《本質(zhì)安全催化工程》在化工本質(zhì)安全原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)外科研成果,基于化學(xué)工程理論給出了從源頭上解決化工催化反應(yīng)過程安全問題的七種方法,并結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行了論述。全書共分為八章,分別為緒論、多步反應(yīng)一步化安全過程、納微尺度反應(yīng)集成安全過程、替代危險反應(yīng)物安全過程、膜催化組合反應(yīng)安全過程、氫/氧載體組合反應(yīng)安全過程、危險物安全化及轉(zhuǎn)化過程、溫和條件安全反應(yīng)過程。
《本質(zhì)安全催化工程》可供化工、安全、材料、環(huán)境領(lǐng)域的科研人員、工程技術(shù)人員、研究生等參考。
王延吉,河北工程大學(xué),校長、教授,長期從事綠色化工和本質(zhì)化工安全方面的科研工作。在碳酸二甲酯替代劇毒光氣合成異氰酸酯工藝,己內(nèi)酰胺清潔、安全合成技術(shù),苯胺、苯酚等安全制備,替代液體酸固體酸催化劑,安全性高的離子液體型羥胺合成,碳酸二甲酯的綠色催化合成,催化反應(yīng)中試放大技術(shù),以及加氫強(qiáng)化技術(shù)開發(fā)和新型催化材料制備等方面取得了一定成績。
目前任教育部化學(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會委員,中國化學(xué)會綠色化學(xué)專業(yè)委員會委員,《化工學(xué)報》等雜志編委,“化學(xué)工程與工藝”國家 級教學(xué)團(tuán)隊(duì)(2009)等質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。
作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人先后承擔(dān)國家 級項(xiàng)目多6項(xiàng)。作為第 一完成人獲得天津市技術(shù)發(fā)明獎二等獎1項(xiàng)、河北省自然科學(xué)三等獎1項(xiàng),鑒定科技成果7項(xiàng);作為第 一發(fā)明人獲國家授權(quán)發(fā)明專利10余項(xiàng);出版學(xué)術(shù)著作2部。發(fā)表多篇教學(xué)論文,作為第 一完成人獲河北省教學(xué)成果一等獎1項(xiàng)。
第1章緒論/1
1.1化工生產(chǎn)特點(diǎn)與危險性2
1.2本質(zhì)安全概念提出3
1.3本質(zhì)安全定義及原理4
1.3.1本質(zhì)安全定義4
1.3.2本質(zhì)安全原理及應(yīng)用簡介5
1.4本質(zhì)安全指數(shù)評價法8
1.5本質(zhì)安全催化工程方法11
參考文獻(xiàn)12
第2章多步反應(yīng)一步化安全過程/14
2.1苯胺一步化安全合成15
2.1.1苯胺傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝15
2.1.2傳統(tǒng)苯胺生產(chǎn)過程危險性分析20
2.1.3一步化合成苯胺安全催化反應(yīng)過程23
2.2苯酚一步化安全合成30
2.2.1苯酚傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝30
2.2.2傳統(tǒng)苯酚生產(chǎn)過程危險性分析33
2.2.3一步化合成苯酚安全催化反應(yīng)過程36
2.3DMC一步化安全合成48
2.3.1氣相兩步法碳酸二甲酯傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝48
2.3.2傳統(tǒng)碳酸二甲酯生產(chǎn)過程危險性分析49
2.3.3一步化合成碳酸二甲酯安全催化反應(yīng)過程50
2.4正丁胺一步化安全合成53
2.4.1正丁胺傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝53
2.4.2傳統(tǒng)正丁胺生產(chǎn)過程危險性分析54
2.4.3一步化合成正丁胺安全催化反應(yīng)過程55
2.5CPK一步化安全合成56
2.5.1環(huán)己基苯基甲酮傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝56
2.5.2傳統(tǒng)環(huán)己基苯基甲酮生產(chǎn)過程危險性分析56
2.5.3一步化合成環(huán)己基苯基甲酮安全催化反應(yīng)過程57
2.6TDI一步化安全合成58
2.7一步化安全反應(yīng)思考60
參考文獻(xiàn)62
第3章納微尺度反應(yīng)集成安全過程/70
3.1羥胺鹽非安全中間反應(yīng)物71
3.1.1羥胺鹽危險性71
3.1.2直接合成環(huán)己酮肟的納微尺度集成催化反應(yīng)過程72
3.2環(huán)己酮肟非安全中間反應(yīng)物82
3.2.1環(huán)己酮肟危險性82
3.2.2直接合成己內(nèi)酰胺的納微尺度集成催化反應(yīng)過程82
3.3甲醇非安全中間反應(yīng)物92
3.3.1甲醇危險性92
3.3.2直接制低碳烯烴的納微尺度集成催化反應(yīng)過程94
3.3.3直接制二甲醚的納微尺度集成催化反應(yīng)過程106
3.4甲醛非安全中間反應(yīng)物110
3.4.1甲醛危險性110
3.4.2甲醇氧化直接制二甲氧基甲烷的納微尺度集成催化反應(yīng)過程111
3.5CO非安全中間反應(yīng)物119
3.5.1CO2加氫直接制化學(xué)品的納微尺度集成催化反應(yīng)過程119
3.5.2CO2加氫制CO——逆水煤氣變換反應(yīng)路線及催化劑119
3.5.3CO2加氫直接制化學(xué)品的納微尺度集成催化反應(yīng)實(shí)例124
3.6光氣非安全中間反應(yīng)物思考125
參考文獻(xiàn)126
第4章替代危險反應(yīng)物安全過程/134
4.1碳酸二甲酯替代光氣134
4.1.1光氣性質(zhì)、用途及危害性135
4.1.2合成甲苯二異氰酸酯136
4.1.3合成二苯基甲烷二異氰酸酯143
4.1.4合成六亞甲基二異氰酸酯163
4.1.5合成碳酸二苯酯166
4.1.6合成吡唑磺酰氨基甲酸酯168
4.1.7合成對苯二異氰酸酯168
4.2碳酸二甲酯替代硫酸二甲酯、氯甲烷169
4.2.1硫酸二甲酯、氯甲烷的性質(zhì)、用途及危害性169
4.2.2合成甲基化產(chǎn)品170
4.3二氧化碳替代一氧化碳177
4.3.1一氧化碳的性質(zhì)、用途及危害性178
4.3.2合成甲酸178
4.3.3合成乙酸180
4.3.4合成甲醇181
4.3.5合成甲烷183
4.3.6合成低碳烯烴188
4.3.7合成低碳醇191
4.3.8合成二甲醚194
4.3.9合成液體燃料196
4.3.10合成碳酸二甲酯199
4.3.11烯烴氫甲酰化200
4.4固體酸、離子液體替代無機(jī)液體酸催化劑202
4.4.1異丁烷與烯烴烷基化安全工藝過程202
4.4.2苯與乙烯烷基化制乙苯安全反應(yīng)過程206
4.4.3固體酸替代液體酸的其他重要安全催化過程208
4.5替代非安全反應(yīng)物思考213
參考文獻(xiàn)214
第5章膜催化組合反應(yīng)安全過程/223
5.1氫氧混合爆炸機(jī)理224
5.2透氫膜組合反應(yīng)體系224
5.2.1H2-O2-苯直接合成苯酚225
5.2.2H2-O2-苯甲酸甲酯直接合成羥基苯甲酸甲酯231
5.2.3H2-O2直接合成雙氧水232
5.2.4H2-O2-丙烯直接合成環(huán)氧丙烷235
5.3混合導(dǎo)體透氧膜組合反應(yīng)237
5.3.1控制反應(yīng)物輸入型膜反應(yīng)器與安全性237
5.3.2甲烷部分氧化反應(yīng)的安全性分析238
5.3.3甲烷部分氧化制合成氣238
5.3.4甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯241
5.3.5乙烷氧化脫氫制乙烯242
5.4封裝孔道液膜催化劑思考243
參考文獻(xiàn)244
第6章氫/氧載體組合反應(yīng)安全過程/247
6.1化學(xué)儲氫載體248
6.1.1環(huán)烷類儲氫載體248
6.1.2氨硼烷化合物儲氫載體250
6.1.3氨儲氫載體251
6.1.4甲醇、乙醇儲氫載體251
6.1.5肼硼烷儲氫載體253
6.1.6甲醇水溶液儲氫載體253
6.1.7甲酸儲氫載體253
6.1.8其他儲氫載體256
6.2化學(xué)儲氫載體組合反應(yīng)256
6.2.1甲醇-水為儲氫載體的組合反應(yīng)256
6.2.2乙醇-水為儲氫載體的組合反應(yīng)261
6.2.3四氫化萘為供氫劑的組合反應(yīng)264
6.2.4甘油-水為儲氫載體的甘油加氫制丙二醇的組合反應(yīng)264
6.2.5甲酸銨為儲氫和儲氮載體的組合反應(yīng)265
6.2.6甲酸為儲氫和羰基載體的組合反應(yīng)265
6.2.7十氫萘為儲氫載體的組合反應(yīng)266
6.2.8甲酸為儲氫載體的加氫原位制備Cu /ZnO催化劑的組合反應(yīng)267
6.2.9氨為儲氫載體的CO2加氫制甲烷安全膜的組合反應(yīng)267
6.3固體儲氧載體組合反應(yīng)268
6.3.1載氧體為氧源的化學(xué)鏈燃燒過程269
6.3.2載氧體為氧化劑的化學(xué)鏈重整制合成氣271
6.3.3利用處于還原態(tài)載氧體與水反應(yīng)的化學(xué)鏈制氫272
6.3.4載氧體與氣化劑提供氧的煤化學(xué)鏈氣化275
6.3.5以晶格氧為氧源的選擇氧化合成重要化學(xué)品反應(yīng)體系275
6.3.6以二氧化碳為氧源的選擇氧化合成重要化學(xué)品安全反應(yīng)體系285
6.4氯化銨儲氫載體思考296
參考文獻(xiàn)297
第7章危險物安全化及轉(zhuǎn)化過程/302
7.1異氰酸酯安全性分析302
7.2非安全物質(zhì)安全化處理303
7.3TDI的安全中間反應(yīng)物305
7.4氯化銨及原位轉(zhuǎn)化過程307
7.4.1氯化銨與氨、氯化氫安全性對比308
7.4.2氯化銨分解為氨和氯化物反應(yīng)路線310
7.4.3氯化銨為氮源和氯源合成環(huán)己酮肟和有機(jī)氯化物安全反應(yīng)路線315
7.5危險物安全化及轉(zhuǎn)化思考321
參考文獻(xiàn)321
第8章溫和條件安全反應(yīng)過程/323
8.1合成氨安全反應(yīng)體系324
8.1.1苛刻條件下合成氨工藝及安全性分析324
8.1.2溫和條件下合成氨安全催化反應(yīng)體系326
8.2合成甲醇安全反應(yīng)體系331
8.2.1低溫液相合成甲醇兩步法332
8.2.2低溫液相合成甲醇一步法334
8.3低壓烯烴氫甲;踩磻(yīng)體系334
8.4渣油低壓加氫安全反應(yīng)體系337
8.4.1石油煉化行業(yè)加氫過程安全性分析338
8.4.2低壓下渣油加氫裂化安全反應(yīng)體系339
8.5外場強(qiáng)化安全反應(yīng)體系340
8.5.1微波強(qiáng)化技術(shù)340
8.5.2低溫等離子體強(qiáng)化技術(shù)346
8.5.3超聲波強(qiáng)化技術(shù)350
8.6過程強(qiáng)化安全反應(yīng)體系353
8.6.1微反應(yīng)技術(shù)與反應(yīng)過程安全性353
8.6.2微反應(yīng)技術(shù)在化工安全生產(chǎn)中的應(yīng)用354
8.6.3微反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例356
8.6.4撞擊流技術(shù)在化工過程強(qiáng)化中的應(yīng)用361
8.6.5其他過程強(qiáng)化的安全反應(yīng)體系362
8.7CO2溫和條件轉(zhuǎn)化思考364
8.7.1CO2活化方法364
8.7.2載體分子反應(yīng)活化CO2概念365
參考文獻(xiàn)367