本質(zhì)安全催化工程

第1章緒論/1

1.1化工生產(chǎn)特點(diǎn)與危險(xiǎn)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(jiǎn)介5

1.4本質(zhì)安全指數(shù)評(píng)價(jià)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(guò)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(guò)程危險(xiǎn)性分析20

2.1.3一步化合成苯胺安全催化反應(yīng)過(guò)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(guò)程危險(xiǎn)性分析33

2.2.3一步化合成苯酚安全催化反應(yīng)過(guò)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(guò)程危險(xiǎn)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(guò)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(guò)程危險(xiǎn)性分析54

2.4.3一步化合成正丁胺安全催化反應(yīng)過(guò)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(guò)程危險(xiǎn)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(guò)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(guò)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(xiǎn)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(guò)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(xiǎn)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(guò)程82

3.3甲醇非安全中間反應(yīng)物92

3.3.1甲醇危險(xiǎn)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(guò)程94

3.3.3直接制二甲醚的納微尺度集成催化反應(yīng)過(guò)程106

3.4甲醛非安全中間反應(yīng)物110

3.4.1甲醛危險(xiǎn)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(guò)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(guò)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(xiǎn)反應(yīng)物安全過(guò)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(duì)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?；?00

4.4固體酸、離子液體替代無(wú)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(guò)程202

4.4.2苯與乙烯烷基化制乙苯安全反應(yīng)過(guò)程206

4.4.3固體酸替代液體酸的其他重要安全催化過(guò)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(guò)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(guò)程/247

6.1化學(xué)儲(chǔ)氫載體248

6.1.1環(huán)烷類儲(chǔ)氫載體248

6.1.2氨硼烷化合物儲(chǔ)氫載體250

6.1.3氨儲(chǔ)氫載體251

6.1.4甲醇、乙醇儲(chǔ)氫載體251

6.1.5肼硼烷儲(chǔ)氫載體253

6.1.6甲醇水溶液儲(chǔ)氫載體253

6.1.7甲酸儲(chǔ)氫載體253

6.1.8其他儲(chǔ)氫載體256

6.2化學(xué)儲(chǔ)氫載體組合反應(yīng)256

6.2.1甲醇-水為儲(chǔ)氫載體的組合反應(yīng)256

6.2.2乙醇-水為儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)氫和儲(chǔ)氮載體的組合反應(yīng)265

6.2.6甲酸為儲(chǔ)氫和羰基載體的組合反應(yīng)265

6.2.7十氫萘為儲(chǔ)氫載體的組合反應(yīng)266

6.2.8甲酸為儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(guò)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(chǔ)氫載體思考296

參考文獻(xiàn)297



第7章危險(xiǎn)物安全化及轉(zhuǎn)化過(guò)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(guò)程307

7.4.1氯化銨與氨、氯化氫安全性對(duì)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(xiǎn)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(guò)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(guò)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(chǎng)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(guò)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(guò)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(guò)程強(qiáng)化中的應(yīng)用361

8.6.5其他過(guò)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