文档介绍：催化剂工业
生产、销售催化剂和催化剂制造中所用载体以及所需特殊化工原料的工业。在催化剂工业中大量生产的是固体催化剂。这些催化剂不仅要求具有一定化学组成和杂质限度,还要求具有一定形状、颗粒大小、强度、比表面、孔径等,以保证一定的催化活性、催化剂选择性、催化剂寿命,所以催化剂属于精细化工产品。催化剂产品的质量对于使用催化剂的化工生产过程的效率具有重要意义(见工业催化剂特性评定)。
催化剂工业在19世纪末到20世纪初逐渐形成,生产制造硫酸、油脂加氢、合成氨、合成甲醇、费托合成、煤焦油高压加氢等过程用的催化剂,但这段时期多是自产自用。后来由于石油炼制工业、化学工业、环境保护等发展的需要,出现了专门生产、销售催化剂的工业组织。由于催化剂种类繁多,制造方法各异,服务行业不同,在催化剂工业中形成多种经营方式的企业。催化剂生产组织包括:对原料的选择和质量控制,催化剂及其载体的制造,出厂前对催化剂特性评定,出厂后向客户提供技术服务。
催化剂种类繁多,主要有金属催化剂、金属氧化物催化剂、硫化物催化剂、酸碱催化剂、络合催化剂、生物催化剂等,其制造方法也各异。
催化剂工业中的主要产品种类有:石油炼制催化剂、石油化工催化剂(包括高分子合成中用的聚合催化剂)、无机化工催化剂(主要是制造氮肥和硫酸的催化剂)、环境保护催化剂等。
世界催化剂工业据1983年《化学周报》对美国、西欧各国56家催化剂厂商的调查,所生产的催化剂共有:烷基化、克劳斯硫磺回收、一氧化碳和氢气的有机合成、一氧化碳变换、裂化、脱烷基、脱水、脱氢、脱金属、脱氮、脱氧、脱硫、酶、气体脱硫脱氯、加氢、加氢处理、甲烷化、氧化和氨化氧化、聚合、重整、烃类蒸汽转化等催化剂共23类。其中只生产一类催化剂的有12家,这些工厂专业性强,如有的厂家专门生产聚烯烃和聚合催化剂,或专营石油炼制的催化裂化催化剂,或专营酶催化剂等。而有些工厂主要生产石油炼制所用的催化裂化、催化重整、加氢精制等催化剂,或化肥工业所需的烃类蒸汽转化、一氧化碳变换、甲烷化等催化剂。有的公司以生产催化裂化催化剂著称,产量达十几万吨,还生产汽车排气净化催化剂等。有的公司以生产各种加氢精制催化剂为特色,还生产烯烃聚合、贵金属催化剂等。多数催化剂工厂也销售载体,并接受委托生产催化剂,但也有专门生产载体或催化剂制备中特殊化工原料的工厂。有的工厂还专门从事再生催化剂(见催化剂再生)或回收贵金属。为了保护技术秘密,有的公司专设工厂生产自己发展的催化工艺中所用的催化剂,在用户购买工艺技术转让权后,才供应催化剂。也有的公司生产催化剂自用,不销售。
1984年世界催化剂销售额达到27亿多美元,其中化工用催化剂占43%,石油炼制用占35%,环境保护用占22%(见表1984年世界催化剂销售额(百万美元))。据预测世界催化剂销售额到1989年将达35亿美元,年平均增长率5%。
中国催化剂工业中华人民共和国成立之后,随着化肥、炼油、石油化工等工业的兴起而发展壮大。目前,化肥工业中所用的蒸汽转化、低温变换、中温变换、甲烷化、氨合成等催化剂均有一些工厂生产。炼油工业中所用的微球分子筛裂化催化剂、小球硅铝裂化催化剂、双金属重整催化剂、各种加氢精制催化剂、加氢裂化催化剂、叠合催化剂等也都大量生产,其中裂化催化剂年产量已达万吨以上。
石油化工中所用的裂解气加氢除炔烃、裂解汽油选择性加氢、二甲苯异构化、甲苯歧化等催化剂也均投入生产。此外,目前生产的还有丙烯氨化氧化、乙烯氧化制环氧乙烷以及乙烯聚合、丙烯聚合等各种催化剂。中国的催化剂工厂多附属于化肥厂、炼油厂、石油化工厂,但所生产的催化剂供应全国,并且还承担新催化剂的放大试制工作。还有一批专门生产氧化铝载体、氧化硅载体、活性炭载体以及分子筛的工厂。
发展方向催化剂工业将随着石油炼制、化学工业、环境保护等有关行业的技术进步而发展。石油炼制工业迫切要求提高汽油辛烷值和进行渣油加工,催化剂工业针对这些要求将推出一些新型催化剂。化学工业要求发展适应原料变化、提高收率和节约能源的催化剂,其中从煤制造一氧化碳和氢气,再生产各种有机化工原料的新型催化剂正在发展。

催化剂
又称触媒,一类能改变化学反应速度而在反应中自身并不消耗的物质。其作用通常是加速反应,例如铁催化剂可使氮和氢转变为氨的反应大为加速,使合成氨工业成为可能。若其作用是使反应减速,则称负催化剂,如少量醇、酚或蔗糖可抑制亚硫酸钠溶液被溶于水中的氧所氧化。催化剂可以是气态物质(如氧化氮)、液态物质(如酸、碱、盐溶液)或固态物质(如金属、金属氧化物),还有些以胶体状态存在(如生物体内的酶)。在催化剂工业中,主要产品是固体催化剂。
性能一种催化剂可使特定的反应循阻力较小的途径进行,降低所需的活化能,从而使反应加速。例如图中虚线表示反应物循非