浅谈“绿色催化”
读书报告题目：浅述“绿色催化”
院系：化工学院
专业：化学工程
姓名：翟继博
学号：201231460
浅述“绿色催化”
前言
在20世纪90年代，未解决传统化学工业带来的环境危机，在国际化学化工领域兴起了绿色化学研究和开发的新兴潮流。绿色化学是利用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康和生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物及副产物等的使用和产生。其中绿色化学“十二条原则”中第二条(合成方法应具有“原子经济性”) 和第九条(使用高选择性的催化剂) 都提到了绿色化学中新的催化方法是关键。可以说，化学工业的重大变革、技术进步大多都是随着新的催化材料或新的催化技术而产生的，要发展环境友好的绿色化学，就要大力发展绿色催化技术。
1.原子经济性
1991年Trost首先提出了原子经济的概念，即原料中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是指原料分子中的原子百分之百地转化为产物，不产生副产物或废物，实现废物的零排放。
原子经济反应： A + B ?→
?C(产物) + D(副产物)
D=0 或C>>D
其中Trost原子经济中的原子利用率(Atom Utilization ,简称AU)定义如下：
目标产物的摩尔质量
AU=
化工过程产物的所有物
种摩尔质量之和
AU用来估算不同化工过程在不同工艺路线中的原子利用程度，它由理论反应式算出。它不是指产物的选择性，而是原子的选择性。
例如，用传统的氯醇法合成环氧乙烷，其原子利用率AU只有25 %，
?ClCH2CH2OH + HCl
CH2=CH2 + Cl2 + H2O ?→
?HCl CH2CH2O + CaCl2 + 2H2O ClCH2CH2OH + Ca(OH)2?→
?C2H4O + CaCl2 + H2O
总反应：C2H4 + Cl2 + Ca(OH)2?→
AU = 44/173 = 25％
而用乙烯催化环氧化法仅需一步反应，原子利用率AU达到100 %，
CH 2=CH 2 + 2
1O 2?→?CH 2CH 2O ， AU=100％ 由以上工艺的比较可以看出，催化剂使反应顺利进行，但它不在总反应的化学计量式中反应出来，即在反应中不被消耗,也不结合到终产物中去。催化过程是实现原子经济性反应的重要途径，因此要适应绿色化学的需要，就要尽快改造引起环境污染的现有工艺，开发无污染物排放的新工艺，使新工艺既要环境友好又要是原子经济性的，提高资源的利用率。
2.晶格氧催化剂的选择性
绿色化学中，催化剂的活性在次要地位，首要考虑的应是催化剂对反应所具有的选择性。这是因为人们要选择催化剂的特殊性和专一性，从而保证目标产物的高转化率，副产物的低转化率，甚至不转化产生副产物。
烃类选择性氧化在石油化工中占有极其重要的地位，但其选择性却是各类催化反应中最低的，在反应条件下很容易被进一步氧化为二氧化碳和水。这不仅造成资源浪费和环境污染，而且给产品的分离和纯化带来很大的困难。所以，控制氧化反应深度，提高目的产物选择性始终是烃类选择氧化研究中最具挑战性的难题。
2.1氧化机理
为解决上述问题，在20世纪40年代，Lewis 等就提出了烃类晶格氧选择氧化概念，即用可还原的金属氧化物的晶格氧作为烃类氧化的氧化剂。其反应机理为还原-氧化机理（Redox 机理），它包括两个主要过程：
(1) 气相烃分子与高价金属氧化物催化剂表面上的晶格氧（吸附氧）作用，烃分子被氧化为目的产物，晶格氧参与反应后，催化剂的金属氧化物被还原为较低价态；
(2) 气相氧将低价金属氧化物氧化到初始高价态，补充晶格氧，完成Redox 循环。
以以下氧化反应为例： C n H m + O 2 ?→?
C n H m-2O + H 2O 可写成两个基本过程： C n H m + 2OM ?→?
C n H m-2O + H 2O + 2M 2M + O 2 ?→?
2OM 式中，M 为低价态活性位，OM 为有晶格氧的活性位
2.2反应工艺
目前有两种反应工艺可用于烃类晶格氧选择氧化。其中一种是用膜反应器，其催化膜通常由具有氧离子/电子导体性能和催化活性的金属氧化物材料制得。由于该反应器在放大时还存在很多技术难题，在此不作过多介绍。下面主要介绍前景较好的工艺，即采用循环流化床提升管反应器（图1）。
该工艺在无气相氧存在下用催化剂晶格氧作为供氧体，按Redox模式，使还原-氧化循环分别在反应器和再生器中完成。在提升管反应器中烃类分子与催化剂的晶格氧氧化反应生成氧化产物，失去晶格氧的催化剂被输送到再生器中用空气氧化到初始高价态，然后送入提升管反应器中与烃原料反应。如此，该工艺不仅可避免原料和产物与气相氧的直接接触，还可消除沸腾床中容易发生的返混现象，使目的产物的收率和选择性得以显著提高。
图1 循环流化床提升管反应器
2.3工业实例
杜邦公司的晶格氧-丁烷选择氧化制顺酐工艺，该工艺用VPO催化剂的晶格氧代替气相氧作为氧源，按还原-氧化(Redox)模式将丁烷和空气分别进入循环流化床提升管反应器和再生器，使顺酐的选择性摩尔分数从45％～50％提高到
70％～75％，被赞誉为对环境友好的催化过程。
鲁姆斯公司的晶格氧—间二甲苯氨氧化制间苯二甲工艺，该工艺采用钒酸盐晶格氧催化剂和循环流化床反应器，间二甲苯和氨进入反应器在常压、399℃下与钒酸盐催化剂的晶格氧反应生成间苯二甲青和水，失去晶格氧的催化剂进入再生器，在427℃下用空气再氧化补充失去的晶格氧，催化剂在反应器和再生器之间循环。另为提高间二甲苯的转化率，反应器进料除间二甲苯和氨外，通常还补充部分氧气。因此该过程实际上是一种同时采用晶格氧和共进料混合模式的氧化工艺。
3.几种常见的绿色催化剂
3.1沸石分子筛
3.1.1概念
沸石分子筛是一种结晶铝硅酸盐，具有均匀的孔结构。其对许多酸催化反应具有高活性和异常的选择性，这些反应中的大多数是由沸石分子筛的酸性做催化的。
其化学通式为：Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表阳离子（如：K、Ca、Na、Mg），m表示其价态数，z表示水合数，x和y是整数。沸石分子筛活化后，水分子被除去，余下的原子形成笼形结构，孔径为0.3～1.0nm。分子筛晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多同直径的孔（也称“窗口”）相连。由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。
3.1.2分类
分子筛按硅铝比可分为：低硅（A型）、中硅（X、Y型）、高硅（ZSM-5 型）全硅型（Silicalite）。其中A型有钾A(3A)，钠A(4A)，钙A(5A)；X型有钙X(10X),钠X(13X)；Y型有钠Y，钙Y。
按孔道大小划分：孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。
按骨架元素组成可分为：硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛。
3.1.3性能及应用
分子筛具有均匀的微孔结构，比表面积为200-900m2/g，孔容占分子筛晶体体积体积的50%左右，随硅铝比的提高，分子筛的酸稳定性、热稳定性增强，高硅分子筛对烃类的裂解和转化催化反应表现出相当高的活性。自1945年研究分子筛进行混合物的选择分离以来，基于其良好的吸附、离子交换和催化性能，分子筛在气体和液体的干燥、混合气体的选择分离、石油混烃的分离、石油烃的催化裂解、污水和废气的处理、离子交换剂等许多领域得到了广泛的应用，具体见表1。
表1 各类型分子筛的应用
3.2杂多酸
3.2.1定义
由杂原子（如P、Si、Fe、Co 等）和配位原子（即多原子，如Mo、W、V、Nb、Ta 等）按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸或为多氧簇
金属配合物，常用HPA 表示。常用的杂多酸有H
3PMo
12
O
40
(12磷钼酸) 、
H 3PW 12O 40(12磷钨酸)等。
3.2.2特点
(1) 杂多酸是强度均匀的质子酸，并有氧化还原能力，通过改变组成，可调节酸强度和氧化还原性能，水分存在时形成的拟液相也能影响其酸性和氧化还原能力。
(2) 杂多酸有固体和液体两种形态，是很强的B 酸，同时含有B 酸中心和L 酸中心。作为酸催化剂，其活性中心既存在于“表相”，也存在于“体相”。
(3) 杂多酸有类似于浓液的“拟液相”，这种特性使其具有很高的催化活性，既可以表面发生催化反应，也可以在液相中发生催化反应，杂多酸如前所述既是氧化催化剂，还是光电催化剂。
3.2.3应用实例
杂多酸在石油化工中作为烷基化、酰基化、异构化、酯化、水合、脱水及氧化等诸多反应的催化剂。
(1) 异丁烯水合反应。十二钨磷酸，用于催化异丁烯水合制异丙醇，转化率中等，选择性很高，是成功应用的典范。反应机理如下：
(CH 3)2C=CH 2?→←+H (CH 3)2C=CH 2·+H ??→←-
n HPA
(CH 3)2C=CH 2·+H ·HPA -n ?→?[(CH 3)3C]+ ·HPA -n ??→?O H 2 (CH 3)3COH + H +
其中，HPA 为杂多酸催化剂，新的配合物是由杂多阴离子与质子化的烯烃相作用后生成的。
(2) 链烯烃的酯化反应
RCH=CH 2 + HOAc ??→?杂
多酸 RCH(OAc)CH 3 上述反应，在20～140℃条件下，使用10-4～10-2mol/L 的HPA-Mo 和HPA-W 杂多酸型催化剂，具有很高的选择性。
杂多酸具有可调控酸性，它可以取代氢氟酸、硫酸、磷酸，以固体形式进行多相催化反应，可提高反应的回收率。与沸石分子筛催化剂类似，它具有不腐蚀设备、资源利用充分、不污染环境、工艺简便等优点。杂多酸又因其兼具氧化、光电催化等功能，在化工生产尤其是石油化工生产中被广泛采用。
3.3固体超强酸
3.3.1概念
超强酸是比100％的硫酸还强的酸，其H0＜11.93。以固体超强酸作催化剂主要应用于石油炼制及有机合成工业，具有多方面的优点。由于是固相催化剂，故反应物和催化剂易于分离、催化剂可反复使用、不腐蚀反应器、催化选择性高、反应条件温和、原料利用率高、三废少等。
3.3.2分类
(1) 负载型固体超强酸，主要是指把液体超强酸负载于金属氧化物等载体上的一类。如HF-SbF5-AlF3/固体多孔材料、SbF3-Pt/石墨、SbF3-HF/F-Al2O3、SbF5-FSO3H/石墨等。
(2) 混合无机盐类，由无机盐复配而成的固体超强酸。如AlCl3-CuCl2、AlCl3-Ti2(SO4)3、AlCl3-Fe2(SO4)3等。
(3) 氟代磺酸化离子交换树脂（Nafion-H）
(4) 硫酸根离子酸性金属氧化物SO-2
4/MxOy超强酸，如SO-2
4
/ZrO2、
SO-2
4
/TiO2、SO-2
4
/Fe2O3等。
(5) 负载金属氧化物的固体超强酸，如WO3/ZrO2、MoO3/ZrO2等。
这些固体酸的酸度高于100％的硫酸的103～104倍，它们易于制备和保存，
不腐蚀反应器，在500℃时仍具有催化活性，且能反复使用。其中以(4)(5)两种不含卤原子，不污染环境，可作优良的质子催化剂。
3.3.3应用
(1) 烃类异构化反应汽油的抗爆性用异辛烷值表示，直链烃异构化是生产高辛烷值汽油的重要手段。用SbF3-Al2O3作催化剂进行丁烷、戊烷的异构化，反应条件为温室，选择率达80％～90％。
(2) 烷基化反应工业上常通过芳烃烷基化、烯烃烷基化及烷烃烷基化反应来生产高辛烷值的汽油，固体超强酸作催化剂可使反应在常温下进行。如苯和乙烯反应制乙苯，传统反应办法以AlCl3-HCl作催化剂，催化活性较高，但AlCl3和HCl都对设备又强烈的腐蚀，故使设备投资大增，且会产生大量的废水。假如以SbF3-Al2O3为催化剂就克服了这一困难，且转化率达97％～99％。
(3) 其他固体超强酸在丙醇水合制异丙醇和异丙醚，甲醇和异丙烯制甲
基叔丁基醚、醇酸酯化、烃的硝化、氧化氯代烃的还原等反应中都体现出优良的催化性能。
4.其他绿色催化剂
(1) 光催化剂这是一类借助光的激发而进行催化反应的催化，剂如ZnO-CuO-H2O2，在紫外光作用下，可对染料废水进行催化脱色，脱色率近100% 。TiO2光催化剂光解二氯乙酸、光的光解制氢、CO2的光催化固碳都是为未来解决能源、人工光合作用的主要催化反应。
(2) 电极催化剂在这类电化学反应中，电极既是电化学反应的反应物场所，也是供应和接收电子的场所，故兼有催化和促进电子迁移的双重功能。通过外部电路调控电极电位，可对反应条件，反应速率进行调控。日本EbaraResea 公司已应用电极催化处理有机废水，经处理后99％的酚、酸、烯、酯及其它有机物都发生降解反应，也有用此法来处理含铬废水、烟气及煤中的硫分。
(3) 酶催化剂酶催化剂可以说时一种真正的绿色催化剂，它是一种能加速特殊反应的生物分子，有近乎专一的催化性能。美国人T.W.Frost 等用了纤维素与葡萄糖作原料，以酶催化剂发酵的新工艺生产己二酸，反应可在常温、常压、无毒、无害、无腐蚀的条件下进行、大大提高了生产效率，降低了成本，维护了环境。
(4) 膜催化剂膜催化剂是将催化剂制成膜反应器，反应物可选择性的穿越催化膜并发生反应，产物也可以选择性的穿过膜而离开反应区域，从而有效地调节反应区域内的反应物和产物的浓度，这也是将膜技术和催化综合的一种催化工艺。如NoX在膜反应器中还原，反应转化率可达100% 。
结束语
清洁生产是可持续性发展提出的新课题，各国为此花费大量人力、物力、财力进行研究和开发，是发展的方向。绿色催化剂的研制与开发，是化学工作者的重大课题，也是化学工业摆脱排污量，对环境伤害严重局面的希望所在。然而催化技术仍面临着许多待解决的课题，很多技术尚处于探索阶段，如超临界流体技术催化氧化反应、等离子体技术、纳米催化技术等都是绿色化工中有待开发的重要内容。
参考文献
[1]杨双春, 王东, 张洪林. “绿色催化”浅述. 辽宁城乡环境科技.[J],2003, 23(6):9～11.
[2] 潘乐. 绿色催化剂的应用及进展. 黄山学院学报. [J],2005, 7(3):43～45.
[3] 王延吉, 赵新强. 《绿色催化过程与工艺》.[M],2002.
[4] 绿色化学—催化剂.ppt
催化裂化产品方案解析(doc 5页)
催化裂化产品方案分析 催化裂化是石油炼制过程之一，是在热和的作用下使发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和等的过程。 催化裂化原料是原油通过原油（或其他过程）分馏所得的重质;或在重质馏分油中掺入少量渣油,或经脱后的脱沥青渣油；或全部用常压渣油或。在反应过程中由于不挥发的类碳物质沉积在上，缩合为，使催化剂活性下降，需要用空气烧去（见催化剂再生），以恢复催化活性，并提供裂化反应所需热量。催化裂化是从重质油生产的主要过程之一。所产汽油高（马达法80左右），裂化气（一种）含、、异构烃多。 催化裂化技术由E.J.胡德利研究成功，于1936年由美国索康尼真空油公司和合作实现工业化，当时采用，反应和催化剂再生交替进行。由于高压缩比的需要较高辛烷值汽油，催化裂化向移动床（反应和催化剂再生在中进行）和流化床（反应和催化剂再生在中进行）两个方向发展。移动床催化裂化因设备复杂逐渐被淘汰；流化床催化裂化设备较简单、处理能力大、较易操作，得到较大发展。60年代，出现分子筛催化剂，因其活性高，裂化反应改在一个管式反应器（反应器）中进行，称为提升管催化裂化。 1958年在兰州建成移动床催化裂化装置，1965年在抚顺建成流化床催化裂化装置，1974年在玉门建成提升管催化裂化装置。1984年，中国催化裂化装置共39套，占原油加工能力23%。
反应机理：与按机理进行的热裂化不同，催化裂化是按机理进行的，催化剂促进了裂化、和芳构化反应，裂化产物比热裂化具有更高的经济价值，气体中C3和C4较多，异构物多；汽油中异构烃多，极少，较多。其主要反应包括：①分解，使重质烃转变为轻质烃；②异构化；③氢转移；④芳构化；⑤、生焦反应。异构化和芳构化使低辛烷值的直链烃转变为高辛烷值的异构烃和芳烃。 装置类型：流化床催化裂化装置有多种类型，按反应器（或沉降器）和再生器布置的的不同可分为两大类：①反应器和再生器分开布置的并列式；②反应器和再生器架叠在一起的同轴式。并列式又由于反应器（或沉降器）和再生器位置高低的不同而分为同高并列式和高低并列式两类。 同高并列式主要特点是:①催化剂由U型管密相输送;②反应器和再生器间的催化剂循环主要靠改变两端的催化剂密度来调节；③由反应器输送到再生器的催化剂，不通过再生器的分布板，直接由
催化作用原理(名词解释+填空)
【名词解释】 1、可持续发展：既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展称为可 持续发展。 2、催化裂化：是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等 过程。 3、加氢裂化：在较高的压力和温度下，氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化 反应，转化为轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃的原料）的加工过程。 4、催化重整：是在催化剂作用下从石油轻馏分生产高辛烷值汽油组分或芳香烃的工艺过程。 5、加氢精制：是指在催化剂和氢气存在下，石油馏分中含硫、氮、氧的非烃组分发生脱除硫、 氮、氧的反应，含金属有机化合物发生氢解反应，同时，烯烃发生加氢饱和反应。 6、温室效应：由于大气层中的某些气体对太阳辐射的红外线吸收而导致大气层温度升高，地球 变暖的现象。 7、催化剂：是一种能够改变一个化学反应的速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在 化学反应中不被明显消耗的化学物质。 催化作用：指催化剂对化学反应所产生的效应。 8、活化：通过还原或硫化使催化剂活性组份由金属氧化物变为金属态或硫化态的过程。 9、化学吸附是反应物分子活化的关键一步，反应物分子与催化活性表面相互作用产生新的化学 物种——反应活性物种。 10、吸附现象：当气体与清洁的固体表面接触时，在固体表面上气体的浓度高于气相的现象。 吸附质：被吸附的气体。 吸附剂：吸附气体的固体。 吸附态：吸附质在固体表面上吸附后存在的状态。 吸附中心或吸附位：通常吸附是发生在固体表面的局部位置，这样的位置。 吸附中心与吸附态共同构成表面吸附络合物。 吸附平衡：当吸附过程进行的速率与脱附过程进行的速率相等时，表面上气体的浓度维持不变的状态。 11、积分吸附热 在一定温度下，当吸附达到平衡时，平均吸附1mol气体所放出的热量称为积分吸附热q积。 微分吸附热 催化剂表面吸附的气体从n mol 增加到 (n+d n) mol时，平均吸附每摩尔气体所放出的热量。 12、化学吸附态一般是指吸附物种在固体表面进行化学吸附时的化学状态、电子结构和几何构 型。 13、凡是能给出质子的物质称为酸（B酸） 所谓酸（L酸），乃是电子对的受体，如BF3 固体酸：能给出质子或者接受电子对的固体称为固体酸。 14、相容性： 发生催化反应时，催化剂与反应物要相互作用。除表面外，不深入到体内，此即相容性。 15、d带空穴： 金属镍原子的d带中某些能级未被充满，称为“d带空穴”。 16、溢流现象是指固体催化剂表面的活性中心(原有的活性中心)经吸附产生出一种离子或者自 由基的活性物种，它们迁移到别的活性中心处(次级活性中心)的现象。 17、结构敏感反应：反应速率对金属表面的微细结构变化敏感的反应。 结构不敏感反应：反应速率不受表面微细结构变化的影响。 18、沸石：自然界存在的结晶型硅铝酸盐（由于晶体中含有大量结晶水，加热汽化，产生类似
我国绿色产业的发展现状
三、中国绿色产业发展现状及存在的问题 3.1 中国绿色产业发展现状 3.1.1 中国的资源和环境为粗放型发展付出了沉重的代价 作为一个发展中大国，中国可持续发展面临最严峻的危机还是来自国内日益深化的资源环境的问题。中国人口众多，自然资源和环境禀赋不具优势，人均主要资源的占有量均不足世界平均水平的1/3到1/2，并随着经济规模的扩张和人口的增长而进一步降低，造成国内重要资源能源的供给不能满足需求。我国整体的工业水平还不够高，经济增长方式比较粗放，主要靠规模扩大的外延式增长。一些地方的经济发展承接发达国家和地区的低附加值、高能耗、污染严重的传统产业转移，一能源消耗和环境污染为代价换取经济增长，在国际产业分工中还处于中低端水平。面对粗放型经济快速增长和消费结构的升级，中国的战略性资源能源消耗巨大，战略性矿产资源将长期处于供需紧张的状态。使得中国战略资源能源的对外依存度可能进一步攀升，并成为中国重大的资源能源安全隐患。 传统工业化道路基本上是一条数量扩张型、粗放式工业化道路，必然导致一些地区环境污染和生态环境恶化。当前，全国大气污染排放总量仍处于较高水平，城市空气污染普遍较重，酸雨面积已占全国面积的1／3。全国水土流失面积约占38％。全国荒漠化土地面积达1．7亿公顷，占国土面积的18．2％，受荒漠化影响的人口达到4亿。我国Et排污水量在1．3亿吨左右，使水质严重恶化。全国每年
由于污染造成的捕捞量损失经济价值约30亿元人民币，经济渔业品种Et渐衰减。大气污染排放总量多年居高不下，城市空气污染普遍较重；七大水系近一半河段污染严重，近岸海域水质恶化。同二十年前相比，中国的生态环境问题已经发生了深刻变化，面临越来越复杂多样的污染格局和大范围的生态退化压力。因此我国经济增长和产业发展方式急需调整。 3.1.2 发展绿色产业已成为我国可持续发展的必由之路 国家要可持续发展，产业结构要更新，这已经成为共识。2009 年12月在哥本哈根召开的气候变化会议上，中国总理温家宝提出：中国1990年至2005年，单位国内生产总值二氧化碳排放强度下降46％，在此基础上，到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％一45％，减排目标将作为约束性指标纳入国民经济和社会发展的中长期规划，保证承诺的执行受到法律和舆论的监督。伴随着温总理掷地有声的世界宣言，低碳经济的概念日益被人们所重视所接受，以低碳技术发展绿色经济也成为越来越多人的共识。 新型工业化道路也是可持续发展道路。可持续发展的核心不是传统的以牺牲资源和环境为代价的经济发展，而是在不降低环境质量和不破坏自然资源基础上的经济发展。可持续发展内在地包含了绿色经济的内涵，新型工业化道路呼唤推进绿色产业的发展。绿色经济作为可持续发展战略的实现形式不但被理论界所接受，而且逐步成为大家追求的发展方向。绿色产业已作为绿色经济的载体而在我国迅速地发展起来。
钯催化反应及其机理
钯催化反应及其机理研究 摘要：目前过渡金属催化的有机反应研究一直是一个比较热的话题，其中由于钯催化的反应活性和稳定性等原因，使其在有机反应中得到了广泛的使用，被全球广泛关注。本文主要列举了钯催化的交叉偶联反应的机理，及与偶联反应相关的钯催化的碳氢键活化反应、钯催化的脂肪醇的芳基化反应等的机理。 关键词：过渡金属催化偶联反应钯催化机理 1.引言 进入二十一世纪以后，钯催化的偶联反应已经建立了比较完整的理论体系，研究的侧重点也和以前有所不同化学键的断裂和形成是有机化学的核心问题之一。在众多化学键的断裂和形成方式中，过渡金属催化的有机反应有着独特的优势：这类反应通常具有温和的反应条件，产率很高并有很好的选择性（包含立体、化学、区域选择性）。很多常规方法根本无法实现的化学反应，采用了过渡金属催化后可以很容易地得到实现。在众多过渡金属中，金属钯是目前研究得最深入的一个。自上世纪七十年代以来，随着 Kumada，Heck，Suzuki，Negishi [1]等偶联反应的陆续发现，钯催化的有机反应发展十分迅速，时至今日，钯催化的偶联反应作为形成碳-碳、碳-杂键最简洁有效的方法之一，已经得到了广泛应用。 2.钯催化各反应机理的研究 2.1.钯催化的交叉偶联反应 自上世纪七十年代以来，随着 Kumada，Heck，Suzuki，Negishi 等偶联反应的陆续发现[1]，钯催化的有机反应发展十分迅速，时至今日，钯催化的偶联反应作为形成碳-碳、碳-杂键最简洁有效的方法之一，已经得到了广泛应用[2]。交叉偶联，就是两个不同的有机分子通过反应连在了一起（英文中交叉偶联为crosscoupling，同种分子偶联为 homo coupling）。 2.1.1Heck反应 Heck 反应是不饱和卤代烃和烯烃在强碱和钯催化下生成取代烯烃的反应，是一类形成与不饱和双键相连的新 C—C 键的重要反应[3]。反应物主要为卤代芳烃（碘、溴）与含有α－吸电子基团的烯烃，生成物为芳香代烯烃。所用的不饱和卤化烃是一类芳基化合物。亲电性不饱和碳（sp 或 sp2杂化）与亲核性碳、氮、氧、硫、硒原子经过某些过渡金属的催
催化裂化的工艺特点及基本原理
教案 叶蔚君 5.1催化裂化的工艺特点及基本原理 [引入]: 先提问复习，再从我国催化裂化汽油产量所占汽油总量的比例引入本章内容。 [板书]:催化裂化 一、概述 1、催化裂化的定义、反应原料、反应产物、生产目的 [讲述]: 1．催化裂化的定义(重质油在酸性催化剂存在下，在470~530O C的温度和0.1～0.3MPa的条件下，发生一系列化学反应，转化成气体、汽油、柴油等轻质产品和焦炭的过程。)、 反应原料:重质油;(轻质油、气体和焦炭)、(轻质油); [板书]2.催化裂化在炼油厂申的地位和作用: [讲述]以汽油为例，据1988年统计，全世界每年汽油总消费量约为6.5亿吨以上，我国汽油总产量为1750万吨，从质量上看，目前各国普通级汽油一般为90-92RON、优质汽油为96-98RON，我国1988年颁布车用汽油指标有两个牌号，其研究法辛烷值分别为不低于90和97。 但是，轻质油品的来源只靠直接从原油中蒸馏取得是远远不够的。一般原油经常减压蒸馏所提供的汽油、煤油和柴油等轻质油品仅有10-40%，如果要得到更多的轻质产品以解决供需矛盾，就必须对其余
的生质馏分以及残渣油进行二次加工。而且，直馏汽油的辛烷值太低，一般只有40-60MON，必须与二次加工汽油调合使用。 国内外常用的二次加工手段主要有热裂化、焦化、催化裂化和加氢裂化等。而热裂化由于技术落后很少发展，而且正逐渐被淘汰，焦化只适用于加工减压渣油，加氢裂化虽然技术上先进、产品收率高、质量好、灵活性大，但设备复杂，而且需大量氢气，因此，技术经济上受到一定限制，所以，使得催化裂化在石油的二次加工过程中占居着重要地位(在各个主要二次加工工艺中居于首位)。特别是在我国，车用汽油的组成最主要的是催化裂化汽油，约占近80%。因此，要改善汽油质量提高辛烷值，首先需要把催化裂化汽油辛烷值提上去。目前我国催化裂化汽油辛烷值RON偏低，必须采取措施改进工艺操作，提高催化剂质量，迅速赶上国际先进水平。 [板书]3催化裂化过程具有以下几个特点 [讲述] (1)轻质油收率高，可达70%-80%，而原料初馏的轻质油收率仅为10%~40%。所说轻质油是指汽抽、煤油和柴油的总和。 (2)催化汽油的辛烷值较高，研究法辛烷值可达85以上。汽油的安定性也较好。 (3)催化柴油的十六烷值低，常与直馏柴油调合使用或经加氢精制提高十六烷值。 (4)催化裂化气体产品产率约为10%~20%左右，其中90%左右是C3，C4(称为液化石油气)。C3、C4组分中合大量烯烃。因此这部分产品是优良的
绿色制造的发展现状及趋势
目录 摘要 (3) Abstract (4) 0文献综述 (5) 0.1 发展绿色制造的背景 (5) 0.2 绿色制造的内涵 (5) 0.3 绿色制造的特点 (6) 0.4 绿色制造发展现状及趋势 (7) 0.5 结语 (9) 1 引言 (9) 2 绿色制造的概念 (10) 3 绿色设计 (11) 3.1 绿色设计的概念 (11) 3.2 绿色设计的内容 (12) 3.3 绿色设计的方法 (12) 3.3.1 产品生命周期设计法 (12) 3.3.2 并行工程法 (13) 3.3.3 模块化设计法 (16) 3.4 绿色设计的研究现状 (17) 3.5 绿色设计理念在机械实践中的体现 (20) 4绿色材料 (22) 4.1 绿色材料的概念 (22) 4.2 绿色材料的分类 (23) 4.3 绿色材料的发展现状 (23) 4.4 绿色材料的发展趋势 (24) 5 绿色制造工艺技术 (25) 5.1 绿色制造工艺技术的概念 (25) 5.2 绿色制造工艺技术的具体内容及应用 (26)
5.2.1 干式加工 (26) 5.2.2 准干式加工 (29) 5.2.3 风冷却切削技术 (29) 5.3 绿色制造工艺技术的发展趋势 (30) 6 产品的绿色包装技术 (30) 6.1 概念阐述 (30) 6.2 绿色包装材料的种类 (31) 6.3 绿色包装的发展现状 (32) 6.4 发展绿色包装技术的意义 (33) 7 产品的可拆卸、可回收技术 (33) 7.1 产品回收利用概念 (33) 7.2 影响产品拆卸回收利用的因素 (34) 7.3 我国产品回收利用现状 (34) 8 绿色制造的研究方向 (35) 9 实施绿色制造的措施 (36) 9.1 加紧绿色制造关键技术的研究 (36) 9.2 提高公众和企业的环境意识 (38) 9.3 政府立法并加大执法力度 (38) 10 结论 (38) 参考文献 (39) 致谢 (40)
1-催化机理
催化机理练习 单相(催化剂与反应物同处于均匀的气相或液相中)催化一般认为反应物与催化剂先生成一定的中间产物，然后催化剂又从这些中间产物中产生出来，其活化能要比反应物之间直接反应的活化能小得多。 如：CH 3CHO →CH 4+CO 活化能E a =190kJ·mol －1 若用I 2蒸气做催化剂，则分为 CH 3CHO+ I 2→CH 3I +HI+CO CH 3I +HI→CH 4+ I 2 总活化能E a =136kJ·mol －1 该反应的活化能降低了54 kJ·mol －1，反应速率加大约1万倍。 《必修二》p49《科学视野》 ● 催化剂十分神奇，它能极大地加快反应速率(可使化学反应速率增大几个到十几个数量级)； ● 它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有高度的选择性(或专一性)； 《选修四》 ● p22有催化剂时反应的活化能变化 思考图示的含义？ ● p23对于在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，理想的催化剂还可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率(催化剂的这种特性称作它的选择性)。选择性实质上是反应系统中目的反应与副反应间反应速率竞争的表现。 ● p23 Mn 2+对KMnO4氧化作用的催化功能，其机理可能如下： Mn(VII)+ Mn(II) →Mn(VI)+ Mn(III) Mn(VI)+ Mn(II) →2Mn(IV) Mn(IV)+ Mn(II) →2Mn(III) Mn(III)与C 2O 42－生成一系列络合物，MnC 2O 4+、Mn(C 2O 4)2－、Mn(C 2O 4)33－等，它们慢慢分解为Mn 2+和CO 2。 MnC 2O 4+→Mn 2++ CO 2+ ·CO 2－ Mn(III)+ ·CO 2－→Mn 2++ CO 2 《选修五》p91 ● 酶的催化作用具有以下特点①条件温和，不需要加热；②具有高度的专一性；③具有高效的催化作用。 部分需要掌握的催化机理： ⑴反应过程中发生Cu 与CuO 之间的转化(现象是先变黑后变红)，反应历程是： 2Cu+O 2=====△ 2CuO CH 3CH 2OH+CuO ——→△ CH 3CHO+Cu+H 2O ⑵教材中催化机理拓展 : 五氧化二钒催化氧化二氧化硫，反应过程中发生V 2O 5与V 2O 4之间的转化，反应历程是： SO 2+ V 2O 5=====△ SO 3+ V 2O 4 2V 2O 4 +O 2=====△ 2V 2O 5 练习： 1. 【2016年北京卷. 27.节选】以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb 、PbO 、PbO 2、PbSO 4及炭黑等)和H 2SO 4为原料，制备高纯PbO ，实现铅的再生利用。其工作流程如下： ⑴过程Ⅰ中，在Fe 2+ 催化下，Pb 和PbO 2反应生成PbSO 4的化学方程式是__________。 ⑵过程Ⅰ中，Fe 2+催化过程可表示为： i ：2Fe 2++ PbO 2+4H ++ SO 42－=2Fe 3++PbSO 4+2H 2O ii: …… ①写出ii 的离子方程式：________________。 ②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN 溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO 2，溶液变红。 b.______________。
催化剂及其作用机理
1 基本概念 金属氧化物催化剂常为复合氧化物 (Complex oxides )，即多组分氧化物。如VO5-MoO3 ，Bi2O3-MoO3 ，TiO2-V2O5-P2O5 ，V2O5-MoO3-Al2O3 ，MoO3-Bi2O3-Fe2O3-CoO-K2O-P2O5-SiO2 (即7 组分的代号为C14 的第三代生产丙烯腈催化剂)。组分中至少有一种是过渡金属氧化物。组分与组分之间可能相互作用，作用的情况常因条件而异。复合氧化物系常是多相共存，如Bi2O3-MoO3，就有a B和Y相。有所谓活性相 概念。它们的结构十分复杂，有固溶体，有杂多酸，有混晶等。 就催化剂作用和功能来说，有的组分是主催化剂，有的为助催化剂或者载体。主催化剂单独存在时就 有活性，如MoO3-Bi2O3 中的MoO3 ；助催化剂单独存在时无活性或很少活性，但能使主催化剂活性增强， 如Bi2O3 就是。助催化剂可以调变生成新相，或调控电子迁移速率，或促进活性相的形成等。依其对催化剂性能改善的不同，有结构助剂，抗烧结助剂，有增强机械强度和促进分散等不同的助催功能。调变的目的总是放在对活性、选择性或稳定性的促进上。 金属氧化物主要催化烃类的选择性氧化。其特点是：反应系高放热的，有效的传热、传质十分重要，要考虑催化剂的飞温；有反应爆炸区存在，故在条件上有所谓“燃料过剩型”或“空气过剩型”两种；这类反应的产物，相对于原料或中间物要稳定，故有所谓“急冷措施”，以防止进一步反应或分解；为了保持高选择性，常在低转化率下操作，用第二反应器或原料循环等。 这类作为氧化用的氧化物催化剂，可分为三类：①过渡金属氧化物，易从其晶格中传递出氧给反应物 分子，组成含 2 种以上且价态可变的阳离子，属非计量化合物，晶格中阳离子常能交叉互溶，形成相当复 杂的结构。②金属氧化物，用于氧化的活性组分为化学吸附型氧物种，吸附态可以是分子态、原子态乃至间隙氧(Interstitial Oxygen )。③原态不是氧化物，而是金属，但其表面吸附氧形成氧化层，如Ag对乙烯 的氧化，对甲醇的氧化，Pt 对氨的氧化等即是。 金属硫化物催化剂也有单组分和复合体系。主要用于重油的加氢精制，加氢脱硫( HDS )、加氢脱氮(HDN )、加氢脱金属(HDM )等过程。金属氧化物和金属硫化物都是半导体型催化剂。因此由必要了解有关半导体的一些基本概念和术语。 2 半导体的能带结构及其催化活性 催化中重要的半导体是过渡金属氧化物或硫化物。半导体分为三类：本征半导体、n-型半导体和p型 半导体。具有电子和空穴两种载流子传导的半导体，叫本征半导体。这类半导体在催化并不重要，因为化学变化过程的温度，一般在300?700C，不足以产生这种电子跃迁。靠与金属原子结合的电子导电，叫n- 型(Negative Type)半导体。靠晶格中正离子空穴传递而导电，叫p-型(Positive Type)半导体。 属n-型半导体的有ZnO、Fe2O3、TiO2、CdO、V2O5、CrO3、CuO等，在空气中受热时失去氧，阳
我国材料产业绿色发展现状及对策研究
我国材料产业绿色发展现状及对策 研究 龙源期刊网我国材料产业绿色发展现状及对策研究作者：商龚平马琳来源：《新材料产业》2016年第02期一、我国材料产业绿色发展背景 1.绿色发展成为国际合作与竞争焦点，代表全球未来发展方向“绿色新政”在世界各国不断推进，引发全球经济秩序的重大变革国际金融危机的爆发加快了全球经济绿色发展的步伐，世界各国都将绿色发展视为走出经济困境的突破口，重点发展以节能环保和可持续性能源为主题特征的产业。特别是发达国家明确提出“绿色新政”，在可持续增长的框架下提出发展低碳经济和资源效率路线图，积极调整能源和环境政策，将碳标签和碳税作为撬动经济绿色发展的重要手段，将绿色标准作为重塑经济增长动
力的有效工具，通过产业、科技创新推动经济的绿色转型，通过大力发展清洁能源抢占全球新兴产业竞争中的制高点。“绿色化”已成为拉动全球经济增长的新引擎。发展中国家在绿色投资领域已迎头赶上，绿色发展成为其转型升级的必之路对发展中国家而言，经济发展对资源、能源的高度依赖已成为其转型升级的主要障碍，在全球经济复苏乏力的背景下，只有发展绿色经济转变增长方式，才能在下一轮国际经济竞争中避免陷入被动境地。2010年以后，发展中国家后来居上，在可再生能源融资和投资上，首次超过发达国家，并取得了良好的社会效益。以巴西为例，其立足自身优势重点发展新能源汽车和生物能源，目前出售的新车中可使用乙醇燃料的新能源汽车占到约80%，生物能源已占其能源消费结构的半壁江山。 2.倒逼经济转型绿色发展的深层变革，是新常态下的大势所趋传统经济发展方式越来越难以持续，在转方式调结
构的要求下，绿色发展成为新的增长点我国正处于工业化的中期，经济增长以重工业为主导，产业发展和人们消费模式粗放，技术水平低，市场机制作用发挥不充分且管理落后，使得资源消耗及污染现象愈加严重，单位能耗实现国内生产总值仅为世界平均水平的30%。当前我国经济增速放缓进入新常态，环境、资源承载力已接近甚至达到上限，注重经济绿色增长比以往任何时候都更加重要。绿色发展不仅能显著改善供给结构、有效缓解能源资源压力，还能培育壮大新的经济增长点，挖掘创造新的市场需求，造就新的支撑力量，例如节能环保与资源循环利用产业的规模就相当可观，经济绿色发展将成为未来引导我国经济社会发展的重要力量。我国不断推出绿色新政，生态环保要求愈加严格，绿色经济前景广阔
(整理)催化裂化的装置简介及工艺流程
催化裂化的装置简介及工艺流程 概述 催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置；分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。 催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应/再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应––再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下： （一）反应––再生系统 新鲜原料(减压馏分油)经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370℃左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温(约650℃~700℃)催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。 积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650℃~680℃)。再生器维持0.15MPa~0.25MPa(表)的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。 烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生烟气温度很高而且含有约5%~10%CO，为了利用其热量，不少装置设有CO锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电能。 （二）分馏系统 分馏系统的作用是将反应/再生系统的产物进行分离，得到部分产品和半成
催化原理习题 (2)
河南理工大学催化原理复习重点 第2章催化剂与催化作用 1.什么是催化剂？ 催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质。 什么是催化作用？ 催化作用是指催化剂对化学反应所产生的效应。 催化作用的特征有哪些？ 1、催化剂只能加速热力学上可以进行的反应 2、催化剂只能加速化学反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数） 3、催化剂对反应具有选择性 4、催化剂的使用寿命是有限的 2.工业生产中可逆反应为什么往往选择不同的催化剂？ 第一，对某一催化反应进行正反应和进行逆反应的操作条件（温度、压力、进料组成）往往会有很大差别，这对催化剂可能会产生一些影响。 二，对正反应或逆反应在进行中所引起的副反应也是值得注意的，因为这些副反应会引起催化剂性能变化。 3.催化剂是如何加快化学反应速度的？ 催化剂通过改变化学反映历程，从而实现低活化能的化学反应途径进而加快了反应速度。 4.催化剂的活性、选择性的含义是什么？ 活性是指催化剂对反应进程影响的程度，具体是指反应速率增加的程度，催化剂的活性是判断其性能好坏的重要标志。 当反应物在一定的反应条件下可以按照热力学上几个可能的方向进行反应时，使用特定的催化剂就可以对其中一个方向产生强烈的加速作用。这种专门对某一化学反应起加速作用的能力称为催化剂的选择性。 5.催化剂为什么具有寿命？影响催化剂的寿命的因素有哪些？ 催化剂在长期受热和化学作用下，会经受一些不可逆的物理的和化学的变化，如晶相变化，晶粒分散程度的变化，易挥发组分的流失，易熔物的熔融等导致活性下降至失活。 (1)催化剂热稳定性的影响（催化剂在一定温度下，特别是高温下发生熔融和烧结，固相间的化学反应、相变、相分离等导致催化剂活性下降甚至失活。）(2)催化剂化学稳定性的影响（在实际反应条件下，催化剂活性组分可能发生流失、或活性组分的结构发生变化从而导致活性下降和失活。） (3)催化剂中毒或被污染（催化剂发生结焦积炭污染或中毒。） (4)催化剂力学性能的影响（催化剂发生破碎、磨损，造成催化剂床层压力降增大、传质差等，影响了最终效果。） 4.催化反应的活化能是否与非催化反应的相同？为什么？ 不相同，催化剂反应改变了化学反应需的活化能 6.均相催化有什么特点？ （1）反应条件温和，有利于节能。 （2）反应性能单一，具有特定的选择性。 （3）作用机理研究清楚明晰，催化剂的活性和选择性易于精心调配和设计。（4）催化剂的稳定性差，且不易与产物分离。
中国绿色经济增长的研究现状及发展趋势
中国绿色经济增长的研究现状及发展趋势 摘要：近年来，随着全球经济的的不断发展，资源的不可再生性与经济增长之间的矛盾已逐渐凸显，如何有效地实现绿色经济增长已经成为一个全球性的学术议题。本文从理论和实证两个角度对我国相关组织和学者在绿色增长领域的研究成果经行梳理，并对绿色增长研究进行了简要的评价与展望。 关键词：绿色增长；环境绩效；环境库兹涅茨曲线；发展趋势； 改革开放以来，中国经济始终保持高速发展，取得了举世瞩目的成就，但同时也为此付出了巨大的资源和环境成本，传统的高投入、高消耗、高排放、低效益的粗放型增长方式严重制约了我国经济可持续发展。大力发展绿色经济已是大势所趋。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》强调“坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点”，并指出“坚持走中国特色新型工业化道路”，树立绿色、低碳发展理念”，“提高生态文明水平”。中共十八大报告又再次强调“大力推进生态文明建设”。因此，转变经济增长方式，促进中国工业绿色增长成为我国经济发展的迫切需要和内在要求。本文将就我国绿色增长的相关研究进行梳理，试图找到目前研究中所存在不足，以期为绿色增长的深入研究提供借鉴与启示。 一、绿色增长的概念及溯源 20世纪60年代以来，随着对环境及健康问题的逐渐重视，世界上逐渐掀起了一股“绿色运动热潮”，在近50年的时间里，随着经济、技术以及人口、资源环境的不断变化，绿色增长这一概念被不断的赋予新的内涵。2001年Murgai明确提出“绿色增长”的概念后，绿色增长的理念在全球迅速传播，被人们所广泛接受，同时成为政府做追求的目标。2005年联合国亚太经济合作与发展（ESCAP）会议将“绿色增长”看作是实现可持续发展的关键战略，并认为绿色增长是“为推动低碳、惠及社会所有成员的发展而采取的环境可持续的经济过程”[2]。2010年1月，时任韩国总统李明博在《绿色增长基本法》草案上签字，是为全球绿色增长领域的首部法案，开创了绿色增长立法的先河。 与此同时，尽管“绿色增长”的经济发展理念已为各国所接受，但目前为止对于绿色增长还没有一个统一的标准化定义，对其内涵也有着不同的理解。OECD （经合组织）在2009年6月举行的部长级理事会会议通过的“绿色增长战略”宣言[3]中将其定义为“在防止代价昂贵的环境破坏、气候变化、生物多样化丧失和以不可持续的方式使用自然资源的同时，追求经济增长和发展”，并在2011年公布的《迈向绿色增长》报告中进一步指出，“绿色增长”是“在确保自然资产能够继续为人类幸福提供各种资源和环境服务的同时，促进经济增长和发展”。李凯杰认为绿色增长是指在保持经济增长的同时保护环境，即环境可持续的经济增长
催化裂化装置工艺流程及设备简图
催化裂化装置工艺流程及设备简图 “催化裂化”装置简单工艺流程 “催化裂化”装置由原料预热、反应、再生、产品分馏等三部分组成～其工艺流程见下图～主要设备有:反应器、再生器、分馏塔等。 1、反应器,又称沉降器,的总进料由新鲜原料和回炼油两部分组成～新鲜原料先经换热器换热～再与回炼油一起分为两路进入加热炉加热～然后进入反应器底部原料集合管～分六个喷嘴喷入反映器提升管～并用蒸汽雾化～在提升管中与560，600?的再生催化剂相遇～立即汽化～约有25，30%的原料在此进行反应。汽油和蒸汽携带着催化剂进入反应器。通过反应器～分布板到达密相段～反应器直径变大～流速降低～最后带着3，4?/?的催化剂进入旋风分离器,使其99%以上的催化剂分离,经料腿返回床层,油汽经集气室出沉降器,进入分馏塔。 2、油气进入分馏塔是处于过热状态,同时仍带有一些催 化剂粉末,为了回收热量,并洗去油汽中的催化剂,分馏塔入口上部设有挡板,用泵将塔底油浆抽出经换热及冷却到 0200，300C,通过三通阀,自上层挡板打回分馏塔。挡板以上为分馏段,将反应 物根据生产要求分出气体、汽油、轻柴油、重柴油及渣油。气体及汽油再进行稳定吸收,重柴油可作为产品,也可回炼,渣油从分馏塔底直接抽出。
3、反应生焦后的待生催化剂沿密相段四壁向下流入汽提段。此处用过热蒸汽提出催化剂,颗粒间及表面吸附着的可汽提烃类,沿再生管道通过单动滑阀到再生器提升管,最后随增压风进入再生器。在再生器下部的辅助燃烧室吹入烧焦用的空气,以保证床层处于流化状态。再生过程中,生成的烟通过汽密相段进入稀相段。再生催化剂不断从再生器进入溢流管,沿再生管经另一单动滑阀到沉降器提升管与原料油汽汇合。 4、由分馏塔顶油气分离出来的富气,经气压机增压,冷却后用凝缩油泵打入吸收脱吸塔,用汽油进行吸收,塔顶的贫气进入二级吸收塔用轻柴油再次吸收,二级吸收塔顶干气到管网,塔底吸收油压回分馏塔。 5、吸收脱吸塔底的油用稳定进料泵压入稳定塔,塔顶液态烃一部分作吸收剂,另一部分作稳定汽油产品。 设备简图 反应器、再生器和分馏塔高、重、大。具体如:分馏塔高41.856m,再生器塔高31m,反应器安装后塔顶标高达57m。再生器总重为390t,反应器总重为177t,分馏塔总重为175t。 3再生器最大直径9.6m,体积为2518m。 1(两器一塔的主要外型尺寸及参数 再生器的外型尺寸参数见下图。
络合催化剂及其催化作用机理
络合催化剂及其催化作用机理 1 基本知识 络合催化剂，是指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用，并且使之在配位空间进行催化的过程。 催化剂可以是溶解状态，也可以是固态；可以是普通化合物，也可以是络合物，包括均相络合催化和非均相络合催化。 络合催化的一个重要特征，是在反应过程中催化剂活性中心与反应体系，始终保持着化学结合(配位络合)。能够通过在配位空间内的空间效应和电子因素以及其他因素对其过程、速率和产物分布等，起选择性调变作用。故络合催化又称为配位催化。 络合催化已广泛地用于工业生产。有名的实例有： ①Wacker工艺过程： C2H4 + O2 CH3?CHO C2H4 + O2 + CH3?COOH CH3?COO C2H4 + H2O R?CH? (CHO) ?CH3R?CH2?CH2?CH② 0X0 工艺过程： R?CH=CH2 + CO/H2 催化剂：HCo(CO)4 , 150 °C, 250X 105Pa；RhCI(CO)(PPh3)2 , 100 C, 15X 105Pa ③Monsanto甲醇羰化工艺过程： CH3OH + CO CH3?COOH 催化剂：RhCI(CO)(PPh3)2/CH3I 从以上的几例可以清楚地看到，络合催化反应条件较温和，反应温度一般在100~200 C左右，反应压 力为常压到20X105Pa上下。反应分子体系都涉及一些小分子的活化，如CO、H2、O2、C2H4、C3H6等，便于研究反应机理。主要的缺点是均相催化剂回收不易，因此均相催化剂的固相化，是催化科学领域较重要的课题之一。 2 过渡金属离子的化学键合 (1 )络合催化中重要的过渡金属离子与络合物 过渡金属元素(T.M.)的价电子层有5个(n - 1)d，1个ns和3个np，共有9个能量相近的原子轨道，容易组成d、s、p 杂化轨道。这些杂化轨道可以与配体以配键的方式结合而形成络合物。凡是含有两个或两个以上的孤对电子或n键的分子或离子都可以作配体。过渡金属有很强的络合能力，能生成多种类型的络合物，其催化活性都与过渡金属原子或离子的化学特性有关，也就是和过渡金属原子(或离子)的电子结构、成键结构有关。同一类催化剂，有时既可在溶液中起均相催化作用，也可以使之成为固体催化剂在多相催化中起作用。 空的(n - 1)d轨道，可以与配体L(CO、C2H4…等)形成配键(M?:L)，可以与H、R-①-基形成M-H、M-C型b键，具有这种键的中间物的生成与分解对络合催化十分重要。由于(n - 1)d轨道或nd外轨道参与 成键，故T.M.可以有不同的配位数和价态，且容易改变，这对络合催化的循环十分重要。 大体趋势是：①可溶性的Rh、lr、Ru、Co的络合物对单烯烃的加氢特别重要；②可溶性的Rh、Co 的络合物对低分子烯烃的羰基合成最重要；③Ni络合物对于共轭烯烃的齐聚较重要；④ Ti、V、Cr络合物 催化剂适合于a烯烃的齐聚和聚合；⑤第VHI族T.M.元素的络合催化剂适合于烯烃的齐聚。这些可作为研 究开发工作的参考。 (2)配位键合与络合活化各种不同的配体与T.M.相互作用时，根据各自的电子结构特征形成不同的配位键合，配位体本身得到活化， 具有孤对电子的中性分子与金属相互作用时，利用自身的孤对电子与金属形成给予型配位键，记之为L- M，如:NH3、H2就是。给予电子对的L:称为L碱，接受电子对的M称为L酸。M要求具有空的d或p空轨道。 H?, R?等自由基配体，与T.M.相互作用，形成电子配对型b键，记以L-M。金属利用半填充的d、p轨道电 子，转移到L 并与L 键合，自身得到氧化。 带负电荷的离子配位体，如C-、Br- OH -等，具有一对以上的非键电子对，可以分别与T.M.的2个 空d或p轨道作用，形成一个b键和一个n键。这类配位体称为n-给予配位体，形成o- n键合。具有重键的配位
浅谈“绿色催化”(DOC)
读书报告题目：浅述“绿色催化” 院系：化工学院 专业：化学工程 姓名：翟继博 学号：201231460
浅述“绿色催化” 前言 在20世纪90年代，未解决传统化学工业带来的环境危机，在国际化学化工领域兴起了绿色化学研究和开发的新兴潮流。绿色化学是利用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康和生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物及副产物等的使用和产生。其中绿色化学“十二条原则”中第二条(合成方法应具有“原子经济性”) 和第九条(使用高选择性的催化剂) 都提到了绿色化学中新的催化方法是关键。可以说，化学工业的重大变革、技术进步大多都是随着新的催化材料或新的催化技术而产生的，要发展环境友好的绿色化学，就要大力发展绿色催化技术。 1.原子经济性 1991年Trost首先提出了原子经济的概念，即原料中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是指原料分子中的原子百分之百地转化为产物，不产生副产物或废物，实现废物的零排放。 原子经济反应： A + B ?→ ?C(产物) + D(副产物) D=0 或C>>D 其中Trost原子经济中的原子利用率(Atom Utilization ,简称AU)定义如下： 目标产物的摩尔质量 AU= 化工过程产物的所有物 种摩尔质量之和 AU用来估算不同化工过程在不同工艺路线中的原子利用程度，它由理论反应式算出。它不是指产物的选择性，而是原子的选择性。 例如，用传统的氯醇法合成环氧乙烷，其原子利用率AU只有25 %， ?ClCH2CH2OH + HCl CH2=CH2 + Cl2 + H2O ?→ ?HCl CH2CH2O + CaCl2 + 2H2O ClCH2CH2OH + Ca(OH)2?→ ?C2H4O + CaCl2 + H2O 总反应：C2H4 + Cl2 + Ca(OH)2?→ AU = 44/173 = 25％ 而用乙烯催化环氧化法仅需一步反应，原子利用率AU达到100 %，
催化裂化装置工艺流程
催化裂化装置工艺流程 催化裂化技术的发展密切依赖于催化剂的发展。有了微球催化剂，才出现了流化床催化裂化装置;分子筛催化剂的出现，才发展了提升管催化裂化。选用适宜的催化剂对于催化裂化过程的产品产率、产品质量以及经济效益具有重大影响。 催化裂化装置通常由三大部分组成，即反应?再生系统、分馏系统和吸收稳定系统。其中反应––再生系统是全装置的核心，现以高低并列式提升管催化裂化为例，对几大系统分述如下: 一反应––再生系统 新鲜原料(减压馏分油)经过一系列换热后与回炼油混合，进入加热炉预热到370?左右，由原料油喷嘴以雾化状态喷入提升管反应器下部，油浆不经加热直接进入提升管，与来自再生器的高温(约650?~700?)催化剂接触并立即汽化，油气与雾化蒸汽及预提升蒸汽一起携带着催化剂以7米/秒~8米/秒的高线速通过提升管，经快速分离器分离后，大部分催化剂被分出落入沉降器下部，油气携带少量催化剂经两级旋风分离器分出夹带的催化剂后进入分馏系统。 积有焦炭的待生催化剂由沉降器进入其下面的汽提段，用过热蒸气进行汽提以脱除吸附在催化剂表面上的少量油气。待生催化剂经待生斜管、待生单动滑阀进入再生器，与来自再生器底部的空气(由主风机提供)接触形成流化床层，进行再生反应，同时放出大量燃烧热，以维持再生器足够高的床层温度(密相段温度约650?~68 0?)。再生器维持0.15MPa~0.25MPa (表)的顶部压力，床层线速约0.7米/秒~1.0米/秒。再生后的催化剂经淹流管，再生斜管及再生单动滑阀返回提升管反应器循环使用。 烧焦产生的再生烟气，经再生器稀相段进入旋风分离器，经两级旋风分离器分出携带的大部分催化剂，烟气经集气室和双动滑阀排入烟囱。再生烟气温度很高而且含有约5%~10% CO，为了利用其热量，不少装置设有CO 锅炉，利用再生烟气产生水蒸汽。对于操作压力较高的装置，常设有烟气能量回收系统，利用再生烟气的热能和压力作功，驱动主风机以节约电能。 二分馏系统
(完整版)绿色物流的发展现状
绿 色 物 流 公司：德邦“绿色物流” 姓名：廖汶涓、李佳佳、侯玉萍、李园专业：电子商务 班级：运营1631
德邦物流公司如何实现“绿色物流”理念 （绿色包装、集约资源、绿色仓储、绿色运输与配送） 一、绿色物流概念 绿色物流，是指在物流过程中抑制物流对环境造成危害的同时，实现对物流环境的净化，使物流资源得到充分利用。 问题：物流绿色化必须坚持在物流每个环节上充分贯彻绿色理念，而作为物流系统中最能创造利润价值的运输环节，需要大量的能源消耗也极易对外部环境产生影响。 解决方案：通过合理的网点及配送中心布局而实现合理运输，避免货物迂回运输，减少货运总里程和车辆空驶率，进而提高运输效率；采用节能运输工具和清洁燃料，减少运输燃油污染；通过设计合理的存货策略，而适当加大商品运输批量，进而提高运输效率，等等。所以它是实现物流绿色化的关键环节也是有效切入口， 因此实现运输方式的绿色化改进，对于提高物流绿色化水平具有十分重要的意义。 二、德邦物流简介 德邦物流公司经历着由传统物流向现代物流的历史转变，其物流管理观念和管理模式都在不断完善和提高，绿色物流也渐渐崭露头角。绿色物流在实施过程中也存在许多问题，因为绿色物流的终极目标就是实现可持续发展，实现目标的准则就是经济利益、社会利益和环境利益的统一。 德邦公司创始于1996年，服务理念是“承载信念，助力成功”，致力成为以客户为中心，覆盖快递、快运、整车、仓储与供应链等多元业务的综合性物流供应商。为跨行业的客户提供综合性的物流选择，让物流赋予企业更大的商业价值，赋予消费者更卓越的体验。 德邦公司一直以来视客户为亲密的合作伙伴，在德邦眼里，客户托付于自己的不单是一件货物，更多的是一份责任。为了更好的帮助客户，2009年德邦重新定位自己-做中国的精准物流领导者，精准是指将客户的的货物从下单到交货之间的每一个细节，都要确保100%的安全到达，将服务做到作业流程标准化及顾客服务人性化。 三、公司物流的现状 精准卡航：空运速度，汽运价格，全部采用VOLVO/SCANTA等全封闭式快车，迅速通达全国138个城市，以最优的线路，为您的货物优先配载，GPS全球定位，短信，电话，网络实现全程货物跟踪。 精准城运：实现珠三角、长三角、京津塘、山东、辽宁、川渝区域城市之间快速送达，准点到达，准点派送。 精准汽运：网络横贯东西、纵横南北、遍布全中国，天天发车，专线通达全国，新线路在持续增加中。