07第七讲技术创新的突破途径.pptx

第七讲:石化催化技术突破的途径2006，4，25内 容石化催化技术的突破途径新催化材料新反应工程新反应技术进步的类型 化工过程技术进步的总结非连续式技术进步全新科学知识连续式原有科学知识投入的人力、物力 新技术取代原有技术，70%技术的领先地位易手。要有深刻的洞察力去认识现有技术极限，设想出绕过此极限去开拓的途径，并把构思变成现实。四种技术进步全新科技知识为基础的非连续式进步原有科技知识为基础的连续式技术进步跨越式技术进步渐进式新生式台阶式渐进式投入的人力、物力石化催化技术突破的途径有关核心技术导向性基础研究的关键—选择什么科技前沿历史经验证实：新催化材料是创造发明新催化剂和新工艺的源泉新反应工程是开发新催化工艺的重要途径新化学反应的发现和应用是开发新催化工艺的基础新催化材料是创造发明新催化剂和新催化工艺的源泉重要的结论总是源自重要的问题60年代分子筛裂化催化剂带来炼油工业的革命20世纪70年代：具有择形催化性能的ZSM分子筛的发现，导致开发成功择形重整、 M－重整、柴油临氢降凝、润滑油催化脱蜡石油化工新工艺, 还对二甲苯异构化、乙烯与苯烷基化等催化剂带来跨越式的进步;20世纪80年代：具有催化氧化反应特点的钛硅分子筛的发现，又导致了“原子经济”苯酚氧化制对苯二酚、环已酮氨氧化制环已酮肟等废物“ 零排放”工艺的出现裂化催化剂技术进步的历史回顾1928年： 多孔白土1950年代：无定形硅铝（13 %Al2O3) 高铝硅铝（25% Al2O3) 半人造法生产硅铝(无定性硅铝/高岭土) CO2法生产硅铝 硅镁（工业试验） 硅锆（研究阶段）1962年：ReX/硅铝小球裂化催化剂的八面沸石时代渐进式进步：ReX/硅铝小球（1964年） ReX/硅铝微球 ◆ReY/硅铝微球 硅溶胶法合成NaY 半硅溶胶法合成NaY ◆导向剂法合成NaY ◆水热法制备超稳Y分子筛 氟硅酸法合成超稳Y分子筛 高辛烷值裂化催化剂 渣油裂化催化剂 ◆溶胶法半人造裂化催化剂（高堆比、高强度） ◆渣油抗重金属载体 双分子筛裂化催化剂（Y、ZSM-5）ZSM-5（Zeolite Socony Mobil）第四届国际分子筛会议以来在分子筛科学上的最大进展M-重整柴油催化脱蜡润滑油催化脱蜡二甲苯异构化甲苯歧化甲醇合成汽油乙苯合成汽油加氢精制低碳烯烃合成汽油和馏分油催化裂化助剂择形催化的三种类型钛硅分子筛从酸性催化到催化氧化80年代意大利埃尼(Enichim)化学公司1986年：苯酚直接液相氧化制对苯二酚和邻苯二酚H2O2为氧化剂，苯酚转化率约为25%, 对苯酚选择性为90%，对H2O2选择性为80%。Rhone-Plulenc工艺：H2SO4或H3PO4为催化剂，苯酚转化率为5%Brichima工艺: Fe 2+ Co 2+, 苯酚转化率为5%Enichim工艺：对位/邻位选择性可通过催化剂和工艺条件调整其它：邻位总是高于对位DSM/HPO法制备环己酮肟工艺氨氧化制NOx (铂/铑网催化剂) NH3 + O2 NOx + H2O H3PO4缓冲溶液吸收NOx制硝酸盐 3NO2+H2O 2HNO3 +NO 氨分解反应 2NH4+ + NO + NO2 2N2 + 2H+ + 3H2O在磷酸缓冲溶液中催化加氢还原硝酸盐制备磷酸羟胺 NO3-+ 2H+ + 3H2 NH3OH+ + 2H2O 环己酮与羟胺反应制备环己酮肟 NH3OH+ + C6H10O C6H10NOH + H2O + H+肟化新工艺----原子经济反应环己酮＋氨＋双氧水 环己酮肟＋水 HTS溶剂 C6H10O + NH3 + H2O C6H10NOH + H2O丙烯环氧化制环氧丙烷传统工艺—氯醇法：原子经济性=31%次氯酸1- 氯丙醇2- 氯丙醇石灰废渣 污水绿色工艺—钛硅分子筛催化：原子经济性=76%1977年：新型催化材料J.J.伯顿 R.L.加坦双金属催化剂负载型双金属催化剂石墨夹层化合物的催化性质碳化物、氮化物、硼化物钙钛矿型氧化物氧化还原催化剂白钨矿结构氧化物合成层状硅酸盐和硅酸铝过渡金属的固体化，无机物载体上的络合催化剂酶整体式催化剂载体钛硅分子筛1996年：催化新反应与新材料李新生 徐杰 林励吾合成气经二甲醚制取低碳烯烃甲烷和二氧化碳转化制合成气甲烷芳烃化反应甲烷部分氧化制取合成气乙烷选择氧化制乙烯和含氧化合物固体超强酸的催化反应、制备与表征沸石分子筛新材料不同组成的沸石材料不同结构的沸石新材料与MCM－41 “ 瓶中造船”与沸石新材料高比表面氮化物的合成、表征和物化特性分子自组装与纳米材料九十年代国际上活跃的新催化材料前沿有：新结构分子筛，如Nu—87、路Z—26等分子