气为原料合成氨具体过程：加氢脱硫：加氢脱硫：在钼酸钴催化剂作用下，有机硫转化为在钼酸钴催化剂作用下，有机硫转化为H2S，再以，再以ZnO吸收或吸收或去硫磺回收装置。去硫磺回收装置。转化：转化：H2O+CH4COH2CO变换：变换：COH2OH2CO2吸收去除吸收去除CO2：吸收剂为热吸收剂为热K2CO3溶液、醇胺或甲醇溶液、醇胺或甲醇甲烷化：甲烷化：CO3H2CH4H2O（放热反应）（放热反应）CO24H2CH42H2O（放热反应）（放热反应）氨合成：氨合成：3H2+N2 2NH3你现在浏览的是第八页，共45页合成甲醇合成甲醇2006年：年：世界甲醇的总生产能力接近世界甲醇的总生产能力接近4800万吨，万吨，2006年总需求达年总需求达3680万吨。预万吨。预计到计到2010年，世界甲醇生产能力将达到约年，世界甲醇生产能力将达到约6400万万t，2015年达到约年达到约7200万万t中国：中国：2005年：年：全年国内精甲醇产量全年国内精甲醇产量536.2万吨；万吨；2006年：年：中国甲醇产量为中国甲醇产量为874.7万吨；万吨；2006年：年：国内共有甲醇生产企业国内共有甲醇生产企业142家，产能合计家，产能合计1344.4万吨万吨/年。年。2007年：年：我国甲醇产量为我国甲醇产量为1078万吨。到万吨。到2010年，我国新增甲醇产能将达到年，我国新增甲醇产能将达到1000万万1500万吨万吨/年，总产能将达到年，总产能将达到2000万万2500万吨万吨/年。到年。到2015年，我国甲醇消费量将年，我国甲醇消费量将达到达到2100万吨。万吨。“十一五十一五”期间：期间：我国新建、拟建甲醇项目共我国新建、拟建甲醇项目共42个。到个。到“十一五十一五”末期，我国甲醇末期，我国甲醇生产企业将有生产企业将有200家左右，产能将达到家左右，产能将达到2500万万3200万吨。万吨。中国是世界第二甲醇消费国中国是世界第二甲醇消费国你现在浏览的是第九页，共45页天然气合成甲醇工艺：造气与合成氨前半段制氢类似，得原料气天然气合成甲醇工艺：造气与合成氨前半段制氢类似，得原料气CO与与H2，再催化，再催化合成甲醇。合成甲醇。主反应为：主反应为：CO+2H2=CH3OH中、低压合成工艺催化剂：中、低压合成工艺催化剂：CuO-ZnO-Al2O3高压合成工艺催化剂：高压合成工艺催化剂：CuO-ZnO-Cr2O3你现在浏览的是第十页，共45页(3)石油炼制与石油化工石油炼制与石油化工炼油工业：炼油工业：催化裂化、烷基化、加氢精制、加氢脱硫等催化裂化、烷基化、加氢精制、加氢脱硫等石化工业：石化工业：三烯、三苯、乙炔和萘是合成三大合成材料的基础原料三烯、三苯、乙炔和萘是合成三大合成材料的基础原料三烯：三烯：乙烯、丙烯、丁二烯乙烯、丙烯、丁二烯三苯：三苯：苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯三大合成材料：三大合成材料：塑料、橡胶、纤维塑料、橡胶、纤维2005年：年：中国乙烯消耗量为中国乙烯消耗量为1,876万吨，但国内产能仅万吨，但国内产能仅844万吨，其余万吨，其余55%需进口。需进口。2006年中国乙烯产能年中国乙烯产能985万吨，产量万吨，产量922万吨。万吨。2007年：年：中国乙烯产量为中国乙烯产量为1048万吨万吨，需求需求2000万吨万吨 2010年：年：中国乙烯产量将达到中国乙烯产量将达到1600万吨，但需求量将达万吨，但需求量将达2500万吨，万吨，2015年将达到年将达到3,700万吨。万吨。目前，中国已超越日本成为仅次于美国的全球第二大乙烯生产国。目前，中国已超越日本成为仅次于美国的全球第二大乙烯生产国。你现在浏览的是第十一页，共45页表表1-2若干重要的石油若干重要的石油炼炼制催化制催化过过程程催化过程催 化 剂工 艺 特 点催化裂化SiO2AlO3、REY、USY、HZSM5减压馏分油、蜡油或掺炼部分渣油，在常压、450510催化裂化得到裂解气、汽油、煤油、轻柴油等产品。加氢裂化MoO3CoO/Al2O3；Pd/沸石分子筛重质原料油在320440，1020MPa条件下，使用双功能催化剂，生产优质中间馏分油，清洁燃料、润滑油基础油等。催化重整Pt/Al2O3(Cl)；PtR、PtIr、PtSn/Al2O3(Cl)含C6C9烃类的直馏汽油在500550和3MPa条件下，催化重整得到高辛烷值汽油和苯类产品，副产氢气。加氢处理族（Ni、Co）硫化物为助催化剂的族金属（Mo、W）硫化物在升温临氢（300400，4.010.0MPa）条件下，加工从汽油到渣油的各种馏分，包括原油进行处理，达到脱除S、N和重金属等杂质，烯烃和芳烃饱和，以改善馏分油的品质，得到产品或下游加工用的精制原料。烷基化H2SO4法、HF法异丁烷和各种丁烯（异丁烯，1-丁烯、2-丁烯）通过加成得到烷基化油，主要成分为工业异辛烷。催化叠合H3PO4、沸石分子筛在80130，4MPa条件下将丙烯，丁烯叠合成高辛烷值汽油你现在浏览的是第十二页，共45页你现在浏览的是第十三页，共45页(4)基础无机化工工业基础无机化工工业现现代代无无机机化化工工基基本本原原料料：三三酸酸(盐盐酸酸、硫硫酸酸与与硝硝酸酸)中中的的硫硫酸酸、硝硝酸酸均均是是伴伴随随着着V2O5与与合成氨、氨氧化反应催化剂及催化工艺的出现而获得发展。合成氨、氨氧化反应催化剂及催化工艺的出现而获得发展。硝酸工艺发展硝酸工艺发展早期：早期：硝石硝石(NaNO3)与浓硫酸分解制取，成本高，产能小与浓硫酸分解制取，成本高，产能小19世纪初期：世纪初期：电弧法制取，能耗高电弧法制取，能耗高1913年：年：实现以实现以Pt-Rh催化下的氨氧化制硝酸催化下的氨氧化制硝酸4NH35O24NO6H2ONOO2NO22006年：年：中国浓硝酸产量中国浓硝酸产量177.652万吨，硫酸产量万吨，硫酸产量4860.33万吨。万吨。2007年：年：中国浓硝酸产量中国浓硝酸产量200.885万吨万吨，硫酸产量约，硫酸产量约5280万吨。中国每年进口约万吨。中国每年进口约200万吨硫酸用于国内消费，是硫酸的净进口国。万吨硫酸用于国内消费，是硫酸的净进口国。2007年：年：中国纯碱产量中国纯碱产量1771.8万吨万吨,烧碱产量烧碱产量1759.3万吨，盐酸产量万吨，盐酸产量737万吨万吨你现在浏览的是第十四页，共45页你现在浏览的是第十五页，共45页(5)基本有机合成工业基本有机合成工业基基本本有有机机化化工工工工业业生生产产乙乙醇醇、环环氧氧乙乙烷烷、丁丁醇醇、辛辛醇醇、1、4-丁丁二二醇醇、醋醋酸酸、苯苯酐酐、苯苯酚酚、丙丙酮酮、顺顺丁丁烯烯二二酸酸酐酐、环环氧氧丙丙烷烷、甲甲醛、乙醛、环氧氯丙烷等，都需要各种催化剂。醛、乙醛、环氧氯丙烷等，都需要各种催化剂。2007年年：欧欧盟盟乙乙醇醇总总产产量量177万万m3，美美国国为为64.85亿亿加加仑仑，中中国国为为145万吨万吨(相当于相当于4.84亿加仑亿加仑)。2006年年：世世界界环环氧氧乙乙烷烷产产量量1813.3万万吨吨，总总产产量量约约150万万吨吨，但但商品量只有约商品量只有约51万吨（因为大部分联产为乙二醇）万吨（因为大部分联产为乙二醇）你现在浏览的是第十六页，共45页催化原理你现在浏览的是第十七页，共45页你现在浏览的是第十八页，共45页你现在浏览的是第十九页，共45页(6)(6)三大合成材料三大合成材料三大合成材料：三大合成材料：合成树脂与塑料、合成橡胶、合成纤维合成树脂与塑料、合成橡胶、合成纤维合成塑料：合成塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和热塑性树脂，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和热塑性树脂，Ziegler-Natta型催化剂使乙烯在接近常压下合成高分子聚合物型催化剂使乙烯在接近常压下合成高分子聚合物(以前以前100300MPa)合成橡胶：合成橡胶：丁苯橡胶（丁二烯苯乙烯）、顺丁橡胶（丁二烯共聚）、异丁苯橡胶（丁二烯苯乙烯）、顺丁橡胶（丁二烯共聚）、异戊橡胶（异戊二烯共聚）、乙丙橡胶（乙烯丙烯），戊橡胶（异戊二烯共聚）、乙丙橡胶（乙烯丙烯），使用使用Li、Al或其或其它过氧化合物催化剂它过氧化合物催化剂合成纤维：合成纤维：涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维），腈纶（聚丙烯腈纤涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维），腈纶（聚丙烯腈纤维），维纶（聚乙烯醇纤维）、胺纶（聚已内酰胺纤维），维），维纶（聚乙烯醇纤维）、胺纶（聚已内酰胺纤维），使用骨使用骨架镍、铂、钯、铑、铜、镁、锌及其氧化物等制备催化剂。架镍、铂、钯、铑、铜、镁、锌及其氧化物等制备催化剂。你现在浏览的是第二十页，共45页2007年，年，中国合成树脂产量已达中国合成树脂产量已达3073.55万吨，聚乙烯产量万吨，聚乙烯产量693万吨，万吨，聚丙烯产量聚丙烯产量713万吨，聚氯乙烯产能产能力达万吨，聚氯乙烯产能产能力达1520万吨年，产量万吨年，产量971.7万万吨（世界第一）吨（世界第一）2006年：年：合成橡胶产量合成橡胶产量184.52万吨，万吨，2007年年222万吨。万吨。2006年：年：中国合成纤维产量中国合成纤维产量1860.32万吨万吨，占世界，占世界51.7%。2007年年世世界合成纤维产量界合成纤维产量(不含聚烯烃纤维和玻璃纤维不含聚烯烃纤维和玻璃纤维)为为3807.75万吨，中国占万吨，中国占55.9。三大合成材料的原料：三大合成材料的原料：2007年：年：中国原油产量中国原油产量1.8666亿吨，进口亿吨，进口1.6137亿吨，出口亿吨，出口389万吨，万吨，表观消费表观消费3.46亿吨。亿吨。加工加工3.268亿吨，生产汽、煤、柴亿吨，生产汽、煤、柴1.95亿吨，表观消费亿吨，表观消费1.92亿吨。亿吨。2007年：年：天然气产量天然气产量666亿亿m3你现在浏览的是第二十一页，共45页(7)(7)精细化工及专用化学品精细化工及专用化学品精细化工及专用化学品精细化工及专用化学品 一些精细及专用药品、染料等高附加值化学品或合成材料的生产。一些精细及专用药品、染料等高附加值化学品或合成材料的生产。加加氢氢、氧氧化化、酯酯化化、环环化化、开开环环、重重排排等等反反应应，需需要要Ni、Pt、Pd、Cu、Co、Mo、W等金属及其氧化物催化等金属及其氧化物催化2006年：年：中国染料产量中国染料产量115.3万吨。万吨。2007年年142.6万吨万吨。2007年：年：中国涂料行业总产量达到中国涂料行业总产量达到597.28万吨，同比增长万吨，同比增长17.6%2007年年：国国内内共共完完成成农农药药产产量量173.1万万吨吨(按按有有效效成成分分计计)，跃跃居居世世界界第一，比第一，比2006年增长年增长24.3%。2007年：年：中国化妆品行业销售额高达中国化妆品行业销售额高达1200亿元亿元。你现在浏览的是第二十二页，共45页(8)(8)生物化学工业生物化学工业生物化学工业生物化学工业 医医药药工工业业：各各种种激激素素、抗抗生生素素，干干扰扰素素等等以以及及酶酶、酯酯类类药药物物，均均以以生物酶催化。生物酶催化。食食品品工工业业：多多种种发发酵酵食食品品、调调味味品品、醇醇类类饮饮料料、有有机机酸酸、氨氨基基酸酸甜甜味味剂剂、鲜鲜味味剂剂等等，都都以以酶酶催催化化生生产产。如如酸酸奶奶即即是是由由牛牛奶奶中中的的乳乳糖糖经经发酵生成乳酸（发酵生成乳酸（-羟基丙酸），酿酒、酿醋、制酱等。羟基丙酸），酿酒、酿醋、制酱等。化化工工原原料料：甲甲醇醇、乙乙醇醇、丁丁二二醇醇、异异丙丙醇醇、丙丙二二醇醇、木木糖糖醇醇等等都都可以使用微生物发酵生产或生物酶催化。可以使用微生物发酵生产或生物酶催化。环保：环保：三废治理，生物催化降解三废治理，生物催化降解2007年：年：中国医药总产值达中国医药总产值达6679亿元。亿元。2007年年：中中国国啤啤酒酒产产量量为为3931.4万万吨吨，2007年年国国内内柠柠檬檬酸酸产产量量76万万吨吨（占世界一半）（占世界一半）2006年：年：中国味精产量中国味精产量160万吨，万吨，2007年年1-11月月产量产量172万吨。万吨。你现在浏览的是第二十三页，共45页表表1-6工工业业生物催化生物催化过过程分程分类类及特征及特征生生 长长 耦耦 联联 型型非非 生生 长长 耦耦 联联 型型反反应过应过程程多步反多步反应应，底物通，底物通过过多个反多个反应应得到得到产产物。物。单单步反步反应应，底物通，底物通过简单过简单反反应应得到得到产产物。物。能能 量量需要生物体供能，如一些氧化需要生物体供能，如一些氧化还还原原酶酶系的反系的反应应，需要，需要体内提供体内提供NADH2等供体。等供体。催化催化时时不需要生物体供不需要生物体供给给能量能量细细胞生胞生长长需要需要细细胞生胞生长长无需无需细细胞生胞生长长酶酶的的类别类别多多为为有氧化有氧化还还原原酶酶参加的多个参加的多个酶酶多多为为水解水解酶酶、异构、异构酶酶类类、裂解、裂解等。等。反反应应区域区域酶酶需在菌体中需在菌体中实现实现催化作用催化作用酶酶可分离，在菌体外仍然有催可分离，在菌体外仍然有催化活性。化活性。典型典型产产品品1,3-丙二醇、丙二醇、长链长链二元酸、青霉素、二元酸、青霉素、聚聚羟基丁酸基丁酸酯（PHB）、天）、天然香料然香料等。等。丙丙烯酰烯酰胺、果葡糖胺、果葡糖浆浆、手性、手性药药物、物、DL-氨基酸的拆分、油脂改氨基酸的拆分、油脂改性、水解糖苷等。性、水解糖苷等。你现在浏览的是第二十四页，共45页(9)环境化学环境化学u以以催催化化方方法法加加速速环环境境中中的的有有毒毒有有害害物物质质的的分分解解与与转转化化，形形成成无无害物质，减少环境污染害物质，减少环境污染。u如如汽汽车车尾尾气气控控制制中中的的三三效效催催化化剂剂（Pt-Pd-Rh），烃烃类类催催化化氧氧化化、催催化化脱脱硫硫、含含油油、含含酚酚废废水水以以及及各各种种有有毒毒废废物物的的催催化化氧氧化化、分解等。分解等。你现在浏览的是第二十五页，共45页你现在浏览的是第二十六页，共45页3.催化剂和催化过程发展简介催化剂和催化过程发展简介萌芽时期（萌芽时期（20世纪以前）：世纪以前）：1740年年J.WardJ.Ward建建立立了了铅铅室室反反应应器器，生生产产过过程程中中由由硝硝石石产产生生NO2作作催催化化剂剂，将将SO2氧氧化为化为SO3生产硫酸，成为开发工业催化剂的开端生产硫酸，成为开发工业催化剂的开端。1831年年Phillips发现发现Pt可以提高可以提高SO2氧化为氧化为SO3的效率。的效率。18751875年年德德国国人人E.JakobE.Jakob建建立立了了第第一一座座生生产产发发烟烟硫硫酸酸的的接接触触法法装装置置，并并制制造造所所需需的的铂催化剂，这是固体工业催化剂的先驱。铂催化剂，这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个工业催化剂。铂是第一个工业催化剂。1879年年为为了了提提高高使使用用寿寿命命又又改改用用V2O5-K2SO4/硅硅藻藻土土催催化化剂剂，至至今今一一直直沿沿用用此此催催化化体体系。系。几千年前，中国、古埃及人发明粮食发酵酿酒几千年前，中国、古埃及人发明粮食发酵酿酒(生物酶催化生物酶催化)。真正意义的催化剂和催。真正意义的催化剂和催化过程的开发已经有二百多年的历史化过程的开发已经有二百多年的历史 你现在浏览的是第二十七页，共45页奠基时期（奠基时期（2020世纪初世纪初-20-20世纪世纪3030年代）年代）1913年年德德国国巴巴登登苯苯胺胺纯纯碱碱公公司司用用磁磁铁铁矿矿为为原原料料，经经热热熔熔法法并并加加入入助助剂剂以以生生产产铁铁系系氨氨合合成成催催化化剂剂。此此后后，利利用用Pt将将氨氨与与空空气气氧氧化化制制氮氮氧氧化化物物（NO/NO2），最最终终制制得得硝硝酸酸，用用以以生生产产化化肥肥和和炸炸药药，大大大大促促进进了了工工农业生产的发展。农业生产的发展。1914年年8月月1918年年11月月：第一次世界大战第一次世界大战1923年年F.F.费费歇歇尔尔实实现现了了以以煤煤为为原原料料，以以钴钴为为催催化化剂剂，通通过过CO+H2合合成成反反应应制制得得烃烃类类，即即F-T合合成成（1923年年德德国国科科学学家家FransFischer和和HansTropsch发明）。发明）。你现在浏览的是第二十八页，共45页u大发展时期（大发展时期（20世纪世纪3060年代）年代）u1936年年F-T合成首先在德国实现工业化合成首先在德国实现工业化。u1936年，年，E.J.胡德利开发成功经过酸处理的膨润土催化剂，用于固定床石油催化裂胡德利开发成功经过酸处理的膨润土催化剂，用于固定床石油催化裂化过程化过程,生产辛烷值为生产辛烷值为80的汽油的汽油,这是现代石油炼制工业的重大成就。这是现代石油炼制工业的重大成就。u为获得生产为获得生产梯恩梯梯恩梯炸药的炸药的芳烃芳烃原料，原料，1939年美国标准油公司开发了临氢重整技术，年美国标准油公司开发了临氢重整技术，并生产所需的氧化铂并生产所需的氧化铂-氧化铝、氧化铬氧化铝、氧化铬-氧化铝催化剂。氧化铝催化剂。u1949年年美国美国环球油品公司环球油品公司开发长周期运转半再生式的固定床作业的铂重整技术，生产含开发长周期运转半再生式的固定床作业的铂重整技术，生产含铂和氧化铝的催化剂。铂和氧化铝的催化剂。u1953年年用用（C2H5）3Al-TiCl4作作催催化化剂剂实实现现了了低低压压合合成成聚聚乙乙烯烯，以以此此为为基基础础，推推进进了了合成橡胶，合成纤维与合成树脂的发展。合成橡胶，合成纤维与合成树脂的发展。u上世纪上世纪50年代中期，年代中期，美国联合碳化物公司首先生产美国联合碳化物公司首先生产X-型和型和Y-型分子筛，型分子筛，1962年石油裂年石油裂化用的小球分子筛催化剂在移动床中投入使用，化用的小球分子筛催化剂在移动床中投入使用，1964年年XZ-15微球分子筛在流化床中微球分子筛在流化床中使用，将石油炼制工业提高到一个新的水平。使用，将石油炼制工业提高到一个新的水平。你现在浏览的是第二十九页，共45页l更新换代时期（更新换代时期（20世纪世纪7080年代及以后）年代及以后）l1970年年左左右右出出现现了了孟孟山山都都公公司司开开发发的的低低压压法法甲甲醇醇羰羰基基化化过过程程，使使用用选选择择性很高的铑络合物催化剂性很高的铑络合物催化剂l1975年年以以后后美美国国联联合合碳碳化化物物公公司司大大规规模模使使用用，利利用用铑铑络络合合物物催催化化剂剂，从从-氨基丙烯酸加氢制手性氨基酸。氨基丙烯酸加氢制手性氨基酸。l1974年年莫莫比比尔尔石石油油公公司司开开发发了了ZSM-5型型分分子子筛筛，用用于于择择形形重重整整，80年代初，开发了从甲醇合成汽油的年代初，开发了从甲醇合成汽油的ZSM-5分子筛催化剂；分子筛催化剂；l1975年年美国杜邦公司生产汽车排气净化催化剂，采用铂催化剂。美国杜邦公司生产汽车排气净化催化剂，采用铂催化剂。l1973年年制制成成生生产产高高果果糖糖糖糖浆浆的的葡葡萄萄糖糖异异构构酶酶，并并大大规规模模使使用用。1985年年，丙烯腈丙烯腈水解酶投入工业使用，开创了水解酶投入工业使用，开创了生物催化剂生物催化剂新局面。新局面。你现在浏览的是第三十页，共45页你现在浏览的是第三十一页，共45页你现在浏览的是第三十二页，共45页你现在浏览的是第三十三页，共45页你现在浏览的是第三十四页，共45页你现在浏览的是第三十五页，共45页1.2催化常用术语催化常用术语(Termsofcatalysis)活活性性(catalytic activity)：在在特特定定反反应应条条件件下下，单单位位质质量量（或或体体积积）催催化化剂剂在在单单位位时时间间内内所所生生成成的的产产物物质质量量。单单位位：g产产品品/(g催催化剂化剂 h)或或g产品产品/(ml催化剂催化剂 h)或或t产品产品/(m3催化剂催化剂 d)比比活活性性(specific activity)：相相对对于于催催化化剂剂某某一一特特定定性性质质而而言言的的活活性性。例例如如：每每单单位位表表面面积积的的活活性性，每每单单位位活活性性中中心心的的活活性性等等等。等。选选择择性性(S)：生生成成目目的的产产物物所所消消耗耗的的原原料料量量与与反反应应过过程程中中消消耗的原料总量之比。耗的原料总量之比。你现在浏览的是第三十六页，共45页稳定性稳定性(stability)：催化剂在反应前后维持活性和选择性的能力催化剂在反应前后维持活性和选择性的能力l耐耐热热稳稳定定性性(thermalstability)：催催化化剂剂在在高高温温苛苛刻刻反反应应条条件件下下，长期具有稳定的催化性能。长期具有稳定的催化性能。要求：良好导热性能，较高热容量；较宽适应温度。要求：良好导热性能，较高热容量；较宽适应温度。l抗抗毒毒稳稳定定性性(resistancetopoisoning)：催催化化剂剂对对少少量量有有害害杂杂质的毒化所具备的抵制能力。质的毒化所具备的抵制能力。不不同同催催化化剂剂对对不不同同杂杂质质具具有有不不同同的的抗抗毒毒稳稳定定性性，同同一一种种催催化化剂剂，对对同同一一种种杂杂质质在在不不同同的的反反应应条条件件下下，也也有有不不同同的的抗抗毒稳定性。毒稳定性。你现在浏览的是第三十七页，共45页l活活性性组组分分的的流流失失(lose of active component)：催催化化剂剂的的某某个个或或某某些些活活性性组组分分，在在长长期期使使用用过过程程中中发发生生升升华或化学反应，而逐渐流失。华或化学反应，而逐渐流失。u机械强度机械强度(mechanical strength)：催化剂颗粒抵抗：催化剂颗粒抵抗磨擦、冲击和本身的质量负荷以及由于温变、相磨擦、冲击和本身的质量负荷以及由于温变、相变而产生应力的能力。变而产生应力的能力。你现在浏览的是第三十八页，共45页u密度密度(density)(density)：单位体积（单位体积（V V）内含有的催化剂质量）内含有的催化剂质量（m m）即）即m/Vm/V 堆密度（堆密度（bulk densitybulk density）b bm/m/V V堆堆m/(m/(V V隙隙V V孔孔V V真真)颗粒密度颗粒密度(particle density)(particle density)p pm/(m/(V V孔孔V V真真)真密度真密度(ture density)(ture density)t tm/m/V V真真你现在浏览的是第三十九页，共45页比表面积（比表面积（specific surface area）Sg：单位质量催化剂所具有的单位质量催化剂所具有的总表面积（外表面加内表面），总表面积（外表面加内表面），m2 g-1。BET吸附法测定吸附法测定比孔容（比孔容（specific pore volume）：）：Vg：单位质量催化剂内部所单位质量催化剂内部所有孔道的总体积，有孔道的总体积，ml g-1孔隙率（孔隙率（porosity）：催化剂颗粒内部所有孔道总体积占催化剂催化剂颗粒内部所有孔道总体积占催化剂体积的百分数。孔隙率愈高，表明催化剂颗粒内孔道的容量愈大。体积的百分数。孔隙率愈高，表明催化剂颗粒内孔道的容量愈大。你现在浏览的是第四十页，共45页u孔孔分分布布（pore distribution）：不不同同大大小小的的孔孔道道占占总总孔孔道道的的百百分分数数。例例如如：孔孔半半径径r为为2.05.0nm的的孔孔占占15%，r为为5.010.0nm的的占占50%，r为为1020nm的占的占30%，r为为2030nm的占的占5%等等。等等。大大孔孔：r200nm，微微孔孔：r10nm，过过渡渡孔孔：r为为10200nm。孔孔径径测测定定：大大孔孔用用光光学学显显微微镜镜或或压压汞汞法法；过过渡渡孔孔采采用用压压汞汞法法、电子显微镜法或毛细凝聚法；微孔则采用分子试探法。电子显微镜法或毛细凝聚法；微孔则采用分子试探法。平均孔半径（平均孔半径（mean pore radius）：）：你现在浏览的是第四十一页，共45页p催催化化剂剂中中毒毒（catalystpoisoning）：催催化化剂剂在在使使用用过过程程中中，由由于于反反应应介介质质中中存存在在少少量量杂杂质质，或或是是由由于于催催化化剂剂在在制制备备时时夹夹杂杂有有少少量量杂杂质质而而引起的活性下降。引起的活性下降。均匀吸附中毒均匀吸附中毒:毒物分子均匀地分布在催化剂孔道内表面而引起的中毒；毒物分子均匀地分布在催化剂孔道内表面而引起的中毒；孔孔口口中中毒毒：毒毒物物分分子子与与催催化化剂剂表表面面仅仅需需很很少少次次数数碰碰撞撞就就使使催催化化剂剂孔孔进进口口处处内内表表面面完完全全中中毒毒，而而孔孔道道深深处处表表面面未未被被污污染染，又又称称选选择择性中毒。性中毒。你现在浏览的是第四十二页，共45页 可逆中毒：可逆中毒：由暂时性毒物所引起，活性可恢复。由暂时性毒物所引起，活性可恢复。不可逆中毒：不可逆中毒：由永久性毒物引起，很难去掉，活性不易恢复。由永久性毒物引起，很难去掉，活性不易恢复。p催催化化剂剂寿寿命命（age of catalyst）：催催化化剂剂在在实实际际反反应应条条件件下下维维持持 活活性和选择性的时间。性和选择性的时间。氧化催化剂：氧化催化剂：一般寿命较长，如一般寿命较长，如V2O5系催化剂寿命系催化剂寿命10年以上；年以上；加氢催化剂：加氢催化剂：一般寿命则较短，如一般寿命则较短，如Pt系催化剂寿命系催化剂寿命35年年你现在浏览的是第四十三页，共45页活活化化（activation）：钝钝态态催催化化剂剂在在使使用用之之前前，经经过过处处理理，变为所需活化态的过程。变为所需活化态的过程。失失活活（deactivation）：催催化化剂剂使使用用过过程程中中由由于于中中毒毒、积积碳（碳（carbondeposition）、融熔（）、融熔（Sintering)而失活。而失活。转转化化数数（TurnoverNumber）：单单位位活活性性中中心心在在单单位位时时间间内内转转化的分子数。转化数是温度、压力和反应物浓度的函数。化的分子数。转化数是温度、压力和反应物浓度的函数。转转化化率率（X：conversionrate）：反反应应物物在在给给定定的的反反应应条条件件下转化为产品（包括副产品）的百分数。下转化为产品（包括副产品）的百分数。产率产率(Yield)：反应产物量起始反应物总量的比值称。反应产物量起始反应物总量的比值称。产率产率Y、选择性、选择性S和转化率和转化率X的关系：的关系：Y=SX你现在浏览的是第四十四页，共45页时时空空产产率率(spacetimeyield)：反反应应物物在在单单位位时时间间内内通通过过单单位位体积的催化剂所得产物的数量。体积的催化剂所得产物的数量。空空速速(space rate)：单单位位时时间间内内通通过过单单位位体体积积（或或质质量量）催催化化剂的反应物的体积（或质量），单位：剂的反应物的体积（或质量），单位：h-1或或s-1覆覆盖盖率率(fractionofcoverage)：催催化化剂剂表表面面被被反反应应物物分分子子吸吸附后，固体表面被覆盖的百分数附后，固体表面被覆盖的百分数你现在浏览的是第四十五页，共45页