催化过程和催化剂的开发应用

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    催化过程和催化剂的开发应用

       从化学工业的发展历史来看,催化过程和催化剂的开发应用,经历了3个阶段。

      (1)萌芽阶段(1935年以前)

      在1935年以前,化学工业的重点在天然物质的直接利用,催化剂的工业应用尚未受到普

      遍重视,表11列举了此阶段有关催化研究的重要发现。不难看出,从1746年铅室法生产硫酸到20世纪初期,催化剂的发展相当缓慢,其工业应用也较少。而在1903~1935年这30余年时间内所发现的重要工业催化剂,在数量上已超过20世纪以前所知催化剂的总和。(2)发展阶段(1936~1980年)由于石油的大量开采,人们发现石油是比煤更好的化工原料。尤其是第二次世界大战期间对汽油的大量需求,使得把石油中的重油转变为高辛烷值汽油的催化裂化工艺获得了空前的发展,石油炼制的一些重要催化加工过程都是在这一期间发展起来的。表12列出了这一期间发现的重要催化剂,其中有些催化剂至今仍为工业生产所使用。

      (3)成熟阶段(1980年以后)

      20世纪80年代以来,催化剂的工业应用没有太大的新发现,只是在催化剂的基础研究及

      某些工艺用的催化剂上有较大进展,催化剂的开发仍将配合化学工业的发展,但研究开发更着重于各种高价值及特殊用途的产品及工艺过程。例如,在特殊化学品(精细化工产品)及合成材料技术中已使用新型的催化剂,如固体超强酸(碱)催化剂、合成沸石催化剂、相转移催化剂、高分子催化剂等,并将它们用于绿色化学工艺过程;在原料利用上,除了石油、煤炭以外,天然气的利用已引人注目,催化剂在C1化学中已起到极为重要的作用。催化剂在未来的发展中,其本身也将设计成各种不同的产品,应用于各种不同的用途上。

      纵观催化科学从诞生到成熟的百余年发展历程,可以发现催化科学的特点如下。

      ①发展迅速在现阶段,催化科学的广度与深度都在迅速提高。人类在探索、开发新型

      催化剂的过程中,不断归纳、提出新概念与新理论,而在理论的推动下又更加广泛深入地探索和开发新型催化剂与催化过程,为了解决新的问题,随之又发展了新的研究技术和实验方法,

      这些技术和方法帮助催化研究逐步从宏观走向微观,进入分子、原子水平。理论研究和技术开发相互促进,优势互补。

      ②综合性强催化科学是在许多基础学科的基础上发展起来的。这些学科包括:化学热力学、化学动力学、固体物理、表面化学、结构化学、量子化学、化工单元操作、化工设备等。催化科学综合、吸收、应用了这些学科的成果并与这些学科相互渗透,互为补充。

      ③实用性强催化科学是一门实用性很强的科学,它与化学工业生产联系十分密切,从生产实践中汲取营养,其研究成果又直接用于化工生产,并显著影响生产效率和经济效益。

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