精細(xì)化學(xué)品-催化劑

1、綜述：化學(xué)工業(yè)的催化作用金屬有機(jī)烯烴聚合催化劑其他類(lèi)型催化劑催化劑的展望NO.1催化作用的重要性NO.2催化劑的分類(lèi)NO.3成功的催化過(guò)程的條件NO.4催化方面的諾貝爾獎(jiǎng)*我們現(xiàn)在獲得更加便宜，更高效率的燃料，新的醫(yī)藥和農(nóng)藥，新的聚合物等，貫穿于我們整個(gè)精細(xì)化學(xué)品，很大方面得益于催化作用。從早期的面包，紅酒到現(xiàn)在的石油，天然氣，都離不開(kāi)催化作用。1936年發(fā)現(xiàn)的SiO2/Al2O3對(duì)原油的催化裂解 催化作用制備的高密度聚乙烯對(duì)人類(lèi)生活的巨大改變催化作用制備的很多新藥對(duì)我們疾病的治療貢獻(xiàn)非凡如今全球環(huán)境的治理問(wèn)題還有賴于催化作用再創(chuàng)輝煌均相催化均相催化催化劑和反應(yīng)物同處于一相，沒(méi)有相界存在而進(jìn)行

2、的反應(yīng)，稱(chēng)為均相催化作用，能起均相催化作用的催化劑為均相催化劑。多相催化多相催化多相催化劑又稱(chēng)非均相催化劑呈如今不同相（Phase）的反應(yīng)中，即和它們催化的反應(yīng)物處于不同的狀態(tài)。生物催化生物催化酶是生物催化劑，是植物、動(dòng)物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物（絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)。但少量RNA也具有生物催化功能），舊稱(chēng)酵素。酶的催化作用同樣具有選擇性。反應(yīng)體系的相態(tài)反應(yīng)體系的相態(tài)狀態(tài)液體催化劑固體催化劑反應(yīng)類(lèi)型：聚合、縮聚、酯化、縮醛化、加氫、脫氫、氧化、還原、烷基化、異構(gòu)化等催化劑作用大小主催化劑和助催化劑如何設(shè)計(jì)或者發(fā)現(xiàn)新的更好的催化劑帶來(lái)我們想要的反應(yīng)？催化原理的基本知識(shí)是什么，我們?nèi)绾卫眠@

3、些知識(shí)？我們?nèi)绾魏芎玫念A(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)中的困難，如何展望未來(lái)？反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)因素反應(yīng)的詳細(xì)過(guò)程和反應(yīng)機(jī)理建立結(jié)構(gòu)模型和反應(yīng)模型選擇催化劑 催化劑最早由瑞典化學(xué)家貝采里烏斯發(fā)現(xiàn)。 鉑黑加快了乙醇和空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成了醋酸。后來(lái)，人們把這一作用叫做觸媒作用或催化作用，希臘語(yǔ)的意思是“解去束縛”。 1836年，他還在物理學(xué)與化學(xué)年鑒雜志上發(fā)表了一篇論文，首次提出化學(xué)反應(yīng)中使用的“催化”與“催化劑”概念。 1909年，奧斯特瓦爾德（WilhelmOstwald）德國(guó)化學(xué)家。由于研究催化劑，提出化學(xué)平衡和反應(yīng)速度的原理，并發(fā)明由氨氧化法制取一氧化氮等方面的成就，而獲得1909年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

4、1918年，哈伯(FritzHaber)，德國(guó)化學(xué)家，因研制合成氨作出重大貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他發(fā)明的工業(yè)化合成氨法,“使人類(lèi)從此擺脫了依靠天然氮肥的被動(dòng)局面”。 1931年，第31屆諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了德國(guó)的生物化學(xué)家瓦爾堡(Otto Heinrich Warburg 1883-1970)。他研究癌細(xì)胞多年，發(fā)現(xiàn)惡性生長(zhǎng)細(xì)胞的耗氧量比正常細(xì)胞低。在研究細(xì)胞呼吸時(shí)，他證明呼吸酶是一種含鐵的蛋白質(zhì)，稱(chēng)之為鐵氧酶。 1963年，納塔(Giulio Natta)，意大利化學(xué)家。由于齊格勒和納塔發(fā)明了乙烯、丙烯聚合的催化劑，奠定了定向聚合的理論基礎(chǔ)，改進(jìn)I高壓聚合工藝，使聚乙烯、聚丙烯等工

5、業(yè)得到巨大的發(fā)展，為此，他們共同獲得1963年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 1973年，威爾金森(Sir Geoffrey Wilkinson)，英國(guó)化學(xué)家。發(fā)現(xiàn)三氯化物均相加氫催化劑(通稱(chēng)威爾金森催化劑)，在無(wú)機(jī)和有機(jī)化學(xué)中有廣泛意義，并具有重要工業(yè)價(jià)值。由于他對(duì)有機(jī)金屬化學(xué)的研究卓有成效而與菲舍爾共獲1973年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 2001年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)化學(xué)家沙普利斯教授及諾爾斯博士與日本化學(xué)家野依良治教授,以表彰他們?cè)诎l(fā)展催化不對(duì)稱(chēng)合成的新方法技術(shù)及其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)研究領(lǐng)域中的開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)。 2005年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位有機(jī)化學(xué)家法國(guó)學(xué)者伊夫肖萬(wàn)（YvesChauvin）和美國(guó)學(xué)者理查德施羅克

6、（RichardR.Schroch）、羅伯特格拉布（RobertH.Grubbs），以表彰他們?cè)谙N復(fù)分解反應(yīng)研究方面做出的貢獻(xiàn)。烯烴復(fù)分解反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中最重要也是最有用的反應(yīng)之一，在當(dāng)今世界已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)，尤其是在制藥業(yè)和塑料工業(yè)中。NO.1發(fā)展史NO.2分類(lèi)介紹NO.3合成方法NO.4應(yīng)用*（1）單活性中心；*（2）極高的催化活性；*（3）單體選擇性；*（4）立體選擇性；*（5）可控制性。 后過(guò)渡金屬催化劑是以B族過(guò)渡金屬為主催化劑，經(jīng)烷基鋁、甲基鋁氧烷（MAO）或有機(jī)硼化物活化后對(duì)烯烴聚合有高活性的新一代烯烴聚合催化劑。 優(yōu)點(diǎn)：a、催化活性比茂金屬催化劑高；b、聚合物的分子量和

7、支化度可以調(diào)節(jié)、控制；c、催化劑價(jià)格便宜、性能穩(wěn)定、易于制備；d、可以實(shí)現(xiàn)極性單體催化聚合及極性單體與非極性單體的共聚；e、還可以得到高分子量的聚乙烯和-烯烴。*乙烯和-烯烴的均聚；*丙烯均聚；*極性介質(zhì)中的乙烯聚合*乙烯低聚；*-烯烴活性聚合；*環(huán)烯烴的均聚及與乙烯的共聚；*乙烯與極性單體的共聚；*乙烯原位共聚制備線型低密度聚乙烯（LLDPE） 非茂鐵過(guò)渡金屬催化劑是指在非茂單活中心不含有雙環(huán)戊二烯基團(tuán)，配位原子為O、N、S、P等，金屬有機(jī)配合物的中心為前過(guò)渡金屬元素，而且能催化烯烴聚合的催化劑。特點(diǎn)：能合成新型結(jié)構(gòu)的聚合物；能控制金屬中心的配位數(shù)，使目標(biāo)催化劑更具有穩(wěn)定性；催化劑合成簡(jiǎn)單，

8、生產(chǎn)成本低。*水楊醛亞胺鈦、鋯催化劑*8-羥基喹啉或2-羥基吡啶鈦系催化劑*螯合二氨基鈦催化劑*氮雜環(huán)鈦催化劑NO.1分類(lèi)NO.2簡(jiǎn)介NO.3展望 催化劑的分類(lèi)方式有很多種：按聚集狀態(tài)分類(lèi)、按化學(xué)鍵分類(lèi)、按催化劑組成及使用功能分類(lèi)以及按催化劑工藝和工程特點(diǎn)分類(lèi)。*催化裂化催化劑催化裂化催化劑催化裂化是最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化過(guò)程之一，在汽油和柴油等輕質(zhì)油品的生產(chǎn)中占有很重要的地位。傳統(tǒng)的催化裂化原料是重質(zhì)餾分，主要是直餾減壓餾分油（VGO），也包括焦化重餾分油（CGO，通常需加氫精制）。由于對(duì)輕質(zhì)油品的需求不斷增長(zhǎng)及技術(shù)進(jìn)步，近20年來(lái)，更重的油料也作為催化裂化的原料，例如減壓渣油、脫瀝青的減壓渣

9、油、加氫處理重油等。當(dāng)減壓餾分油中摻入更重質(zhì)的原料時(shí)則通稱(chēng)重油催化裂化。這就對(duì)催化裂化催化劑提出了更高更新的要求。*加氫裂化催化劑加氫裂化催化劑*加氫裂化是在較高壓力下，烴分子與氫氣在催化劑表面進(jìn)行裂解和加氫反應(yīng)生成較小分子的轉(zhuǎn)化過(guò)程。這種催化劑不但具有加氫活性而且具有裂解活性及異構(gòu)化活性。*未來(lái)加氫裂化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：將以處理高含硫原料、多產(chǎn)中間餾分油、生產(chǎn)清潔燃料為重點(diǎn)。* 加氫精制是指在催化劑和氫氣存在下將石油餾分中所含硫、氮、氧的化合物和有機(jī)金屬化合物分子加以脫除，并將烯烴和芳烴分子進(jìn)行不同程度的加氫飽和。 加氫精制的原料范圍及其廣泛，其中主要應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程的有輕質(zhì)烷烴、汽油、煤油、柴油、石油蠟類(lèi)、潤(rùn)滑油、減壓輕柴油及常減壓渣油等。 加氫精制技術(shù)已稱(chēng)為煉油和石油化工的重要加工手段之一。*u當(dāng)今，由于油品市場(chǎng)變化，環(huán)境要求日益嚴(yán)格，以及原價(jià)價(jià)格上升等影響，對(duì)世界各國(guó)石油化工催化劑提出了更高的要求。一個(gè)發(fā)展方向是進(jìn)行有目的的石油產(chǎn)品深度加工研究，為用戶提供清潔燃料。 （1）用C3、C4、C5混合物進(jìn)行烷基化，取代被淘汰的MTBE燃油添加劑，烷基化之后辛烷值可以提高。 （2）在現(xiàn)有催化劑基礎(chǔ)上，提高催化劑脫硫、脫氮、防止