催化劑工程導論（第二版）

《催化劑工程導論（第二版）》是2007年化學工業出版社出版的圖書，作者是王尚弟、孫俊全。

出版信息

催化劑工程導論（第二版）

作者：王尚弟、孫俊全 編著

叢書名：面向21世紀課程教材

出版日期：2007年4月 書號：7-5025-8453-6

開本：16 裝幀：平 版次：2版4次 頁數：356頁

內容簡介

本書是將工業催化劑的製備生產、評價測試、設計開發、操作使用等重要工程問題的探討與該學科前沿的研究進展融合編著而成。本書特色在於：催化理論與化工實踐並重，體系新穎獨特；既有相當的知識廣度，又有適中的學術深度；特別注重實際工程案例的分析評述，以期有助於讀者提高分析解決催化劑工程問題的能力。

全書共分9章：工業催化劑概述，工業催化劑的製造方法，催化劑性能的評價、測試和表征，工業催化劑的開發，工業催化劑的製備設計，工業催化劑的操作設計，工業聚烯烴催化劑，納米催化材料，若干催化劑的新進展。

圖書目錄

第1章工業催化劑概述1

11催化劑在國計民生中的作用1

111催化劑——化學工業的基石1

112合成氨及合成甲醇催化劑2

113催化劑與石油煉製及合成燃料工業4

114基礎無機化學工業用催化劑6

115基本有機合成工業用催化劑6

116三大合成材料工業用催化劑6

117精細化工及專用化學品中的催化8

118催化劑在生物化工中的套用9

119催化劑在環境化工中的套用10

12催化術語和基本概念12

121催化劑和催化作用12

122催化劑的基本特性13

123催化劑的分類15

124催化劑的化學組成和物理結構17

125多相、均相和酶催化劑的功能特點24

126多相、均相和酶催化劑的同一性25

127新型催化劑展望27

參考文獻28

第2章工業催化劑的製造方法30

21沉澱法30

211沉澱法的分類31

212沉澱操作的原理和技術要點33

213沉澱法催化劑製備實例39

22浸漬法40

221各類浸漬法的原理及操作42

222浸漬法催化劑製備實例43

23混合法45

231固體磷酸催化劑的製備（濕混法）45

232轉化吸收型鋅錳系脫硫劑的製備（乾混法）46

24熱熔融法46

241用於合成氨的熔鐵催化劑46

242骨架鎳催化劑47

243粉體骨架鈷催化劑47

244骨架銅催化劑48

25離子交換法48

251由無機離子交換劑製備催化劑48

252由離子交換樹脂製備催化劑52

26催化劑的成型54

261成型與成型工藝概述54

262幾種重要的成型方法57

27典型工業催化劑製備方法實例61

例21工業合成氨鐵系催化劑的製備61

例22國產SO2氧化釩系催化劑的工業製備63

例23新型合成甲醇銅系催化劑及其製備方法64

例24一種作催化劑載體用氧化鋁的製備方法65

例25丙烯氨氧化生產丙烯腈流化床催化劑66

例26ZSM5分子篩的新合成工藝66

例27鉑錸重整催化劑的製備方法67

參考文獻68

第3章催化劑性能的評價、測試和表征70

31概述70

32活性評價和動力學研究71

321活性的測定與表示方法71

322動力學研究的意義和作用73

323實驗室反應器74

324評價與動力學試驗的流程和方法80

325催化劑評價和動力學研究典型實例83

例31SO2氧化用釩催化劑的評價和動力學83

例32淨化汽車尾氣用蜂窩狀催化劑活性評價84

例33在PtSn/Al2O3催化劑上丙烷脫氫反應動力學84

33催化劑的巨觀物理性質測定88

331顆粒直徑及粒徑分布88

332機械強度測定91

333催化劑的抗毒穩定性及其測定92

334比表面積測定與孔結構表征93

34催化劑微觀(本體)性質的測定和表征101

341電子顯微鏡在催化劑研究中的套用101

342X射線結構分析在催化劑研究中的套用103

343熱分析技術在催化劑研究中的套用106

35若干近代物理方法在催化劑表征中的套用109

351電子探針分析110

352X射線光電子能譜(XPS)110

353俄歇(Auger)電子能譜(AES)110

354穆斯堡爾(Mssbauer)譜110

355磁性分析及順磁共振111

356紅外光譜111

357各種近代物理手段與微型催化色(質)譜技術的聯用111

358中試裝置表面分析系統的聯用112

參考文獻113

第4章工業催化劑的開發114

41概述114

42實驗室工作116

421資料準備116

422催化劑參考樣品的剖析116

例41ICI461/464催化劑的剖析117

423配方篩選123

424催化劑開發典型小試實例124

例42國產輕油水蒸氣轉化鎳系催化劑小試結果124

例43國產新型耐硫CO變換催化劑的穩定性試驗127

例44丙烯氧化制丙酮四元催化劑的工藝條件試驗129

例45丁烯氧化脫氫制丁二烯七組分催化劑的非正常操作條件試驗131

43擴大試驗131

431中型製備試驗131

432中型評價試驗133

例46英國ICI公司的石腦油轉化催化劑中型試驗134

例47國產茂金屬催化劑APE1氣相法聚乙烯中試研究136

例48國產輕油水蒸氣轉化催化劑中型試驗139

例49CO選擇氧化催化劑側流試驗141

44新型催化劑的工業生產、試用和換代開發142

例410輕油水蒸氣轉化催化劑裝管試驗143

例411國產耐硫變換催化劑的工業試用和換代開發144

例412國產環氧乙烷生產用YS系列銀催化劑的套用和換代開發146

參考文獻147

第5章工業催化劑的製備設計149

51催化劑及其設計的理論概觀150

52催化劑設計的一般程式152

521程式框圖152

522設計範例154

例51甲烷部分氧化制甲醛(一步法)多相催化劑設計程式154

53組分設計與驗證性篩選157

例52加氫催化劑的篩選157

54熱力學分析與反應通道的設計158

例53丙烷氨氧化制丙烯腈化學平衡常數Kp的計算159

例54甲烷水蒸氣轉化制氫主副反應的熱力學分析160

例55萘氧化的熱力學通道分析162

例56用多種方法改變反應通道的可能性163

55化學反應的機理研究與催化劑設計164

551概述164

552化學反應機理研究實例166

例57由合成氣合成醇的原位紅外光譜研究166

例58甲烷氧化偶聯制乙烯反應中間氧化物種的原位拉曼光譜研究167

例59丙烷氨氧化制丙烯腈催化劑的原位紅外研究169

56催化劑原材料的選擇175

561可供選擇的催化劑材料175

562主催化劑的選擇176

563助催化劑的選擇183

564載體的選擇186

57電子計算機輔助催化劑製備設計192

571資料庫193

572專家系統193

573人工神經元網路技術195

例510電子計算機輔助丙烷氨氧化制丙烯腈催化劑設計197

參考文獻198

第6章工業催化劑的操作設計200

61操作設計概念200

62一般操作經驗201

621催化劑的運輸和裝卸201

例61天然氣一段蒸汽轉化催化劑的裝填203

622催化劑的活化、鈍化和其他預處理203

例62國產鐵鉻系CO中溫變換催化劑的活化205

623催化劑的失活與中毒206

例63國產甲烷化催化劑硫中毒試驗208

例64天然氣水蒸氣轉化催化劑的中毒及再生208

624積碳與燒碳209

625催化劑的壽命和判廢211

626催化劑衰退的一般對策212

63使用技術中的若干選擇與最佳化問題213

631催化劑類型和牌號的選擇213

632催化劑形狀尺寸的選擇和最佳化214

633催化劑組合裝填與串聯反應器218

634催化反應器的人為非定態操作220

64電子計算機輔助催化劑操作設計222

641物理化學基礎222

642數學模型與數學模擬方法225

643新近催化劑操作設計案例227

例65乙烯環氧化制環氧乙烷催化反應模擬227

例66乙苯脫氫反應器的人工神經元網路模型及其工況模擬與最佳化229

例67國產CTVⅢ型乙烯氧乙醯化催化劑的操作設計231

644操作設計案例簡評與展望236

參考文獻237

第7章工業聚烯烴催化劑238

71引言238

72配位聚合機理及其催化劑製備240

721概述240

722極性單體的配位聚合241

例71正丁基鋰催化劑的製備242

723π烯丙基化合物引發聚合242

例72雙（π烯丙基）鎳（C6H10Ni）催化劑的製備243

例73雙μ溴二（烯丙基）二鎳（C6H10NiBr2）催化劑的製備244

73ZieglerNatta催化劑244

731Ziegler催化劑和Natta催化劑概述244

732ZieglerNatta催化劑的主要化學組分245

733TiCl3AlEt3催化丙烯聚合速率方程253

734丙烯配位聚合反應機理254

735高效催化劑256

736聚合物的立構規整性259

74鉻系催化劑261

741催化反應原理262

742聚合實例264

75茂金屬催化劑265

751茂金屬及其特點265

752甲基鋁氧烷(MAO)266

753茂金屬催化劑的分類及特點266

76後過渡金屬非茂催化劑277

761Ni(Ⅱ)和Pd(Ⅱ)及其後過渡金屬催化劑的結構與活化反應277

762後過渡金屬催化的烯烴聚合反應278

763後過渡金屬催化乙烯與CO共聚反應279

764後過渡金屬催化劑的特點280

77聚烯烴催化劑的開發281

例74負載型鉻系聚乙烯催化劑281

例75改進的ZieglerNatta型聚丙烯催化劑283

例76適於烯烴聚合用的負載型金屬茂類化合物/鋁氧烷催化劑的製備284

例77合成間規聚苯乙烯的催化劑體系及其製法286

例78用於烯烴聚合過程的新型高效催化劑286

參考文獻288

第8章納米催化材料290

81概述290

82納米催化材料的製備方法292

821化學氣相澱積法CVD293

822溶膠凝膠（SolGel）法295

823水熱合成法296

824微乳液法296

825介孔膜催化材料的製法298

826碳納米管的性能和製法299

827其他300

83測試表征要點301

84研發案例述評303

例81TiCl4水解制納米氧化鈦粉體303

例82用四氯化鈦醇解法製備TiO2納米粉體303

例83納米TiO2微球的製備及光催化性能研究304

例84納米TiO2薄膜光催化降解苯胺304

例85均相沉澱法製備αFe2O3納米晶306

例86含納米粉體的乙苯脫氫制苯乙烯催化劑307

例87膠體沉澱法製備納米Fe2O3308

例88粒徑和紫外吸收波長可控的氧化鋅納米晶製法309

例89納米尺寸絲光沸石的合成方法310

參考文獻311

第9章若干催化劑的新進展313

91均相配合物催化劑的套用313

911羰基化反應及其催化劑314

例91以丙烯為原料的OXO合成315

例92甲醇羰基合成制醋酸316

例93Wacker法乙烯選擇氧化制乙醛317

912不對稱加氫：MonsantoL多巴過程318

913SHOP法乙烯齊聚319

92新型分子篩催化材料的套用320

921ZSM5和擇形分子篩320

922分子篩的酸性324

923分子篩的同形替代材料325

924金屬摻雜分子篩326

925分子篩催化劑的套用328

93環境保護用催化劑329

94前沿的催化過程和催化劑開發趨向334

941均相催化334

942多相催化335

943相轉移催化337

944酶催化在化工中的套用338

參考文獻340