五种常用催化剂

氧化催化剂

　　石油化工制造含氧产品的过程绝大多数为选择性氧化过程。选择性氧化产品占有机化工产品总量的80％；所用的催化剂首先要求有高催化选择性。选择性氧化催化剂可分为气固相氧化催化剂和液相氧化催化剂。

　　以乙二醇的生产为例，乙二醇的生产成本中，氧气和乙烯的单耗成本占成本的85-90%，而二者的单耗主要取决于催化剂的选择性。因此，乙二醇装置最核心的竞争是催化剂的竞争。高选择性催化剂不仅直接决定了乙烯、氧气等原料的单位成本，而且副产物及杂质生成量少，乙二醇和环氧乙烷产品质量更高。

加氢催化剂

　　此类催化剂用于产品生产过程， 也广泛用于原料和产品的精制过程。根据加氢情况的不同分为三类：

　　1、选择性加氢催化剂

　　石油烃裂解所得乙烯、丙烯用作聚合原料时，须先经选择加氢，除去炔、双烯、一氧化碳、二氧化碳、氧等微量杂质，而对烯烃没有损耗。所用催化剂一般是钯、铂或镍、钴、钼等载于氧化铝上。控制活性物质的用量、载体和催化剂的制造方法，可得不同性能的选择加氢催化剂。其他如裂解汽油的精制、硝基苯加氢还原为苯胺，也会加氢催化剂。

　　2、非选择性加氢催化剂

　　深度加氢成饱和化合物用的催化剂。如苯加氢制环己烷用的镍－氧化铝催化剂，苯酚加氢制环己醇、已二腈加氢制己二胺用的骨架镍催化剂。

　　3、氢解催化剂

　　以亚铬酸铜为催化剂，油脂加氢氢解生产高级醇的过程。

脱氢催化剂

　　1、高温脱氢催化技术

　　如氧化铁－氧化铬－氧化钾可使乙苯（或正丁烯）在高温及大量水蒸气存在下脱氢成苯乙烯（或丁二烯）。

　　2、低温脱氢催化技术

　　由于脱氢一般需在高温、减压或大量稀释剂存在下进行，能量消耗大。近年来，发展了在较低温度下进行氧化脱氢催化技术。如聚乙烯用铋－钼系金属氧化物催化剂经氧化脱氢制得丁二烯。

氢甲酰化催化剂

　　这类催化剂是工业生产中最早应用的络合催化剂。用烯烃与合成气在催化剂存在下反应生成多一个碳原子的醛。如用乙烯、丙烯为原料经氢甲酰化（即通称的羰基合成）制得丙醛、丁醛。

　　各种过渡金属羰基络合物对氢甲酰化反应均有催化作用。但只有钴和铑的羰基络合物用于工业化生产。氢甲酰化过程过去用羰基钴络合物为催化剂，在液相高温高压下进行。近年来，用羰基铑膦络合物催化剂，反应压力由原来的20MPa降到5MPa，而且提高了正构醛的选择性,节省了能量，降低了成本。

　　目前，在研究铑的回收方法及寻找代替铑的其他价廉易得的高效催化剂，并研究负载型络合催化剂，以简化分离工艺。

聚合催化剂

　　聚乙烯主要分为低密度和高密度两种。过去，前者多用高压法(100～300MPa)生产,以氧、有机过氧化物为催化剂。后者多用中压法或低压法生产，中压法以载于硅铝胶上的铬-氧化钼等为催化剂,低压法则用齐格勒型催化剂(以四氯化钛和三乙基铝体系为代表)，在低温低压下聚合。

　　近年来开发了新型高效催化剂，虽各厂有其独特的新催化剂，但多用以镁化合物为载体的钛－铝体系催化剂，目前已达到每克钛可制得数十万克以上聚乙烯的水平，由于聚合物中残留催化剂极少，可以免去聚合物的净化处理，降低了成本。此外，还开发了在低压下生产线性低密度聚乙烯的过程。聚丙烯生产也开发了负载型的钛－铝体系高效催化剂，每克钛可制得1000kg以上的聚丙烯。

　　五种不常用催化剂

水合催化剂

　　水合反应是指水与另一物质分子化合成为一个分子的反应过程。水分子以其氢和羟基与物质分子的不饱和键加成生成新的化合物，在此过程中起到催化作用的物质称为水合催化剂，此种合成方法在有机化工生产中得到应用。水合过程是有机合成方法之一，但作为重要的生产方法，还只限于少数类型产品，如乙醇及二元醇。

脱水催化剂

　　脱水可在加热或催化剂作用下进行，也可在与脱水剂反应下进行。脱水反应是水合反应的逆过程,通常为吸热反应,一般，高温低压有利于反应进行。此外，脱水过程绝大多数须在催化剂存在下进行。水合过程所用的催化剂──酸催化剂也适用于脱水，常用的是硫酸、磷酸、三氧化二铝等。不同催化剂，主要产物不同，催化剂具有极高的选择性。

烷基化催化剂

　　烷基化是烷基由一个分子转移到另一个分子的过程。是化合物分子中引入烷基（甲基、乙基等）的反应。工业上常用的烷基化剂有烯烃、卤烷、硫酸烷酯等。

　　在标准的炼油过程，烷基化系统在催化剂(磺酸或者氢氟酸)的作用下，将低分子量烯烃(主要由丙烯和丁烯组成)与异丁烷结合起来，形成烷基化物(主要由高级辛烷，侧链烷烃组成)。烷基化反应可分为热烷基化和催化烷基化两种。由于热烷基化反应温度高，易产生热解等副反应，所以工业上都采用催化烷基化法。

　　由于硫酸和氢氟酸都具有较强的酸性，对设备的腐蚀相当严重。因此从安全生产和保护环境的角度来看，这两种催化剂均不是较为理想的催化剂。目前研究比较多的用固体超强酸作为烷基化催化剂，但迄今为止尚未达到工业化应用的阶段。

异构化催化剂

　　一种同分异构体与另一种同分异构体相互转化的作用或过程。改变化合物的结构而不改变其组成和分子量的过程。一般指有机化合物分子中原子或基团的位置的改变。常在催化剂的存在下进行。

　　催化剂主要有下列几类：

　　1、弗瑞德－克来福特型催化剂，常用的有三氯化铝-氯化氢、氟化硼-氟化氢等。这类催化剂活性高，所需反应温度低，用于液相异构化，如正丁烷异构化为异丁烷，二甲苯的异构化等。

　　2、以固体酸为载体的贵金属催化剂，如铂-氧化铝、铂-分子筛、钯-氧化铝等。这类催化剂属于双功能催化剂，其中金属组分起加氢和脱氢作用，固体酸起异构化作用。尤其是乙苯异构化为二甲苯和环烷烃的异构化只有这类催化剂有效。其优点是结焦少，使用寿命长。

　　3、以固体酸为载体的非贵金属催化剂，如镍-分子筛等，一般也需有氢存在，用于气相异构化，但不能使乙苯异构化成二甲苯。

　　4、ZSM-5分子筛催化剂，主要用于二甲苯的气相或液相异构化。

岐化催化剂

　　应用歧化过程，可使一种烃转变为两种不同的烃，因此歧化是工业上调节烃的供求的重要方法之一。最重要的应用是甲苯歧化以增产二甲苯并同时生产高纯度苯，以及丙烯歧化生产聚合级乙烯和高纯度丁烯的三烯烃过程。甲苯转化为苯、二甲苯一般采用硅铝催化剂，目前研究比较热门的是分子筛催化剂，例如丝光沸石型丝分子筛。