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1 贵金属催化剂的特征1

1.1 反应机理2

1.2 活性2

1.3 选择性4

1.4 协同效应5

1.5 溶剂5

1.6 稳定性6

1.7 耐毒性6

1.8 作为金属的毒性6

1.9 催化剂的制备6

1.10 废催化剂的处理7

2 使用方法8

2.1 选择反应方式8

2.2 浆态床催化剂9

2.2.1 催化剂的使用量9

2.2.2 金属浓度10

2.2.3 粒度和活性11

2.2.4 反应温度和反应速率11

2.2.5 粒度和过滤速度11

2.2.6 重复使用法12

2.2.7 浆态床反应器14

2.2.8 浆态床催化剂的充填方法14

2.2.9 预还原14

2.2.10 过滤方法14

2.2.11 滤纸和滤布16

2.2.12 过滤助剂16

2.2.13 废催化剂的形状17

2.3 固定床催化剂17

2.3.1 固定床反应器17

2.3.2 固定床催化剂的填充方法18

2.3.3 预还原21

2.3.4 操作方法21

2.3.5 催化剂的卸出23

2.3.6 废催化剂的处理方法24

2.4 催化剂的保管方法24

2.4.1 保存方法24

2.4.2 火灾时的灭火方法25

2.5 事故示例25

3 活性劣化26

3.1 工业催化剂的寿命26

3.2 活性劣化27

3.2.1 初期活性27

3.2.2 催化剂表面的变化28

3.2.3 工业催化剂的劣化原因29

3.2.4 催化剂毒和反应促进剂29

3.2.5 活性和选择性赋予物质的脱离30

3.2.6 催化剂配体的劣化31

3.3 劣化现象31

3.4 催化剂毒33

3.4.1 一氧化碳34

3.4.2 氧气35

3.4.3 酸35

3.4.4 附着异物37

3.4.5 卤素38

3.4.6 硫成分38

3.4.7 重金属39

3.4.8 反应生成物40

3.4.9 含有孤对电子的化合物41

3.4.10 有机化合物41

3.4.11 灰尘类42

3.4.12 其他的不明杂质42

3.5 催化剂自身的变化42

3.5.1 烧结42

3.5.2 凝集和溶出43

3.5.3 载体的变化44

3.5.4 价态的变化44

3.6 物理原因造成的劣化44

3.6.1 磨损，粉化44

3.6.2 机械强度的变化45

3.6.3 脱离45

4 劣化原因的调查和劣化对策46

4.1 劣化原因的解析46

4.1.1 劣化原因的确定46

4.1.2 反应速率46

4.2 劣化原因的测定方法47

4.2.1 粒度分布47

4.2.2 比表面积（孔径分布）48

4.2.3 热重分析（TG）49

4.2.4 金属表面积（MSA）49

4.2.5 XRF（X射线荧光分析）52

4.2.6 AES（俄歇电子分光分析，Auger electron spectroscopy）52

4.2.7 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)52

4.2.8 TEM（透射电镜）53

4.2.9 Cl,S,P的化学分析53

4.2.10 利用活性劣化反应测定54

4.3 劣化原因的解析56

4.3.1 解析方法56

4.3.2 催化剂的处理方法57

4.3.3 根据推测进行解析57

4.3.4 通过再生处理进行解析59

4.4 劣化对策60

4.4.1 针对使用方法的劣化对策60

4.4.2 替代催化剂60

4.4.3 劣化催化剂的利用61

4.4.4 低活性催化剂的使用62

4.4.5 体系内添加物防止劣化作用62

4.4.6 对反应条件的研究64

4.5 再生法64

4.6 劣化原因的解析实例65

4.6.1 还原烷基化催化剂65

4.6.2 乙烯裂解副产物油的加氢催化剂68

4.6.3 马来酸氢化催化剂69

4.6.4 去除空气中一氧化碳的催化剂69

4.7 寿命试验70

4.7.1 浆态床70

4.7.2 固定床70

4.7.3 实际的反应试验71

4.7.4 快速寿命试验72

5 工业催化剂的开发73

5.1 催化剂的制备73

5.1.1 通过制备方法实现高活性73

5.1.2 通过制备方法实现高选择性78

5.1.3 通过制备方法实现催化剂长寿命79

5.2 合金化催化剂80

5.2.1 通过合金化实现高活性80

5.2.2 通过合金化实现高选择性83

5.2.3 通过合金化延长催化剂寿命84

5.3 与载体的相互作用88

5.3.1 通过载体实现高活性化88

5.3.2 通过载体实现高选择性89

5.3.3 通过载体实现多功能化93

5.3.4 通过载体实现长寿命化94

5.4 催化剂的修饰97

5.4.1 通过修饰实现高活性化97

5.4.2 通过修饰实现高选择性98

5.4.3 通过修饰实现多功能化101

5.5 混合催化剂101

5.6 其他102

6 反应器的优化设计105

6.1 沟流效应（mull-distribution）105

6.2 多管式反应器（multi-tubular reactor）106

6.3 多段反应器107

6.4 下向流107

6.5 长寿命催化剂的开发流程109

7 非均相催化反应110

7.1 氢化反应110

7.1.1 炔的氢化110

7.1.2 烯烃的氢化111

7.1.3 芳香族硝化物的氢化118

7.1.4 卤代硝基化合物的氢化123

7.1.5 Bamberger重排反应126

7.1.6 亚硝基化合物的氢化127

7.1.7 肟的氢化127

7.1.8 叠氮化物的还原128

7.1.9 羰基的氢化128

7.1.10 腈的氢化139

7.1.11 环氧基的氢化142

7.1.12 羧酸的还原142

7.1.13 芳香化合物的氢化145

7.1.14 苯酚类的氢化149

7.1.15 芳香胺的氢化154

7.1.16 多元环的氢化157

7.1.17 杂环的氢化159

7.1.18 过氧化物的氢化162

7.2 氢化脱卤162

7.3 氢化分解168

7.4 酯的氢化分解170

7.5 还原烷基化171

7.6 还原胺化174

7.7 二聚化178

7.8 异构化180

7.9 歧化181

7.10 复分解反应182

7.11 羰基化183

7.12 脱氢188

7.12.1 烷烃脱氢188

7.12.2 环烷烃脱氢189

7.12.3 醇脱氢193

7.13 氧化反应194

7.13.1 烯烃的氧化194

7.13.2 醇的氧化194

7.13.3 羰基的氧化198

7.13.4 加水氧化200

7.13.5 氧化酯化201

7.13.6 乙酰氧基化202

7.13.7 其他氧化反应203

7.14 分解205

8 均相催化反应214

8.1 羰基化214

8.1.1 醋酸214

8.1.2 无水醋酸216

8.1.3 α-苯丙酸217

8.1.4 乙烯的甲氧甲酰化217

8.1.5 丙炔的甲氧甲酰化218

8.1.6 Heck羰基化219

8.1.7 碳酸酯的引入219

8.2 氢甲酰化220

8.2.1 2-乙基己醇（辛醇）220

8.2.2 1,4-戊二醇221

8.2.3 乙烯的氢甲酰化222

8.2.4 3-甲基戊二醇222

8.2.5 布洛芬223

8.3 丁二烯的水合二聚223

8.4 氢化224

8.4.1 烯烃的氢化224

8.4.2 硝基化合物的氢化225

8.4.3 羰基的氢化226

8.4.4 羧酸的还原227

8.4.5 聚合物的氢化227

8.5 氨基化228

8.6 硅氢化228

8.7 异构化229

8.8 液相氧化反应230

8.8.1 瓦克尔氧化（Wacker oxidation）230

8.8.2 RuO2催化氧化231

8.8.3 OsO4催化氧化232

8.9 二聚232

8.9.1 氧化二聚232

8.9.2 Suzuki反应234

8.10 环化反应236

8.11 脱氨236

8.12 均相固定催化剂236

8.12.1 液相氧化236

8.12.2 羰基的氢化237

8.13 不对称合成239

8.13.1 烯烃的氢化239

8.13.2 羰基的氢化242

8.13.3 异构化244

9 特殊反应催化剂248

9.1 氢化精制248

9.1.1 乙烯的精制248

9.1.2 氯乙烯制造过程中乙炔的氢化249

9.1.3 丙烯的精制249

9.1.4 丁二烯中含有的乙烯基乙炔的氢化250

9.1.5 丁烯的精制251

9.1.6 苯乙烯的精制253

9.1.7 回收C4,C5254

9.1.8 高纯度对苯二甲酸254

9.1.9 高纯度间苯二甲酸256

9.1.10 ε-己内酰胺的精制257

9.1.11 丁醇的精制257

9.1.12 其他的氢化精制257

9.2 分解汽油的氢化258

9.3 醋酸乙烯260

9.4 乙酸烯丙酯261

9.5 汽油的重整262

9.6 p-二甲苯264

9.7 聚合物的氢化265

9.7.1 聚丁烯266

9.7.2 羟基聚丁二烯267

9.7.3 丙烯腈-丁二烯共聚物268

9.7.4 苯乙烯-丁二烯共聚物270

9.7.5 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）树脂270

9.7.6 聚苯乙烯271

9.7.7 聚苯胺271

9.7.8 降冰片烯系树脂272

9.7.9 乙烯-CO共聚物272

9.7.10 C5以及DCPD（环戊二烯）系石油树脂273

9.7.11 C9石油树脂274

9.7.12 固定床催化剂的设计275

9.7.13 均相催化剂276

9.8 苯酚工艺276

9.9 氨合成277

9.10 过氧化氢278

9.11 尼龙280

9.12 MIBK（从丙酮直接合成）281

9.13 山梨醇282

10 气体相关催化剂287

10.1 气体精制287

10.1.1 脱氧气反应287

10.1.2 氩气的精制289

10.1.3 再结合装置289

10.1.4 甲烷化290

10.1.5 CO的选择性氧化291

10.1.6 二氧化碳的精制291

10.1.7 尿素装置中去除CO2中含有的H2292

10.1.8 高纯度氮气292

10.1.9 COG气体（焦炉煤气）的精制293

10.2 气体制造294

10.2.1 水蒸气重整294

10.2.2 甲烷的空气重整295

10.2.3 氨气的分解295

10.2.4 NO2的还原295

10.2.5 退火炉气体的制造296

10.3 炉内清洗296

11 环境催化剂298

11.1 VOC去除催化剂298

11.1.1 完全氧化反应298

11.1.2 脱臭原理299

11.1.3 设计条件299

11.1.4 催化剂寿命299

11.1.5 去除性能［1］301

11.1.6 VOC去除催化剂的长寿命对策302

11.1.7 使用示例302

11.1.8 利用工厂废气的热回收和动力回收304

11.1.9 运转方法305

11.2 有害气体净化催化剂306

11.2.1 一氧化二氮的分解306

11.2.2 除CO催化剂306

11.2.3 DeNOx催化剂307

11.3 催化剂燃烧308

11.3.1 催化剂燃烧器308

11.3.2 烧结炉废气308

11.4 废水处理308

11.4.1 气体清洗液的处理308

11.4.2 化学装置的废液处理309

11.4.3 硫化物处理310

11.4.4 氨去除310

11.4.5 利用NH4NO2分解的脱氮法311

11.4.6 通过水合肼还原硝酸离子311

11.4.7 有机酸废液处理312

11.4.8 氯化铵废液处理312

11.4.9 还原气氛下的废液处理312

11.4.10 地下水的处理313

12 期望的催化反应和催化剂315

12.1 过氧化氢315

12.2 甲醇315

12.3 乙烯316

12.4 醋酸316

12.4.1 固定床催化剂催化的醋酸制造316

12.4.2 甲酸甲酯的异构化316

12.4.3 乙烷的氧化制造醋酸317

12.5 醋酸乙酯317

12.6 醋酸制醋酸乙烯318

12.7 丙烯酸318

12.8 MMA319

12.9 丁醛319

12.10 己二酸320

12.10.1 丁二烯合成己二酸320

12.10.2 1,4-二乙酰氧基丁烯的羰基化320

12.11 1,6-己二醇321

12.11.1 己二酸的直接还原321

12.11.2 丁二烯制1,6-己二醇321

12.12 己二腈322

12.13 十二烯322

12.14 苯二甲醇323

12.15 CHDM323

12.16 高级醇324

12.17 苯酚324

12.18 碳酸二苯酯（DPC）325

12.19 聚氨酯326

12.19.1 N,N′-二苯脲326

12.19.2 TDI326

12.19.3 MDI327

12.20 脱硫催化剂328

本书参考书目330

附录331