催化剂工业发展史的奠基时期(20世纪初)

在此期间,制成了一系列重要的金属催化剂,催化活性组分从金属扩展到氧化物,液体酸催化剂的使用规模扩大。厂家开始用更复杂的配方来开发和改进催化剂,应用高分散可以提高催化活性的原理来设计相关的制造技术,如沉淀法、浸渍法、热熔法、浸出法等。成为现代催化剂工业的基础技术。催化剂载体的作用和选择也受到了重视。所选用的载体包括硅藻土、浮石、硅胶、氧化铝等。为了满足大型固定床反应器的要求,生产过程中出现了成型技术,条状和锭状催化剂已经投入使用。在这一时期,已经有了较大的生产规模,但品种比较单一。除了自产自用,一些应用广泛的催化剂也作为商品进入市场。同时,工业实践的发展促进了催化理论的进步。1925年,H.S .泰勒提出了活性中心理论,对以后制造技术的发展起到了重要作用。金属催化剂20世纪初,英国和德国建立工厂,以镍为催化剂,通过油脂加氢生产硬化油。1913德国巴登苯胺苏打公司以磁铁矿为原料,采用热熔法,添加添加剂生产铁基氨合成催化剂。1923 F. Fischer用钴作催化剂成功地将一氧化碳氢化成碳氢化合物。1925年,美国M. Raney公司获得制造骨架镍催化剂的专利,并投入生产。

这是一种镍硅合金经碱浸脱硅得到的骨架镍。1926法国公司以铁、锡、钼等金属为催化剂,以煤和焦油为原料,通过高压加氢液化生产液体燃料。这种方法被称为伯吉斯方法。这一阶段奠定了制造金属催化剂的基础技术,包括过渡金属氧化物和盐的还原技术以及合金的部分提取技术,催化剂的材料也从铂扩展到铁、钴、镍等更便宜的金属。随着工业催化剂品种的增多,最早开发出多种以煤为资源的乙炔生产化学品的催化剂,其中以生产合成橡胶的催化剂最早。1931 ~ 1932在乙炔合成橡胶单体2-氯-1,3-丁二烯的技术开发中,乙炔在氯化亚铜催化剂作用下生产乙烯基乙炔。20世纪40年代,以锂、铝、过氧化物为催化剂合成丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶的工业相继出现,这些反应都出现了。为了获得相关单体,也出现了很多固体催化剂。用于丁烷脱氢制丁二烯的Cr-Al-O催化剂出现于第二次世界大战期间,并于20世纪40年代中期投入使用。同时,开发了乙苯脱氢制苯乙烯的氧化铁催化剂。30年代后半期聚酰胺纤维(尼龙66)生产路线确立后,为了获得大量单体,40年代生产了苯加氢制环己烷的固体镍催化剂,开发了环己烷液相氧化制环己酮(醇)的钴催化剂。在此期间,用于羰基合成烯烃的钴基复合催化剂也被开发出来。

在这个阶段,固体酸催化剂的生产和使用促进了固体酸催化剂理论的发展。为了获得TNT炸药的芳烃原料,美国标准石油公司在1939开发了加氢重整技术,生产了所需的氧化铂-氧化铝和氧化铬-氧化铝催化剂。65438-0949,美国环球石油公司开发了一种长周期操作、半再生固定床操作的铂重整技术,生产含铂和氧化铝的催化剂。在这类催化剂中,氧化铝既是载体,又是作为活性组分之一的固体酸,是第一种重要的双功能催化剂。

20世纪50年代,由于开发中东丰富的石油资源,油价低廉,石化工业发展迅速。与此同时,催化剂行业逐渐形成了几个重要的产品系列,即石油炼制催化剂、石油化工催化剂和以合成氨为中心的无机化工催化剂。催化剂的配方变得越来越复杂。这些催化剂包括由有机金属化合物制成的聚合催化剂、用于高选择性的多组分氧化物催化剂、具有高选择性的氢化催化剂和具有规则结构的分子筛催化剂。由于化学科学和技术的进步,催化剂产品的种类迅速增加。生物催化剂的工业应用在化学工业中使用生物化学方法的过程正在增加。20世纪60年代中期,酶固定化技术迅速发展。在1969中,用于拆分乙酰-DL-氨基酸的固定化酶投入使用。70年代后,各种固定化酶被制成大规模应用。1973制成葡萄糖异构酶用于生产果葡糖浆,很快大规模使用。丙烯腈水解酶从65438到0985投入工业使用。生物催化剂的发展将引起化学工业生产的巨大变化。

此外,还开发了用于能源工业的催化剂,如燃料电池中以碳或镍为载体的铂,以促进氢和氧的结合。