雷尼镍催化剂的应用
催化剂雷尼镍
雷尼镍 Applied Raney-Ni
1
主要内容
1
Raney-Ni的概况 Raney-Ni的制备方法 Raney-Ni的应用 Raney-Ni的发展
2
2
3
它最早由美国工程师莫里·雷尼在植物油的氢 化过程中，作为催化剂而使用。其制备过程 是把镍铝合金用浓氢氧化钠溶液处理，在这 一过程中，大部分的铝会和氢氧化钠反应而 溶解掉，留下了很多大小不一的微孔。这样 雷尼镍表面上是细小的灰色粉末，但从微观 角度上，粉末中的每个微小颗粒都是一个立 体多孔结构，这种多孔结构使得它的表面积 大大增加，极大的表面积带来的是很高的催 化活性，这就使得雷尼镍作为一种异相催化 剂被广泛用于有机合成和工业生产的氢化反 应中。 3
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8
雷尼镍催化剂在目前石油冶炼中被广泛使用，我国 每年消耗1万吨左右。这种催化剂不仅在制造过程 中会带来环境污染，而且它所采用的釜式反应器， 反应效率低、分离困难。因此非晶态合金催化材料 一直是国内外研究的热点。20年前，两院院士闵恩 泽敏锐地把非晶态合金催化材料的研究作为石油化 工科学研究院导向性基础研究工作的重点。今天， “非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与 集成技术”的研制成功，使世界石油冶炼工业翻开 了新的一页。
主要应用：于基本有机化工的催化加氢反应中。 可用于有机物碳氢键的加氢，碳氮键的加氢， 亚硝基化合物与硝基化合物的加氢；偶氮与氧 化偶氮化合物、亚胺、胺与连氮二苄的加氢， 还可以用于脱水反应、成环反应、缩合反应等。 最典型的应用是葡萄糖加氢、脂肪腈类的加氢。 在医药、染料、油脂、香料、合成纤维等领域 有广泛的应用。 例如：葡萄糖加氢生产山梨醇用于合成维生素 C、树脂表面活性剂等。
雷尼镍催化剂活化前为银灰色无定型粉末(镍铝合 金粉)，具有中等程度的可燃性，有水存在的情况 下部分活化并产生氢气易结块，长久暴露于空气中 易风化。镍铝合金粉活化后为灰黑色颗粒，附有活 泼氢，极不稳定，在空气中氧化燃烧，须浸在水或 乙醇中保存。
雷尼镍催化剂
雷尼镍催化剂
雷尼镍催化剂（Raney Nickel Catalyst）是一种常用的催化剂，由美国化学家Murray Raney于1926年发明。
它由细小的镍颗粒形成的多孔金属块组成，通常用于加氢反应、脱氢反应、加氧反应、加氨基反应等各种有机合成反应中。
雷尼镍催化剂的制备过程涉及将粗镍与一定比例的铝或铜混合，并用强碱性溶液（如氢氧化钠）溶解铝或铜。
随着反应的进行，铝或铜被溶解，留下孔隙的镍颗粒。
雷尼镍催化剂具有高效、选择性好、使用寿命长等优点，因此在化学、制药、石油等行业广泛应用。
需要注意的是，雷尼镍催化剂有毒性，使用时应注意安全。
雷尼镍催化剂的优点：
高效性：雷尼镍催化剂在很多加氢、脱氢、加氧、加氨基等有机合成反应中表现出良好的催化效果，反应速率快，反应条件温和，反应产率高。
选择性好：雷尼镍催化剂通常是高选择性的，可以将底物转化为所需的产物，而不产生副产物。
使用寿命长：在适当的条件下，雷尼镍催化剂可以重复使用多次，具有很长的使用寿命。
《雷尼镍催化剂》课件
雷尼镍催化剂的研究趋势和挑战
要点一
总结词
要点二
详细描述
未来雷尼镍催化剂的研究将更加注重微观结构和性能关系 的研究，以揭示其催化机理和反应机制。同时，如何提高 其稳定性和循环利用性也是研究的重点和挑战。
随着科学技术的不断发展，对雷尼镍催化剂的研究将更加 深入和精细。未来，研究者将更加注重对其微观结构和性 能关系的研究，以揭示其催化机理和反应机制。同时，如 何提高雷尼镍催化剂的稳定性和循环利用性也是研究的重 点和挑战。通过改进制备方法、优化反应条件和提高材料 性能等手段，有望实现雷尼镍催化剂的更广泛应用和更高 效转化。
《雷尼镍催化剂》PPT课件
目录
• 雷尼镍催化剂简介 • 雷尼镍催化剂的化学性质 • 雷尼镍催化剂的合成方法 • 雷尼镍催化剂的应用 • 雷尼镍催化剂的发展前景
01
雷尼镍催化剂简介
雷尼镍催化剂的定义
01
雷尼镍催化剂是一种以镍为主要 活性组分的加氢催化剂，通常采 用Raney工艺制得。
02
它具有高活性、高选择性、低成 本等优点，广泛应用于石油化工 、精细化工和有机合成等领域。
在有机合成中的应用
合成有机化合物
雷尼镍催化剂能够催化多种有 机化合物的合成，如醇、醛、
酮等。
选择性催化
在有机合成中，雷尼镍催化剂 具有较高的选择性，能够实现 特定化合物的选择性合成。
简化合成步骤
使用雷尼镍催化剂可以简化某 些有机化合物的合成步骤，提 高合成效率。
高温催化活性
雷尼镍催化剂在高温下仍具有 较好的催化活性，适用于一些 需要较高温度的有机合成反应
在新能源和环境科学中的应用
燃料电池
太阳能利用
雷尼镍
前面提到过，合金中含有多种镍铝相，在浸出过程中，NiAl3和Ni2Al3相之中所含的铝首先被反应掉，而 NiAl相中含有的铝反应较慢，可以通过调整浸出时间保留，这就是为什么被称为“选择性浸出”。典型的活化雷 尼镍中镍占85%的质量，这意味这有2/3的原子是镍。剩余的NiAl相中的铝可以帮助保持这种多孔的结构，为催化 剂提供结构的稳定性和热的稳定性。
安全
雷尼镍包装雷尼镍包装，因为是可燃有害物质，包装盒内填充蛭石在雷尼镍制备过程中，使用的原料镍是一 种国际癌症研究机构（Internation Agency for Research on Cancer）认为的致癌物（2B组，欧盟第3类）和 致畸物，而吸入微细的氧化铝粒子会导致铝矾土尘肺症，因此制备雷尼镍一定要小心。在活化过程中，由于其表 面积在逐渐增大且不断吸附浸出反应所产生的氢气，使得活化后形成的雷尼镍具备中等易燃性，故雷尼镍参加的 反应应在惰性气体的环境中进行处理。活化之后，得到的催化剂要在室温下用蒸馏水清洗，为的是除去任何残余 的铝酸钠。去氧水是储存兰尼镍的首选，因为它可以防止兰尼镍的氧化，降低燃烧的危险。所以，通常供应的雷 尼镍是混于水中的50%的泥浆状物体，不要把其暴露于空气中。泥浆状物质装入试剂瓶中后放入包装箱，包装箱 中要填充化学性质稳定的蛭石再加以运输。
参加反应之后的雷尼镍仍然可能含有大量的氢气，不能随意丢弃。应在通风处销毁。雷尼镍燃烧时会产生有 害气体，因此，建议在销毁雷尼镍和扑救雷尼镍造成的火灾时使用防毒面具。此外，直接接触雷尼镍可能会导致 呼吸道发炎，也可以引起眼睛和皮肤刺激性的损害。吸入会导致鼻腔和肺部的纤维化。摄入则会导致惊厥和肠道 疾病。长期接触可能导致肺炎和其他标志致敏镍样皮疹，即镍痒。
雷尼镍催化剂使用方法和注意事项
雷尼镍催化剂使用方法和注意事项
雷尼镍催化剂使用方法和注意事项
⒈催化剂介绍
雷尼镍催化剂是一种高效的催化剂，常用于有机合成和化学催化反应中。
它具有较高的活性和选择性，可以加速反应速度并提高产物的纯度。
⒉催化剂的制备
在实验室中，雷尼镍催化剂可以通过将氯化镍和还原剂一起混合制备而成。
制备过程中需要注意安全，避免接触有害物质和操作不当造成伤害。
⒊催化剂的储存
雷尼镍催化剂应储存在干燥、阴凉的地方，避免阳光直射和高温环境。
催化剂应放置在密封的容器中，并远离可燃物和易燃品。
⒋催化剂的激活
在使用雷尼镍催化剂之前，需要对其进行激活处理。
激活方法可以采用还原剂处理或暴露于氢气中。
激活过程中需要严格控制反应条件，确保反应的顺利进行。
⒌催化剂的使用条件
在使用雷尼镍催化剂进行催化反应时，需要注意以下几点：
- 反应温度：根据具体反应要求选择合适的温度。
- 反应时间：根据反应的速率和产物收率确定反应时间。
- 温度控制：确保反应过程中温度的稳定性，避免产物质量受到影响。
- 催化剂的用量：根据反应的底物种类和反应条件确定合理的催化剂用量。
⒍注意事项
- 催化剂使用过程中应注意个人防护措施，佩戴适当的防护手套、眼镜和口罩。
- 如发生意外事故或误食催化剂，请及时就医并告知医生所使用的催化剂信息。
附件：
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法律名词及注释：
本文档所涉及的法律名词及注释仅供参考，不构成法律意见。
请在实际操作中遵守相关法律法规，并咨询专业法律人士的意见。
雷尼镍催化剂的使用
雷尼镍催化剂的使用引言：雷尼镍催化剂是一种常用的催化剂，广泛应用于化学工业领域。
本文将介绍雷尼镍催化剂的特性、制备方法以及在不同领域的应用。
一、雷尼镍催化剂的特性雷尼镍催化剂具有以下特性：1. 高活性：雷尼镍催化剂具有较高的催化活性，可以促进化学反应的进行，并提高反应速率。
2. 高选择性：雷尼镍催化剂在催化反应中具有较高的选择性，可以使反应产物得到更高的纯度。
3. 长寿命：雷尼镍催化剂具有较长的使用寿命，可以多次循环使用，减少生产成本。
4. 抗中毒性：雷尼镍催化剂对一些有毒物质具有较好的抗中毒性，能够在存在有毒物质的环境中仍然保持催化活性。
二、雷尼镍催化剂的制备方法雷尼镍催化剂的制备方法主要包括以下几个步骤：1. 原料准备：选择高纯度的镍盐和还原剂作为原料，保证催化剂的质量。
2. 催化剂的还原：将镍盐与还原剂混合，通过还原反应将镍离子还原为金属镍形成催化剂。
3. 催化剂的活化：将还原后的催化剂进行活化处理，提高催化剂的活性和选择性。
4. 催化剂的后处理：对活化后的催化剂进行后处理，包括洗涤、干燥等步骤，以获得最终的催化剂产品。
三、雷尼镍催化剂在化学工业中的应用雷尼镍催化剂在化学工业中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 氢化反应：雷尼镍催化剂可以催化烯烃、炔烃等有机物与氢气的反应，将它们还原为相应的烃类化合物。
2. 聚合反应：雷尼镍催化剂可以催化烯烃的聚合反应，将烯烃分子连接在一起形成高分子化合物。
3. 氧化反应：雷尼镍催化剂可以催化有机物的氧化反应，将它们转化为含有氧原子的化合物。
4. 加氢脱氮反应：雷尼镍催化剂可以催化有机物中的氮原子与氢气的反应，将有机物中的氮原子去除。
5. 加氢裂化反应：雷尼镍催化剂可以催化烃类化合物的加氢裂化反应，将长链烃类分解为短链烃类。
6. 加氢酰化反应：雷尼镍催化剂可以催化醛类化合物与氢气的反应，将醛类化合物加氢生成相应的醇类化合物。
结论：雷尼镍催化剂具有高活性、高选择性、长寿命和抗中毒性等特性，制备方法简单，应用广泛。
雷尼镍催化剂使用方法和注意事项
雷尼镍催化剂使用方法和注意事项雷尼镍催化剂使用方法和注意事项第一章概述雷尼镍催化剂是一种常用的催化剂，广泛应用于化工领域。
本文档将详细介绍雷尼镍催化剂的使用方法和相关注意事项。
第二章催化剂的物性介绍1.催化剂成分：________雷尼镍催化剂由铜、锌、铝和镍等金属组成。
2.外观特征：________雷尼镍催化剂为灰色颗粒状固体。
3.熔点：________雷尼镍催化剂的熔点为1200°C。
4.密度：________雷尼镍催化剂的密度为6.8 g/cm³。
5.比表面积：________雷尼镍催化剂的比表面积为200 m²/g。
第三章雷尼镍催化剂的使用方法1.催化剂的激活：________a.首次使用前，将雷尼镍催化剂与适量溶剂混合均匀，得到催化剂悬浮液。
b.将悬浮液加入反应器中，在适当的温度和压力下进行激活处理。
c.激活时间一般为4-6小时，激活温度和压力根据具体反应条件而定。
2.催化剂的添加：________a.将激活后的雷尼镍催化剂以一定的速率加入反应体系中。
b.添加过程中应注意搅拌均匀，避免催化剂聚集。
3.催化剂的回收：________a.反应结束后，通过过滤或离心等方式将催化剂分离出来。
b.分离后的催化剂可以进行再利用，或进行进一步处理和回收。
第四章雷尼镍催化剂的注意事项1.催化剂的储存应放置于干燥、通风良好的地方，避免阳光直射。
2.使用过程中应注意个人防护，佩戴防护眼镜、手套等装备。
3.催化剂使用完毕后，应及时清洗反应器和设备，避免催化剂残留对下一次使用的影响。
4.避免与空气中的氧气、水分等反应，防止催化剂表面的氧化，影响催化剂的活性。
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法律名词及注释：________1.催化剂：________催化剂是一种可以改变反应速率而自己不被消耗的物质。
2.激活：________激活是指将催化剂与适量的溶剂混合，并在适当的反应条件下引发催化剂的反应活性。
雷尼镍加氢催化剂
雷尼镍加氢催化剂
雷尼镍加氢催化剂是一种常用于催化加氢反应的催化剂。
它由雷尼镍（Raney Nickel）制备而成，是一种高度活性的多孔金
属催化剂。
雷尼镍加氢催化剂主要用于加氢反应，例如烯烃加氢、有机化合物加氢、水合物还原等。
它可以将不饱和化合物（如烯烃）加氢转化为饱和化合物（如烷烃），对于多种有机化合物的加氢反应都有很高的催化活性和选择性。
雷尼镍加氢催化剂由细小的镍颗粒组成，这些颗粒在催化反应中提供活性位点来催化反应。
多孔的结构使得反应物可以充分进入催化剂内部，增加反应的接触面积和效率，同时也有利于产物的释放。
雷尼镍加氢催化剂的制备一般是通过将金属镍与水铝合金进行反应，形成多孔、高度活性的结构。
催化剂的活性和选择性可以通过改变制备条件、合金配比、后续处理等方法来进行调节和优化。
总的来说，雷尼镍加氢催化剂是一种重要的工业催化剂，在有机合成、化工生产等领域有广泛应用。
它具有高催化活性、选择性好、稳定性高等优点，是许多加氢反应的理想催化剂之一。
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导致催化剂中毒的主要因素
1、.催化剂表面析炭：由于氢解，聚合、环化或转移等反应导致结 焦，覆盖了活性中心，进而堵塞了催化剂孔道，使活性表面丧失。 2、活性表面因吸附原料中所夹带有害杂质。工业原料很难呈纯净的 化学品，它们往往需经净化处理后才能用于催化反应，但催化剂对 某些毒物十分敏感，往往浓度仅为μg/g或ng/g级的毒物也会导致催 化剂永久性中毒。 3、活性组分的挥发、流失、负载活性金属烧结或微晶粒子长大都会 使活性不可逆的衰退。 4、化学物种对载体的侵蚀，以及载体孔结构的烧结导致孔道的坍塌， 催化剂强度丧失而失活。
6
型号
RTH-2110 RTH-2140 RTH-2138E RTH-3110 RTH-3140 RTH-3138E RTH-4110 RTH-6110 RTH-7110 RTH-8110 RTH-2038E
雷尼型催化剂一览表
组成成分 Ni≥% Al≤% Mo≈%
90 余量 — 90 余量 — 65 余量 — 90 余量 * 90 余量 * 65 余量 * 85 余量 — — 余量 — — 余量 — — 余量 — 42±2 余量 —
通用化工注重企业建设，在管理上推行国际先进的管理理念，在质量体系上采用ISO9001-2000国际质量管理体 系认证，拥有((雷尼镍催化剂安全生产许可证)),是淀粉糖醇工业协会常务理事，是工业催化剂协会理事，经中国化 工学会精细化工专业委员会审查评定,被授予“质量过硬，优秀重点推荐产品”称号。公司从普通员工到高层领导都 经常接受各种培训，提高了企业的生产和管理水平，提高了企业的竞争力。
G02
间歇加氢反应装置示意图
回收
H2
原料
G01 GP
GF01 GF02
HC CF
P=30BAR T=200 CAT:3110 PRO:PTA
去精滤 G02
釜式串联连续加氢工艺流程简图
H2
成品 CAT 原料
BG1
P=50BAR T=170 CAT:3110 PRO:脂肪胺
HR01
HR02
V201
G01 P01
24
粒度 过程
2038E
使用前后粒度对比
3目筛上
1.1
3-6目
66.8
6-8目
28.4
8目筛下
3.7
2138E
0.6
70.2
20.8
8.4
使用后
（废料）
4.1
85.5
7.2
3.2
25
判定催化剂失活的标准
丁 醇： ≥ 3% PH 值： ≤ 7%
1 丁醇
1-20D 1%
20-70D 1-2%
70-220D 2-3%
G03 G04
P3
管是串联连续加氢反应装置示意图
16
雷尼镍催化剂在固定床装置上的应用
产品
年产量
1
乙二醇精制 400万吨
2
聚醚胺
5万吨
3 1；4丁二醇 200万吨
4
双氧水
50万吨
5
工艺条件 V≤20m³、P≤20、T≤180℃ V≤20m³、P≤200、T≤180℃ V≤30m³、P≤300、T≤180℃ V≤10m³、P≤20、T≤120℃
国产化率 100% 100%
1% 100%
型号 3138E 31614E @4258 3124E
17
回收H2
H2
BYD
GB0Y1D
检1 V201
5 4 3 2 1
检2 V202
P=30mp T=170℃ CAT:2138E PRO:BDO
BDO
GB0Y2D
高压进料泵
循环泵
2.5万吨 BDO高压加氢装置流程简图
• 雷尼铜催化剂： 1000吨/年
• 雷尼钴催化剂：
100吨/年
• 雷尼铁催化剂：
200吨/年
• 钌/钯/铂炭催化剂： 100吨/年
• 油脂加氢催化剂： 500吨/年
• 镍炭催化剂：
100吨/年
5
绿色加氢工艺首选催化剂-雷尼镍
替代工艺： 1、硫化碱还原：废水量大 2、铁粉还原：铁泥量大 3、水合肼还原
27
影响催化剂使用寿命因素
一、合金颗粒
1、粒度分布：目数与初始活性成正比。 2、组成成分：Ni、Al比例 3、助催化成分：Mo、Cr、Fe、Cu、W、Mn等，目的是提高活 性，选择性、耐热稳定性和抗毒稳定性。 二、活化 1、浅表活化 2、深度活化 三、原料精制 四、PH值影响 五、H2质量 六、溶剂质量
29
致谢
通用化工在这里向新老用户致以问候和感 谢，正是由于大家的支持，通用化工才得以 不断壮大和发展。
通用化工将继续以一流的技术，一流的产 品品质，一流的服务，竭诚为广大用户服务， 共同发展，走向辉煌！
30
公司在同国内外技术人员进行交流和生产实践中，掌握了先进的生产工艺和测试手段，为进一步开发优良的催 化剂奠定了良好的基础。公司拥有专门的技术人员对产品进行质量跟踪及技术服务，保证了高质量的产品高效能地 应用在工业生产中。
主要产品及生产能力
• 镍铝合金粉：
3600吨/年(其中BDO专用1800吨）
• 雷尼镍催化剂： 1200吨/年
220-290D 备注 3-4%
2 PH值 7.5-8.5
11-12
尽12量高
3 温度
113-115℃ 115-125℃ 125-135℃ 135-155℃ 尽量低
4 负荷
100%
100%
100%
100%
5
6
26
焦油含量升高的因素
一、催化剂 1、活性低反应慢：催化剂选型2110、3110、4125等 2、催化剂量少反应慢 3、催化剂量太大过反应 二、工艺操作 1、反应后尽快降低物料温度 2、催化剂与物料尽快分离 3、物料浓度适当，低含量对催化剂有益处。 三、原料精制处理 1、PH值的影响 2、溶液中金属离子含量尽量低 3、杂质尽量少，如：大分子
7
• 雷尼镍RTH-3140的电镜照片
8
生产工艺框图
Ni
Al
熔炼
冷却
预粉碎
粉碎
洗涤
成品（催化剂）
展开
NaOH
混配
筛分
成品（合金粉）
9
雷尼镍催化剂的应用
• 间苯二胺：混硝基苯加氢（龙盛）-------- -----------2110 • 联苯二胺（RT培司）：硝基联苯加氢（圣奥）----------2110 • 糖醇（山梨醇）：淀粉糖加氢（东北制药）------------3110 • 1,4-丁二醇（BDO）：固定床加氢（天华）------------2038E • 脂肪胺：脂肪腈加氢（益海嘉里）--------------------3110 • 乙二醇：加氢精制固定床（金陵石化）---------------3138E • 己内酰胺：加氢精制（山东海力)-------------------- 4110 • 聚醚胺（PEA):聚乙二醇氨化（正大）----------------3138E • H酸（c酸）：管式连续反应（吉华）------------------2125 • CTL酸：环路反应BUSH系统（秦燕）-------------------3110
尾气回收 H2
BYD
G01
PG01
1 V201
5 4 3 2 1
V211 2
5 4 3 2 1
P=300BAR T=170 CAT:3138E PRO:BDO
V202
5 4 3 2 1
3 BDO
G02
PV01
PV02
6万吨BDO装置工艺流程简图
19
H2
原料
P=20MPa T≤170℃ CAT:3138E For:H2O2、聚醚胺
国产化率 90% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
型号 3110 2110 3110 4125 2125 2110 3125 3110
11
H2
CAT 原料
G03 CAT
P=120 T=170 CAT:3110 YL1 PRO;山梨醇
G01
F01 P01
废CAT
P02
21
BDO高压加氢催化剂质量指标
22
2038E实物照片
RTH-2038E
400倍照片
23
·雷尼镍催化剂的再生
再生：雷尼镍在使用中，活性表面被杂质覆盖或被毒 物中毒而失活，除定期补入新催化剂外，当活性下降 到一定程度，可以进行再生；可恢复部分活性，达到 最大限度利用雷尼镍。一般在使用过程中可以处理两 次。 步骤1、用溶剂洗涤催化剂 步骤2、用去离子水洗涤催化剂至中性 步骤3、用5-10%NaOH溶液在80℃下浸泡2h 步骤4、用去离子水洗涤催化剂至中性
1
6
2
5
3
╮╰╮
4
固定床高压加氢反应釜结构示意图
催化剂的选择与工艺匹配
一、组成成分: 1、211系列:传统镍铝合金粉配方。 2、311系列：Mo促进剂。 3、411系列：Cr、Fe促进剂。 二、粒度范围 1、国际标准：平均粒径35-50微米；如2110、2125等。 2、固定床：3-8目、6-14目等。 3、非标：如2124、3124以及客户规定标准。
雷尼镍催化剂的应用
3
通用化工简介
大连通用化工有限公司成立于1996年，系与大连化物所及大连理工大学合作，采用国际先进生产技术生产雷尼镍 催化剂、镍铝合金粉、镍基催化剂及贵金属催化剂的快速发展的高新技术企业。公司生产设备先进，技术力量雄厚， 主要从事催化剂和特种精细化学品的研发、生产和销售, 在大连理工大学和南京工业大学设有联合实验室，在大连 瓦房店工业区和江苏徐州设有催化剂和特种精细化学品生产基地。公司依托大连化物所和大连理工大学的技术优势 逐步把公司打造成世界一流的催化剂和特种化学品研发和生产企业。