第二章工业催化剂的开发.pptVIP

工业催化剂的开发 Development of Industrial Catalysts 概述 开发的概念比研究、研制等类似概念深广 包括催化剂设计、制备、测试、评价等工作，也包括实验室研究（小试）、中试及工业生产和使用等各个阶段 概述 工业催化剂开发可划分为三种情况 开发一个全新的催化过程 改进现有的催化过程 例：重整催化剂：氧化物→Pt/Al2O3→Pt-Re/Al2O3→Pt-Ir-Al/Al2O3 氨合成催化剂：双助剂更多助剂铁催化剂；Ru催化剂 催化裂化：硅铝球→分子筛 改进催化剂的制备过程，如原料、设备等 实验室工作 资料准备 在充分获取国内外情报资料的基础上，课题的研究者必须就待开发的催化剂及其相关的工艺过程的历史及现状，课题的由来和意义、技术路线的选择、技术上的先进性和可行性、经济上的合理性等重大原则问题，进行简明的评述和尽可能充分的论证。 实验室工作 资料准备 特别强调两项资料：国外同类或相近催化剂专利文献的系统检索、技术和经验发展趋向分析；国内有关工艺情况和催化剂生产条件（包括原料、设备、技术和经验）的调查。 国内外现代化工新过程的开发，绝大多数把催化剂的创新（尤其是专利创新）放到首要的位置加以考虑。 实验室工作 催化剂参考样品的剖析 剖析并不是为了仿制 通过化学分析和物理测试推测催化剂参考样品的原料、配方、制备工艺及主要制备条件 通过对催化剂活性、选择性、机械强度及其它性能的评价测试和表征，了解参考样品的基本性能特点，为待开发催化剂提供比较的基准。 实验室工作 配方筛选 综合文献资料、剖析报告及有关基础研究中获得的多方面信息，进行催化剂的设计及筛选。 调整催化剂诸性质之间的矛盾达到巧妙而和谐的平衡，制备各项性能指标兼优的催化剂。 确定较佳配方，进行重复性制备和评价测试。 确定较佳的催化剂使用工艺条件。 催化剂稳定性试验（720h以上）。 催化剂再生方法研究。 中试试验 使催化剂小试结果逐级放大，目的和内容方面和小试一致。 内容 中试制备试验 中试评价试验 中试试验 中型制备试验 原料的影响—“先天”的决定因素 ? 最好与小试一致，避免原料及设备工艺问题的交 错，浪费时间和经济 ? 小试和中试结果一旦重复，催化剂的原料来源、供应厂家、质量规格最好不轻易改变 ? 若原料并非化工厂生产的化学品，而是天然或半天然产物（如天然矿物、植物或其制成品），情况更复杂 中试试验 中型制备试验 设备的放大效应—正负效应共存 ? 沉淀：重复性和均匀性差，扩容带来的传质和传热不均——负面效果 ? 干燥和焙烧：气流或沸腾床干燥，回转式炉窑或隧道窑焙烧,物料流动和热气扩散充分，温度均匀———正面效果 ? 混料与成型：搅拌机、球磨机、胶体磨等混料；压片机、压环机、挤条机等成型，均匀性及重复性好——正面效应 中试试验 中试试验 中试试验 中试试验 中试试验 中试试验 中型评价试验 重复小试试验，尤其寿命 边界性条件试验或破坏性试验 宏观动力学及测取工程设计数据，小于中试规模的试验数据一般不能作为工程设计的可靠依据 中试试验 中型评价试验 单管试验 侧线试验 “投样”测试 新型催化剂的工业生产、试用和换代开发 新型催化剂的工业化生产：中型制备的延伸，参加研发的人员参与整个过程是十分有必要的。 催化剂试用：研发人员参与催化剂工业制造，解决一些新问题；总结国内外同类催化剂的使用经验，结合新催化剂的特点，编写使用说明书、操作手册等资料，并不断修改。 催化剂的换代开发，改进催化剂的性能。 * * 烘干机 球磨机 回转窑 隧道窑 挤条机 *