文档介绍：催化反应过程进展
一、近年催化剂研究的新发展
1、催化剂的多样性和应用的广泛性
在现代石油化工和化学工业中几乎有80%的化学反应需采用催化剂。在自然界中,尤其是生物体内发生的化学反应也与催化剂有关。例如,生物酶催化剂,过渡金属、非金属及金属化合物、金属有机化合物、分子筛等催化剂,都是现代有机催化中广泛应用和存在的催化剂。
催化反应过程进展
2、对国民经济发展的作用。
催化科学是应用学科,其成果可直接转化为生产力,提高生产效率、创制新物质、简化工艺流程、开辟新型化学工业,因而带来了巨大的经济效益。
3、催化剂品种更新快,商品化迅速。
现在世界上每年申请催化剂专利达上万种,很多在1~2年后就从实验室走向市场,产生效益。
4、催化剂研究竞争激烈。
为了在经济竞争中取胜,各国各企业不断研制和使用新型高效催化剂,而且互相保密。
催化反应过程进展
5、计算机应用计算机的应用
使催化剂研究开发工作大大减少了盲目性。现在运用计算机,使催化剂的研究进入分子水平。可根据反应分子的特点,通过计算机计算,模拟出催化剂分子的结构,合成出相应分子结构的催化剂。
研究步骤分5步:
1 寻找和处理必要的参考文献;
2 根据文献进行化学模拟计算;
3 化学试验;
4 用计算机处理实验数据;
5 设计催化反应和催化剂。
催化反应过程进展
6、催化反应理论多且杂,很不系统。
人们利用催化剂已有几百年,并已制出复杂、高效的催化剂,但催化理论仍然没有根本性的突破,催化化学尚未形成独立成熟的学科。随着科学家对分子原子理论和催化反应机理的深入认识,不断研究和开发新的催化剂,才有可能逐步独立和成熟。
催化反应过程进展
强制震荡非定态周期操作催化反应过程
催化蒸馏
催化萃取耦联
渗透蒸发和化学反应的耦合
催化吸收耦联
催化吸附耦联
催化催化耦联
膜催化
超临界化学反应
二、催化反应过程研究进展
强制震荡非定态周期操作催化反应过程
1、非定态周期操作的优点:
1)流程集成度更高
强制震荡非定态周期操作催化反应过程
2)热回收效率更高
3)热回收成本低
传统的间壁式换热器一次性投入较高。而流向变化的固定床反应器是气固直接接触,结构简单,总的传热系数较高,且单位体积床层的传热面大(等于填料比表面积),因此效果较好。
4)自热操作区更宽
传统流程由于热损失较大及传热效率低,为了维持自热,单位时间需要的反应提供的热量较多,这就需要较高的反应物浓度。而流向变化的反应器即使在反应物浓度为传统的1/10时,仍能维持自热。
强制震荡非定态周期操作催化反应过程
5)更适于可逆放热反应。
强制震荡非定态周期操作催化反应过程
实例I:SO2催化氧化
实验条件:
平衡转化率和实际转化率的比较:
强制震荡非定态周期操作催化反应过程
实例II:COx加氢合成甲醇