中国石油和化工标准与质■
第８期
浅谈对工业催化剂的设计
董航
大庆石化公司工程管理部黑龙江大庆１６３７１１
【摘要】工业催化荆广泛的应用到工业当中，对生产用期、产品质量以友产品数量等方面，越到ｔ鼻一竹用．干量片工业催化
刑的设计是一顷重要的科研任务．本文简单的介绍了催化荆的蛆分，并从工生催化荆设计要点，工业催化捌●●开发过租牛一个方面介绍了工业催化荆的设计，以度从催化剂活性蛆分的设计、助催化荆的设计，催化剂戢体的谩计等三个方面用适了锥化劓姐分的设计．
【关键词】催化荆活性姐分肘催化刺戴体
工业催化剂在化学工业的发晨和改革中起到决定性的作用。催化剂在性能上的改进或突破，会大大的提高催化剂的选择性和转化事．从而使设备和产品生产能力得到大幅度提高，带来巨大的经济教益。每种新型催化工艺和每种新型催化剂的产生。都会引起石油、化工等行业上生产工艺的改革．使生产成本大大降低，并提供了一系列新的产品和工艺。
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２工业倦化剂的设计
工业催化剂的设计与开发是一个十分复杂和重要的问题，要成功地开发一种新的高效催化剂，需要进行复杂的准鲁工作，并且开发时问比较长。
２．１工业催化舟Ｊ诬计姜点
工业催化剂的设计与开发主要有两种类型ｔ第一种是新类型催化荆的设计与开发．第一个是催化已知的反应过程．第二个是实现新反应的催化过程．第二种是对已知过程的现有催化荆的性能和结构的改进。在现在的工业生产中，对原有催化荆的改进，增加催化剂的使用寿命，提高催化剂的使用性能。是现在从事催化工作者的重要课题。
工业催化剂的开发主要包括八个内容ｔ第一个内容是设计与开发目标的确定；第二个内容是过程的理论分析与经济分析：第三个内容是催化棚的结构域组成的设计；第四个内容悬新型储化剂的研制；第五个内客是催化荆的结构衰征；第六个内窖是倦化剂的寿命与催化活性评价的考察；第七个内容是催化剂的工程放大；第八个内容是倦化剂的工程设计与产业化。
２．２工业催化刺的开发过程
导。催他理论是指导俄化剂设计的主要依据之一．能带理论对催化剂设计发挥着重要作用．主要是过渣金属；第二个原则是根据反映类型来丹选催化剂．不同的反映类型需要不同的舶化荆材料．在根据反应类型选择催化材料时．应注意到反应的动态过程和反应条件；第三个原理是值化功能组合法．许多反应是由多个反应组成，在选择催化剂时应同时考虑不同反应的需求而选择不同功能组分或多功能健化剂；第四个原理是利用元羹周期表的投律性模拟．元素周期表的排列反应了元素外层的电子结构和几何结构．从而反应了该元鬃的化学性质和催化性质；第五个原理是根据反应分子活化方式进行评选｛第六个厦理是借助于催化反应的经验规则或活性模型韧选催化荆。
３．２助催化剂的设计
助催化剂的设计有两种方法：第一种是运用现有的科学知识和经验，真对主催化剂和催化过程中俄化过程中存在的问怎进行助催化剂的设计；第二种是以催化理论为依据．通过对该僵化反应机理的深入研究．在弄清了储化机理和动力学特征后对主健化捌做出调整改进。为了提供啊催化剂的寿命和稳定性，所选择的结构墅助催化剂，其本身应该具有较高的熔点或能形成高熔点钧和难还原的金属氧化钧，而且对活性组分是情性的，对活性中心是无毒的。
３．３催化刺戴体的设计
在选择载体时．应根据僵化剂活性组分的物理化学性质、催化反应类型等对蛾体的要求，以及其他因素．对载体的设计主要考虑五个原则：第一个原则是活性组分负载的方式；第二个原则是活性组分与馥体问的相互作用ｌ第三个原则是反应的控制步曩与传递过程对藏体的需求；第四个原则是反应热效应对羹体热导率的要隶ｔ第五十原则是反应嚣类型对戴俸粒度、形貌和密度等的要求．
１工业倦化剂的组成
工业催化刺一般是由多种物质组成．绝大多数固体催化荆是由多种单质或化舍物组成的混合物一多组分催化剂，丈致可分为三种．
１．１主催化荆
主倦化剂又称为活性组分．是起判催化作用的最根本的物质。它可以由单一物质组成．或由多种物质组成，如丙烯氨氯化制丙烯腑使用的是钼一铭倦化剩．主倦化荆是多组分物质（氯化铝和氧化镪两种物质）：乙烯氧化制环氧乙烷的催化剂．主催化剂是韫．单・组分。
１．２助催化荆
助俄化荆是在健化剂中具有提高活性组分、避择性．改善催化剂的抗耩毒性、寿命、耐热性和机械强度等性能的成分。虽然助催化荆并无活性，但是在俄化荆添加少量的助催化剂，也可大大的改善催化剂的性舱．助催化剂的功能比较大。不同种助催化剂添加到同一种催化荆中．其效果是难以想象的。助催化荆不仅能促进主催化剂的功能．还能增强载体的功胞，如控制载体的热稳定性。
１．３催化戴体
戴体是一种在催化剂中古量较高的惰性固体物质。载体的物理性质和钧理结构，对催化剂有央定性的影响。载体是主催化剂的支撑、分教剂或桔舍物．起到负载主俄化剂的骨架．蛾体不仅能使催化剂的表面积增大、使催化剂的耐热性增加、机械强度增大的作用，还可以起到助催化或共催化的作用。主催化剂、助倦化剂负载在载体上所制成的催化荆转为负ｔ型健化荆。
催化剂的主墨作用为：稳定作用、分散作用、支撑作用、提供活性中心、与主僵化剂作用形成新化合物、增强健化剂的抗病毒作用、均相催化剂的载体化、助催化与共催化作用。
第一个步骤是在市场中收集资料与参考文献，确定目的产品、原料、目标值辱项目开发：第二个步骤是对过程进行分析。写出主要的主反应和可能剐反应。虚拟反应机理，进行热力学和动力学分折，对方案进行分析。井初步预测其经济上的可行性｛第三个步冀是进行倦化荆的设计工作。根据催化理论、材科科学知识和参考文献设计僵化ｊｆ！Ｉ的各项组成；第四个步骤是对所设计的倦化剂的组成与结构进行制鲁实验，确定制鲁方法和优化工艺条件，这也是研究人员需要保密的步骤：第五个步囊是对所研制的新型催化剂的结构进行表征和性能评价。这千工作需要全面的知识．来指导、分析实验结果，第六个步囊是经过结构表征和性能评价。并被确认符合要求的催化剂便可进行工程放大实验．工程放大实验的目标是考襄工程放大效应，为工业化设计提供更可靠的救据。
４结论
值化剂的设计是一项清耗人力、物力．的工作，对从事这项工作的人员，要求比较高．不仅要求根强的专业性知识，还要具有较高的职业摄守．
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３催化剂组分的设计
３．１催化刺活蛙姐分的设计
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浅谈对工业催化剂的设计
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
董航
大庆石化公司工程管理部 黑龙江大庆163711
中国石油和化工标准与质量
China Petroleum and Chemical Standard and Quality2012,32(6)
参考文献(1条)
1. 唐新硕 催化剂设计 2010
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hgbzjlzl201206014.aspx