低碳资源催化转化基础（陆安慧）

低碳资源的高值化利用已成为替代石油基原料制备基础大宗化学品的重要途径之一，其实现的核心和关键技术是高效催化过程的开发，包括催化新反应、催化新材料和催化新工艺。《低碳资源催化转化基础》针对低碳烷烃、含氧低碳分子等低碳资源的高值化利用，概述了近年来该领域的重要进展与发展趋势。以催化剂设计、催化剂构效关系及工业应用为主线，着重介绍了低碳资源高值化利用的催化反应过程、催化原理及工艺集成的新方法。同时本书还重点介绍了二氧化碳的捕集与分离、气基资源脱硫等化工新技术。 《低碳资源催化转化基础》可作为高等院校化学、化工、材料、制药、环境等相关专业研究生或本科生的教材，同时可为相关领域从事科研、开发及生产的工作者提供参考。

陆安慧，教育部长江学者特聘教授（2016）、国家自然科学基金杰出青年基金获得者（2012）、入选科技部创新领军人才（2014）和入选中组部“万人计划”（2014），荣获中国化学会-巴斯夫公司青年知识创新奖、辽宁省优秀科技工作者、辽宁省青年科技奖十大英才等荣誉。带领团队立足学科前沿，以解决关键“卡脖子”问题为目标，重原创、重基础、重合作，主要致力于低碳资源转化制大宗基础化学品和高值精细化学品研究，在丙烷脱氢制丙烯、乙醇制高碳醇和芳香醇、超纯电子气体方面开拓创新，努力突破前沿科学问题和关键核心技术难题，逐步形成了具有自主知识产权的技术，解决高端产品完全依赖进口的问题，是辽宁省低碳资源高值转化重点实验室主任。已发表论文310余篇，被引26000余次，连续入选ELSVIER高被引学者，H-index为75，申请国内专利75项，授权50项，申请国际专利5项，授权3项，在国际国内会议多次做大会报告和主题报告，担任多个期刊编委。作为首席科学家承担科技部重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、国际合作重点项目等，先后与比利时索尔维集团、中石化、河南建龙、西安凯立、青岛三力等企业签订合作开发项目，推动成果转化。

第1章绪论 1 1.1引言 2 1.1.1低碳资源的概念及种类 2 1.1.2低碳资源催化转化的意义 2 1.2低碳资源催化转化过程 3 1.2.1低碳烃分子的催化转化 3 1.2.2含氧低碳分子的催化转化 5 1.3低碳资源催化转化过程中的废气 排放与处理 6 参考文献 7 思考题 7 第2章甲烷的催化转化 8 2.1引言 8 2.1.1甲烷的资源分布 8 2.1.2甲烷的利用现状 8 2.2甲烷催化转化制合成气 10 2.2.1概述 10 2.2.2甲烷水蒸气重整技术 11 2.2.3甲烷的其他重整技术 24 2.2.4甲烷联合转化技术 27 2.2.5甲烷水煤气变换反应 28 2.3甲烷催化转化制甲醇 33 2.3.1甲烷直接转化技术 33 2.3.2N2O 作为氧化剂 34 2.3.3H2O2 作为氧化剂 36 2.3.4O2 作为氧化剂 37 2.3.5H2O作为氧化剂或助氧化剂 38 2.4甲烷催化转化制特种化学品 39 参考文献 43 思考题 47 第3章乙烷的催化转化 48 3.1引言 48 3.1.1乙烷的资源分布 48 3.1.2乙烷的利用现状 49 3.2乙烷脱氢制乙烯 51 3.2.1乙烷直接脱氢制乙烯 51 3.2.2乙烷蒸汽裂解制乙烯 53 3.2.3乙烷氧化脱氢制乙烯 55 3.3乙烷催化转化制高值化学品 64 3.3.1乙烷选择氧化制乙酸和乙醛 64 3.3.2乙烷芳构化制芳香烃 67 3.3.3乙烷氧氯化制氯乙烯 70 3.4乙烷催化转化新技术 72 3.4.1光催化乙烷转化 72 3.4.2等离子体催化乙烷转化 76 参考文献 78 思考题 81 第4章丙烷的催化转化 82 4.1引言 82 4.1.1丙烷的来源 82 4.1.2丙烷的利用现状 83 4.2丙烷催化脱氢制丙烯 84 4.2.1铂系催化剂 85 4.2.2铬系催化剂 87 4.2.3其他体系催化剂 90 4.2.4丙烷催化脱氢工业技术现状 92 4.3丙烷氧化脱氢制丙烯 93 4.3.1过渡金属氧化物催化剂 93 4.3.2硼基催化剂 95 4.3.3碳基催化剂 98 4.4丙烷催化转化制特种化学品 99 4.4.1丙烷氨氧化制丙烯腈 99 4.4.2丙烷气相硝化制硝基烷烃 102 4.4.3丙烷选择氧化制丙烯酸 105 参考文献 109 思考题 115 第5章甲醇的催化转化 116 5.1引言 116 5.1.1甲醇的生产方法 117 5.1.2甲醇的利用现状 118 5.2甲醇催化转化制高值化学品 121 5.2.1烯烃 121 5.2.2芳烃 136 5.2.3汽油 138 5.2.4含氧化合物 140 参考文献 146 思考题 147 第6章乙醇的催化转化 148 6.1引言 148 6.1.1乙醇的生产方法 149 6.1.2乙醇的物理化学性质 152 6.2乙醇催化转化制高值化学品 152 6.2.1概述 152 6.2.2低碳烯烃 154 6.2.3乙醛 160 6.2.4丁醇及高碳醇 165 6.2.5芳香醇 177 参考文献 180 思考题 184 第7章二氧化碳的催化转化 185 7.1引言 185 7.1.1二氧化碳的利用现状 186 7.1.2二氧化碳的活化与催化转化 187 7.2二氧化碳催化转化制碳一化学品 188 7.2.1合成气 188 7.2.2一氧化碳 195 7.2.3甲酸 199 7.2.4甲醇 203 7.2.5甲烷 211 7.3二氧化碳催化转化制燃料和重要化学品 216 7.3.1烷烃燃料 216 7.3.2低碳烯烃 221 7.3.3二甲醚 224 7.3.4其他重要化学品 230 参考文献 232 思考题 237 第8章二氧化碳的捕集与分离 238 8.1引言 238 8.2二氧化碳排放与温室效应 238 8.2.1二氧化碳排放源 238 8.2.2二氧化碳排放引起的气候变化 241 8.2.3二氧化碳排放的可行解决方案 242 8.3二氧化碳捕集与分离技术 243 8.3.1吸附分离技术 244 8.3.2吸收分离技术 269 8.3.3低温蒸馏分离技术 276 8.3.4膜分离技术 280 参考文献 284 思考题 290 第9章环保与脱硫 291 9.1引言 291 9.1.1含硫化合物简介 291 9.1.2含硫废气治理技术 292 9.2羰基硫净化技术 294 9.2.1羰基硫的脱除方法 295 9.2.2羰基硫水解催化剂 300 9.2.3应用案例 304 9.3二氧化硫净化技术 306 9.3.1湿法脱硫 306 9.3.2干法脱硫 311 9.3.3半干（半湿）法脱硫 316 9.4硫化氢净化技术 317 9.4.1干法脱硫 317 9.4.2湿法脱硫 320 9.4.3克劳斯工艺 323 参考文献 326 思考题 328