石油化工产品中10种催化剂的特点及应用
五种常用催化剂
氧化催化剂
石化工业中用于制造含氧产品的大多数工艺都是选择性氧化工艺。 选择氧化产品占有机化工产品总量的80%； 所使用的催化剂首先必须具有高催化选择性。 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%，而氧气和乙烯的单耗主要取决于催化剂的选择性。 因此，乙二醇装置的核心竞争是催化剂的竞争。 高选择性催化剂不仅直接决定乙烯和氧气等原料的单位成本，而且副产物和杂质的产生较少，从而产生更高质量的乙二醇和环氧乙烷产品。
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炼过程。 根据加氢条件不同分为三类：
1、选择性加氢催化剂
当石油烃裂解得到的乙烯和丙烯作为聚合原料时，首先必须进行选择性加氢，除去炔烃、二烯、一氧化碳、二氧化碳和氧气等微量杂质，而不造成任何烯烃损失。 所用催化剂一般为负载在氧化铝上的钯、铂或镍、钴、钼等。 通过控制活性物质的用量、载体以及催化剂的制造方法，可以获得不同性能的选择性加氢催化剂。 其他如裂解汽油的精制、硝基苯加氢还原为苯胺等也会用到加氢催化剂。
2、非选择性加氢催化剂
深度加氢生成饱和化合物的催化剂。 如用于苯加氢生产环己烷、苯酚加氢生产环己醇的镍氧化铝催化剂、用于己二腈加氢生产己二胺的骨架镍催化剂等。
3、氢解催化剂
以亚铬酸铜为催化剂，通过油品加氢、氢解生产高级醇的过程。
脱氢催化剂
1、高温脱氢催化技术
例如，氧化铁-氧化铬-氧化钾可以在高温和大量水蒸气存在下将乙苯（或正丁烯）脱氢成苯乙烯（或丁二烯）。
2、低温脱氢催化技术
由于脱氢一般需要在高温、减压或大量稀释剂存在下进行，因此消耗大量能量。 近年来，发展了较低温度下氧化脱氢的催化技术。 例如，使用铋-钼金属氧化物催化剂通过氧化脱氢生产丁二烯来生产聚乙烯。
加氢甲酰化催化剂
此类催化剂是最早用于工业生产的复合催化剂。 烯烃在催化剂存在下与合成气反应，形成多一个碳原子的醛。 例如，以乙烯和丙烯为原料，通过加氢甲酰化（俗称羰基合成）生产丙醛和丁醛。
各种过渡金属羰基配合物对加氢甲酰化反应具有催化作用。 但工业生产中仅使用钴和铑的羰基配合物。 加氢甲酰化过程采用羰基钴配合物作为催化剂，在高温高压下在液相中进行。 近年来，随着羰基铑膦络合物催化剂的使用，反应压力由原来的20MPa降低到5MPa，正甲醛的选择性得到提高，节约了能源，降低了成本。
目前，我们正在研究铑的回收方法并寻找其他廉价、易得且高效的催化剂来替代铑，并研究负载型络合物催化剂以简化分离过程。
聚合催化剂
聚乙烯主要分为低密度和高密度两种。 过去前者多采用高压法（100~）生产，采用氧气和有机过氧化物作为催化剂。 后者多采用中压法或低压法生产。 中压法采用硅铝凝胶负载铬钼氧化物为催化剂，低压法采用齐格勒型催化剂（四氯化钛和三乙基铝体系）。 （表示），在低温低压下聚合。
近年来，人们开发出新型高效催化剂。 虽然各厂都有自己独特的新型催化剂，但大多采用以镁化合物为载体的钛铝系催化剂。 目前已达到每克钛可生产数十万克聚乙烯的水平。 ，由于聚合物中残留催化剂很少，可以省去聚合物的纯化处理，降低成本。 此外，还开发了低压生产线性低密度聚乙烯的工艺。 聚丙烯生产还开发了负载型钛铝体系和高效催化剂，每克钛可生产上述聚丙烯。
五种不常见的催化剂
水合催化剂
水合反应是指水与另一种物质分子结合成一个分子的反应过程。 水分子将其氢和羟基添加到材料分子的不饱和键上，形成新的化合物。 在此过程中起催化作用的物质称为水合催化剂。 该合成方法用于有机化工生产。 水合法是有机合成方法之一，但作为重要的生产方法，仍局限于乙醇、乙二醇等少数几类产品。
脱水催化剂
脱水可以通过加热或催化剂进行，也可以通过与脱水剂反应进行。 脱水反应是水合反应的逆过程，通常是吸热反应。 一般情况下，高温、低压有利于反应。 此外，大多数脱水过程必须在催化剂存在下进行。 水合过程中使用的催化剂——酸催化剂也适用于脱水。 常用的有硫酸、磷酸、氧化铝等，不同的催化剂有不同的主要产物，且催化剂具有极高的选择性。
烷基化催化剂
烷基化是将烷基从一个分子转移到另一个分子的过程。 它是在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、卤代烷、硫酸烷基酯等。
在标准精炼工艺中，烷基化系统将低分子量烯烃（主要由丙烯和丁烯组成）与异丁烷在催化剂（磺酸或氢氟酸）的作用下结合形成烷基化物（主要由较高辛烷、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类型。 由于热烷基化的反应温度较高，容易发生热解等副反应，因此工业上多采用催化烷基化。
由于硫酸和氢氟酸都是强酸性，会对设备造成严重腐蚀。 因此，从生产安全和环境保护的角度来看，这两种催化剂都不是理想的催化剂。 目前，利用固体超强酸作为烷基化催化剂的研究较多，但迄今为止尚未达到工业化应用的阶段。
异构化催化剂
一种异构体相互转化为另一种异构体的作用或过程。 改变化合物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位置的变化。 通常在催化剂存在下进行。
催化剂主要分为以下几类：
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。该类催化剂活性高，反应温度低，用于液相异构化，如异构化正丁烷转化为异丁烷、二甲苯异构化等。
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。此类催化剂为双功能催化剂，其中金属组分起加氢和脱氢作用，固体酸起异构化作用。 特别是，只有这种类型的催化剂对于乙苯异构化成二甲苯和环烷烃是有效的。 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，一般需要氢气存在才能进行气相异构化，但不能将乙苯异构化为二甲苯。
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。
歧化催化剂
使用歧化过程，一种碳氢化合物可以转化为两种不同的碳氢化合物。 因此歧化是调节工业碳氢化合物供需的重要方法之一。 最重要的应用是甲苯歧化以提高二甲苯产量并同时生产高纯苯，以及丙烯歧化三烯烃工艺生产聚合物级乙烯和高纯丁烯。 二氧化硅-氧化铝催化剂通常用于将甲苯转化为苯和二甲苯。 目前研究较多的是分子筛催化剂，如丝光沸石型丝分子筛。