催化加氢的原理和在工业、生活上的用途

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-23
什么是催化加氢技术?

催化加氢是指石油馏分在氢气存在下催化加工过程的通称。目前炼油厂采用的加氢过程主要有两大类:加氢精制、加氢裂化。此外,还有专门用于某种生产目的的加氢过程,如加氢处理、临氢降凝、加氢改质、润滑油加氢等。
加氢精制主要用于油品精制,其目的在于脱除油品中的硫、氮及金属等杂质。有时还对部分芳烃进行加氢,改善油品的使用性能。加氢精制的原料有汽油、柴油、煤油和润滑油等各种石油馏分,其中包括直馏馏分和二次加工产物。各种石油馏分加氢精制的原理工艺流程,原则上没有明显的差别。加氢裂化按照原料的不同,可分为馏分油加氢裂化、渣油加氢裂化。
石油炼制工业发展目标是提高轻质油收率和提高产品质量。一般的石油加工过程产品收率和质量往往是矛盾的,而催化加氢过程却能几乎同时满足这两个要求——“鱼”和“熊掌”可以兼得。虽然在现代炼油工业中,催化加氢技术的工业应用较晚,但其工业应用的速度和规模都很快超过热加工、催化裂化、催化重整等炼油工艺。无论从时间上,还是空间上,催化加氢工艺已经成为炼油工业的重要组成部分。

黄金在工业上面有用处的,因为黄金有良好的导电性能和稳定性,其应用涵盖了化工、信息、航天航空领域等。
黄金不仅作为储备也好,黄金饰品也罢,基本都着眼于黄金的投资价值。其实,黄金还有很多不为人知的应用。在近半个多世纪的“金的工业时期”,鉴于黄金良好的导电性能和稳定性,其应用涵盖了化工、信息、航天航空领域等,如特种用途的电力接头、特种精密电子仪器中用的拉丝导线等。
随着现代生物和医学的发展,黄金,特别是黄金纳米粒子在医疗领域的应用,又将给肿瘤患者带来福音。由于黄金纳米粒子的颜色与自身的形状和尺寸相关,同时对外界环境的变化以及粒子间的相互作用非常敏感,这一特点赋予了黄金纳米粒子在医疗检测方面的独特优势。
与传统检测方法相比,可以大大缩短检测时间。通过黄金纳米粒子检测早期癌症的方法在2014年已经通过人体测试。很多人可能以为,黄金为贵重之物,用黄金纳米粒子检查和治病的成本恐难以为常人所承受。
其实绝大部分的黄金都被用来加工成珠宝首饰或用作央行的储备,仅有10%左右的黄金被用于包括医学在内的各个领域。随着科学技术的不断飞跃,稀缺的黄金将不仅仅从商品和货币属性方面吸引着人们,还将在更多领域中闪烁出璀璨的光芒。

扩展资料:
黄金在工业上有用处,例如使用黄金制造精密仪器等,换可以在化工航天中有不俗的使用。
以黄金在化工方面的作用为例,核化工和化学工业使用金的合金制作特种管、板、线等材料,以达到防腐蚀、防辐射、耐高温等要求。金—铂合金以其高耐蚀性和高强度而用于制作生产人造纤维的喷丝头;含3%钯的金合金以及含钯20%的金合金用在捕收铂的催化剂的生产上。
所以金是所有金属中活性最低的催化剂。金的催化活性低,是由d亚层电子全充满决定的。但是用附着在氧化铝或氧化硅载体上的高分散微粒金可对有机化学加氢的作用起到最好的催化作用,其机理是金的微粒在某些载体上金晶体变得电子不足,其性质与周期表中较前的元素相似。
参考资料来源:人民网-人民日报科技大观:黄金闪耀科技光芒

催化加氢 一, 催化加氢 在Pt、Pd、Ni等催化剂存在下,烯烃和炔烃与氢进行加成反应,生成相应的烷烃,并放出热量,称为氢化热(heat of hydrogenation,1mol不饱和烃氢化时放出热量)。催化加氢的机理(改变反应途径,降低活化能):吸附在催化剂上的氢分子生成活泼的氢原子与被催化剂削弱了键的烯、炔加成。 (1)双键碳原子上烷基越多,氢化热越低,烯烃越稳定: R2C=CR2 > R2C=CHR > R2C=CH2 > RCH=CH2 > CH2=CH2 (2)反式异构体比顺式稳定: (3)乙炔氢化热为-313.8kJmol-1,比乙烯的两倍(-274.4kJmol-1)大,故乙炔稳定性小于乙烯。 炔烃加氢的控制 1,使用活性较低的催化剂,可使炔烃加氢停留在烯烃阶段。 2,使用不同的催化剂和条件,可控制烯烃的构型: 如使钯/碳酸钙催化剂被少量醋酸铅或喹啉钝化,即得林德拉(Lindlar)催化剂,它催化炔烃加氢成为顺式烯烃;炔烃在液氨中用金属钠或锂还原,能得到反式烯烃。 炔烃催化加氢的意义: ——定向制备顺式或反式烯烃,从而达到定向合成的目的; ——提高烷烃(由粗汽油变为加氢汽油)或烯烃的含量和质量。 环烷烃的催化加氢 环烷烃催化加氢后生成烷烃,比较加氢条件知,环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷开环难度依次增加,环的稳定性依次增大。 二,催化氧化 无机化学中我想我就不说了吧!在有机化学中,在催化剂Pt、Pd、Ni等存在情况下进行的氧化反应,包括“加氧”,“去氢”两方面都算催化氧化。例如: 乙醇CH3CH2OH变成CH3CHO,属于去氢氧化,碳氧单键变成双键。 而乙醛到乙酸CH3CHO--CH3COOH,则是多了一个氧原子。加氧氧化。 二, 双氧水是一种重要的化工产品,目前其生产方法主要有电解法、氧阴极还原法、醇氧化法、氢氧直接化合法以及蒽醌法等。 (1)电解法。电解法是20世纪前半期生产双氧水的主要方法,该法是以Pt为阳极,铅或石墨为阴极,将饱和硫酸氢铵溶液电解成过硫酸铵,再用稀硫酸水解得到双氧水。该法能源消耗大,仅限于小规模生产。 (2)氧阴极还原法。用此法生产双氧水是将强碱性电解质于电解槽中,使空气中的氧在阴极还原成过羟基负离子,然后在回收装置中转变为双氧水,其过程是借助钙盐沉淀作用,生成过氧化钙,过滤分解,用CO2分解制得双氧水,同时产生碳酸钙循环使用。该法生产双氧水简单,成本低,无污染,但产品中双氧水浓度低。 (3)醇氧化法。该法是Shell和DuPont公司开发的,美国和前苏联以异丙醇为原料建有工业生产装置,该法所用醇,除了异丙醇外,还有环己醇,1-苯基乙醇等,但多采用异丙醇,同时联产丙酮。该法不使用任何催化剂,用空气自动氧化生成双氧水,但蒸汽费用大,联产丙酮一般也不利。 (4)氢氧直接化合法。该法以水为反应介质,几乎不含有机物,仅含有少量溴化物作为助催化剂,用Pt(如Pt/C)作为催化剂,以氢和氧气(或空气)为原料,在反应温度为0-25℃,压力为2.9-19.3Mpa的条件下,连续反应合成双氧水。此法合成双氧水的全过程不产生任何有机物,基本上没有废物,但产物中对双氧水的选择性低,危险性也大,至今还没有工业化生产的报道,但发展潜力巨大。该法是今后一段时间内世界的研究开发重点。 (5)蒽醌法。该法是以蒽醌类化合物作为氢载体(或工作载体),使氢和氧反应生成双氧水。该法是目前工业生产双氧水的最主要方法,其产量占绝对优势,约占世界双氧水总产量的95%。该法是将蒽醌衍生物(一般为2-烷基蒽醌)溶解在有机溶剂中配成工作液,大多数工艺在工作液中含有适量的四氢蒽醌,然后将工作液在催化剂存在下加氢氢化,生成蒽氢醌;在没有任何催化剂存在下,用空气或氧气进行氧化,生成双氧水和蒽醌(循环使用);最后用纯水萃取,经精制、浓缩得到各种浓度的双氧水;萃取液经再生处理循环使用。此法工业上生产技术已经非常成熟,技术先进,自动化程度高,成本和能耗较低,适合大规模工业化生产双氧水

催化加氢 一, 催化加氢 在Pt、Pd、Ni等催化剂存在下,烯烃和炔烃与氢进行加成反应,生成相应的烷烃,并放出热量,称为氢化热(heat of hydrogenation,1mol不饱和烃氢化时放出热量)。催化加氢的机理(改变反应途径,降低活化能):吸附在催化剂上的氢分子生成活泼的氢原子与被催化剂削弱了键的烯、炔加成。

(1)电解法。电解法是20世纪前半期生产双氧水的主要方法,该法是以Pt为阳极,铅或石墨为阴极,将饱和硫酸氢铵溶液电解成过硫酸铵,再用稀硫酸水解得到双氧水。该法能源消耗大,仅限于小规模生产。
(2)氧阴极还原法。用此法生产双氧水是将强碱性电解质于电解槽中,使空气中的氧在阴极还原成过羟基负离子,然后在回收装置中转变为双氧水,其过程是借助钙盐沉淀作用,生成过氧化钙,过滤分解,用CO2分解制得双氧水,同时产生碳酸钙循环使用。该法生产双氧水简单,成本低,无污染,但产品中双氧水浓度低。
(3)醇氧化法。该法是Shell和DuPont公司开发的,美国和前苏联以异丙醇为原料建有工业生产装置,该法所用醇,除了异丙醇外,还有环己醇,1-苯基乙醇等,但多采用异丙醇,同时联产丙酮。该法不使用任何催化剂,用空气自动氧化生成双氧水,但蒸汽费用大,联产丙酮一般也不利。
(4)氢氧直接化合法。该法以水为反应介质,几乎不含有机物,仅含有少量溴化物作为助催化剂,用Pt(如Pt/C)作为催化剂,以氢和氧气(或空气)为原料,在反应温度为0-25℃,压力为2.9-19.3Mpa的条件下,连续反应合成双氧水。此法合成双氧水的全过程不产生任何有机物,基本上没有废物,但产物中对双氧水的选择性低,危险性也大,至今还没有工业化生产的报道,但发展潜力巨大。该法是今后一段时间内世界的研究开发重点。
(5)蒽醌法。该法是以蒽醌类化合物作为氢载体(或工作载体),使氢和氧反应生成双氧水。该法是目前工业生产双氧水的最主要方法,其产量占绝对优势,约占世界双氧水总产量的95%。该法是将蒽醌衍生物(一般为2-烷基蒽醌)溶解在有机溶剂中配成工作液,大多数工艺在工作液中含有适量的四氢蒽醌,然后将工作液在催化剂存在下加氢氢化,生成蒽氢醌;在没有任何催化剂存在下,用空气或氧气进行氧化,生成双氧水和蒽醌(循环使用);最后用纯水萃取,经精制、浓缩得到各种浓度的双氧水;萃取液经再生处理循环使用。此法工业上生产技术已经非常成熟,技术先进,自动化程度高,成本和能耗较低,适合大规模工业化生产双氧水

  • 催化加氢的原理和在工业、生活上的用途
    答:催化加氢的机理(改变反应途径,降低活化能):吸附在催化剂上的氢分子生成活泼的氢原子与被催化剂削弱了键的烯、炔加成。 (1)双键碳原子上烷基越多,氢化热越低,烯烃越稳定: R2C=CR2 > R2C=CHR > R2C=CH2 > RCH=CH2 > CH2=CH2 (2)反式异构体比顺式稳定: (3)乙炔氢化热为-313....
  • 那位高手能告诉我 催化加氢在石油化工领域上的应用是什么
    答:催化加氢简单说有两种作用,一是加氢裂化,可以将较重的油品处理变轻。二是加氢精制,主要是利用加氢手段除掉油品中的有害杂质,脱除硫、烯烃等等。随着现在环保要求的提高,加氢精制已经是所有石油化工企业所必须使用的手段。
  • 加氢精制所用催化剂是什么
    答:催化剂作用原理:在加氢精制过程中,催化剂能够降低油品中的硫、氮等杂质含量。这些杂质的存在会降低油品的质量,从而影响其在各种应用场景下的表现。催化剂在加氢环境下能够促进油品的氢化和脱氢反应,从而达到脱硫和脱氮的目的。通过这个过程,能够显著地提升油品的品质和性能。应用与影响:加氢精制催化剂广...
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