內容簡介
《工業催化》從石油天然氣化工實用角度出發,以多相催化及各類固體催化劑為主要討論對象,較系統地介紹了催化作用基本原理,各類固體催化劑,工業催化劑的製備、分析、測試與操作使用方法;介紹了石油煉製催化劑、石油化工催化劑、化肥催化劑、碳一化工催化劑、環境保護催化劑的基本情況和最新研究進展。 《工業催化》可作為高等院校化學工程與工藝及相近專業本科生、研究生教材,亦可供從事有關科研、設計、生產的工程技術人員閱讀參考。
目錄
第一篇 催化作用基礎
第1章 催化劑概述1
1.1 催化劑和催化作用1
1.2 催化科學的誕生與發展1
1.3 催化劑和催化作用的基本特徵4
1.4 催化體系的分類7
1.5 催化劑的組成和性能要求10
1.5.1 催化劑的組成10
1.5.2 工業催化劑的基本性能要求13
第2章 多相催化作用基礎16
2.1 催化劑的吸附作用16
2.1.1 吸附概述16
2.1.2 化學吸附態19
2.2 多相催化中的擴散23
2.2.1 擴散的類型23
2.2.2 擴散對反應動力學的影響24
2.2.3 擴散影響的識別和消除26
2.3 催化反應系統的分析27
第二篇 工業催化劑作用原理
第3章 金屬催化劑31
3.1 金屬催化劑的吸附作用31
3.1.1 金屬對氣體的化學吸附能力32
3.1.2 化學吸附強度與催化活性32
3.2 金屬的電子結
321能帶理論33
322價鍵理論34
33金屬表面幾何因素與催化活性35
331原子間距35
332晶面花樣36
34晶格的缺陷與位錯37
341晶格缺陷和位錯的主要類型37
342晶格不規整性與多相催化37
343金屬表面在原子水平上的不均勻性38
35金屬載體間的相互作用38
36合金催化劑39
第4章金屬氧化物催化劑40
41非計量化合物40
411非計量化合物的成因40
412非計量化合物的類型41
42半導體的能帶理論42
421半導體的能帶結構42
422施主和受主43
423費米能級和脫出功43
43氣體在半導體上的化學吸附44
44半導體的導電性與催化活性45
441N2O的分解45
442CO的分解46
45半導體Ef和對催化反應選擇性的影響46
46d電子構型、金屬氧鍵、晶格氧與催化活性47
461d電子構型47
462金屬氧鍵47
463晶格氧(O2-)47
第5章固體酸鹼催化劑49
51酸鹼的定義和性質測定49
511酸鹼的定義49
512固體酸鹼性質的測定50
52固體酸鹼性的來源53
521負載酸54
522氧化物及複合氧化物54
523金屬鹽55
53固體酸鹼性與催化作用56
531酸中心類型與催化作用的關係56
532酸強度與催化作用的關係57
533酸濃度與催化活性的關係57
54分子篩催化劑58
541分子篩的結構58
542分子篩的特性和催化性能62
543分子篩的酸性來源65
第三篇工業催化劑的製備、使用、分析測試與表征
第6章工業催化劑的製備技術67
61沉澱法67
611沉澱原理68
612沉澱法的工藝過程69
613沉澱法的分類69
614金屬鹽前驅體和沉澱劑的選擇71
615影響沉澱形成的因素72
62浸漬法74
621載體的選擇75
622浸漬液的配製 75
623活性組分在載體上的分布與控制76
624常用浸漬工藝78
625浸漬顆粒的熱處理過程79
63混合法81
64離子交換法81
65熔融法82
66其他製備技術82
661微乳液技術82
662溶膠凝膠法83
663電漿技術84
664微波技術84
665超音波技術84
666超臨界技術85
667膜技術85
67催化劑的成型87
671成型工藝概述87
672成型對催化劑性能的影響 88
673成型助劑89
674幾種重要的成型方法90
第7章工業催化劑的使用93
71催化劑的裝填93
711催化劑篩分與裝填93
712開、停車及鈍化94
72催化劑的活化94
721還原活化94
722硫化活化96
723氧化活化97
73催化劑的失活97
731中毒97
732積炭99
733燒結99
734活性組分流失99
74催化劑再生與回收利用100
741催化劑再生100
742催化劑回收利用101
第8章催化劑性能的評價、測試和表征102
81催化劑的性能評價102
811實驗室反應器102
812性能評價方法105
82催化劑的巨觀物性測定107
821顆粒直徑及粒徑分布108
822機械強度測定108
823催化劑的抗毒穩定性及其測定110
824比表面積測定與孔結構表征110
83催化劑微觀性質的測定和表征118
831電子顯微鏡在催化劑研究中的套用118
832X射線結構分析在催化劑研究中的套用120
833熱分析技術在催化劑研究中的套用122
第四篇工業催化劑各論
第9章石油煉製催化劑126
91催化裂化催化劑126
911催化裂化反應機理和烴類的主要反應126
912催化裂化催化劑及其發展127
913催化裂化催化劑的製備128
914催化裂化催化劑的失活與再生130
915催化裂化催化劑的進展與展望131
92催化重整催化劑132
921催化重整反應機理和主要反應132
922催化重整催化劑的組成和種類133
923催化重整催化劑的製備134
924催化重整催化劑的失活與再生135
925催化重整催化劑的新進展136
93加氫處理催化劑136
931催化加氫反應機理和主要反應136
932加氫處理催化劑137
933加氫處理催化劑的製備139
934加氫處理催化劑的失活與再生139
935加氫處理催化劑的進展與展望140
94加氫裂化催化劑140
941加氫裂化反應機理141
942加氫裂化催化劑142
943加氫裂化催化劑的製備142
944加氫裂化催化劑的進展與展望143
95其他煉油催化劑143
951醚化催化劑143
952異構化催化劑144
953烷基化催化劑145
954烯烴疊合催化劑146
955柴油氧化脫硫催化劑146
第10章石油化工(基本有機原料)催化劑148
101概述148
1011石油化工(基本有機原料)生產技術概述148
1012石油化工生產中的主要催化劑簡介148
102乙烯及其初級衍生物生產用催化劑149
1021碳二餾分選擇性加氫除炔149
1022乙烯部分氧化制環氧乙烷151
1023乙烯和苯合成乙苯155
103甲醇及其初級衍生物生成用催化劑157
1031一氧化碳和氫氣合成甲醇157
1032甲醇羰基合成或乙醛氧化制醋酸159
第11章化肥工業催化劑163
111脫硫催化劑163
1111烴類加氫脫硫催化劑163
1112硫磺回收催化劑165
1113脫硫劑172
1114硫氧化碳水解催化劑175
112烴類轉化催化劑175
113一氧化碳變換催化劑176
1131鐵鉻系高溫變換催化劑177
1132銅鋅系低溫變換催化劑179
1133一氧化碳寬溫(耐硫)變換催化劑180
114甲烷化催化劑181
115氨合成催化劑183
1151氨合成催化劑研究進展183
1152氨合成鐵催化劑的製備185
1153預還原催化劑185
116制硝酸和制硫酸催化劑186
1161氨氧化制硝酸催化劑186
1162二氧化硫氧化制硫酸催化劑187
第12章碳一化學催化劑188
121甲醇及低碳醇合成催化劑188
1211甲醇合成催化劑188
1212低碳混合醇合成催化劑194
122甲醇氧化制甲醛催化劑195
1221反應機理195
1222銀催化劑196
1223鐵鉬氧化物催化劑197
1224其他催化劑198
123羰基合成催化劑198
1231氫甲醯化反應催化劑199
1232炔烴羰基化催化劑200
1233烯烴的羰基化催化劑200
1234甲醇羰基化制醋酸催化劑200
1235醋酸甲酯羰基化制醋酐催化劑202
1236氧化羰基化合成碳酸酯催化劑202
1237硝基化合物的還原羰基化催化劑202
124費托合成催化劑202
1241費托合成催化劑類型203
1242費托合成催化劑的製備205
125碳一化學中的催化新工藝206
1251天然氣的直接轉化207
1252天然氣間接轉化利用208
1253膜技術在碳一化學中的套用211
1254二氧化碳的利用212
第13章環境保護和環境友好催化技術214
131環境經濟的提出和環境友好概念的產生214
132空氣污染治理的催化技術214
1321動態源的淨化處理和三效催化劑215
1322靜態源的淨化處理催化技術218
133工業廢液的催化淨化技術(CWAO)220
1331工業廢液的來源及主要污染物220
1332工業廢液的處理方法221
1333WAO和CWAO221
134大氣層保護與催化技術223
1341保護臭氧層的催化技術223
1342控制溫室效應氣體排放的催化技術224
135環境友好的催化技術224
1351零排放與綠色化學224
1352E因子原子經濟與綠色化工生產227
1353環境友好催化技術的發展趨勢227
136光催化在環境科學中的套用和光催化環保功能材料231
1361光催化原理231
1362光催化在環境科學中的套用232
1363光催化環保功能材料232
參考文獻233