催化氢化

催化氢化思维导图，催化氢化是指含有不饱和键的有机分子，在催化剂的存在下，与氢分子反应，使不饱和键全部或部分加氢的反应。

催化氢化

• 催化氢化的定义
  • 含有不饱和键的有机分子，在催化剂的存在下，与氢分子反应，使不饱和键全部或部分加氢的反应
• 催化氢化的优缺点
  • 优点
    • 反应易于控制
    • 产品纯度较高
    • 收率较高
    • 三废少，在工业上应用广泛
  • 缺点
    • 需要使用带压设备
    • 安全措施要求高
    • 催化剂的选择要求严格
• 催化氢化的方法
  • 气-固相接触催化氢化
    • 优缺点
      • 优点
        • 产品纯度高、收率高
        • 不使用溶剂
        • 可在常压、低压下反应
        • 催化剂寿命长、价格低廉
        • 氢气价廉、生产成本低
        • 三废少
      • 缺点
        • 要求被氢化物容易汽化和良好的热稳定性
    • 反应器
      • 气-固相流化床反应器
      • 气-固相固定床反应器
    • 催化剂
      • Cu/SiO2、Cu/浮石、Cu/Al2O3
    • 实例
  • 气-液-固非均相催化氢化
    • 优点
      • 反应活性高，应用范围广
      • 与化学还原法比，反应的选择性好，副反应少，产品质量好，收率高
      • 催化剂易于分离，避免了环境污染
      • 与气-固相接触催化氢化比，可用于难汽化的被氢化物
      • 使用价廉的氢气作还原剂
    • 反应器
      • 三相固定床反应器
      • 三相流化床反应器
      • 三相泥浆型反应器
    • 实例
      • 芳香族硝基化合物的催化氢化
      • 腈的还原
      • 芳环的氢化
  • 液相均相配位催化氢化
• 气-固-液非均相催化氢化的主要影响因素
  • 催化剂
    • 种类
      • 一般金属系： Ni 、 Cu 、 Mo 、 Cr 、 Fe 、 Pb
      • 贵金属系： Pt 、 Pd 、 Rh 、 Ir 、 Os 、 Ru 、 Re
      • 还原型纯金属粉： Pt 、 Pd 、 Ni 等，如骨架镍、骨架铜
      • 化合物型：氢氧化物、氧化物、硫化物如PtO2、 MoS
      • 载体型：如 Pt / C 、 Pd / C
    • 性能
      • 活性
      • 选择性
      • 强度
      • 寿命
      • 稳定性
    • 主要催化剂
      • 镍催化剂
      • 铂催化剂
      • 钯催化剂
    • 催化剂的制备
      • 骨加镍
      • Pa/C
  • 被氢化物的结构与性能
  • 温度和压力
    • T升高，速率增加，但T过高会引起焦化等副反应，并影响催化剂的寿命
    • P升高，相当于提高氢气的浓度，反应速率增加，但P超过一定的范围后则影响不大
  • 溶剂
  • 介质的pH值
  • 搅拌和装料系数
    • 搅拌的作用
      • 影响催化剂在反应介质中的分布情况、面积和催化效果
      • 有利于传热，防止局部过热
    • 装料系数
      • 0.35～0.5
• 顺丁烯二酸酐的催化氢化
• 苯的催化氢化
• 硝基苯的催化氢化
  • 催化氢化制苯胺
  • 液相催化氢化转位法制对氨基苯酚
    • 转位法的优缺点
      • 优点
        • 成本低
        • 工艺简单
      • 缺点
        • 催化剂费用高
        • 反应的选择性有待进一步提高
        • 分离工艺较复杂
        • 产生一定的废液
  • 液相双分子催化氢化制氢化偶氮苯
    • 优点
      • 收率高
      • 成本低
      • 三废少
  • 液相催化氢化制4-氨基二苯胺
    • 优点
      • 原料价廉易得
      • 工艺简单
      • 反应条件温和
      • 能耗低
      • 成本低
      • 三废极少