中科院大连物理化学研究所省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

中科院大连物理化学研究所中科院大连物理化学研究所Completed by Liao Yong,Li Dan,Ling Hongcai and Zheng Completed by Liao Yong,Li Dan,Ling Hongcai and Zheng Zhaoqiang.Zhaoqiang.第1页大连物理化学大连物理化学研究所研究所单位介绍历史沿革发展结果发展结果学科布局学科布局第2页单击此处添加文字内容1基础研究与应用研究并重，应用研究和技术转化相结合，以任务带学科为特色单击此处添加文字内容2技术集成创新，以可连续发展能源研究为主导，坚持资源环境优化和生物技术和创新材料创新协调发展，在中国能源可连续发展、资源优化利用、国家安全，以及国民生命与健康等领域发挥着主要作用。单击此处添加文字内容3重点学科领域为：催化化学、工程化学、化学激光和分子反应动力学以及近代分析化学和生物技术。单击此处添加文字内容42个国家重点试验室，3个从事重大项目研发研究室，6个从事应用研究研究室，甲醇制烯烃国家工程试验室和3个国家级工程中心：国家催化工程技术研究中心、膜技术国家工程研究中心和燃料电池及氢源技术国家工程中心。单位介绍单位介绍第3页历史悠久前身是日本侵华期间于19建立“南满洲铁道株式会社中央试验所“战后重建1950年9月改属东北人民政府工业部，名为“东北科学研究所大连分所”。1952年归属中国科学院，名为“中国科学院工业化学研究所”。殊荣回归1970年回归中国科学院，名为“中国科学院大连化学物理研究所”。历史沿革历史沿革第4页 可连续发展清洁能源，能源战略研究 化石能源优化利用 新能源 与替换能源 可再生能源 能源生态环境 新能源示范1资源环境优化碳资源综合及高效利用 水资源综合利用2 系统化学生物学 代谢组学和工程 工业生物技术 组分中药 材料生物技术 芯片技术3 基础研究 能源科学基础研究 环境与大气化学基础研究 化学 科学中前沿课题 发展一流试验研究方法和原创理论方法 4 材料相关研究 能源材料 纳米材料 生物材料 分离材料 国防材料5国家安全技术6学科布局学科布局第5页研制成功“水煤气合成液体燃料”和“七碳馏分环化制取甲苯”等各种催化剂50年代满足了国家迫切需求研制成功了加氢异构化催化剂60年代制取低冰点航空煤油首次研制成功了用作航天器及卫星主体能源两种电池系统70年代使我国合成氨工业从 40年代水平一跃进入60年代世界先进水平开发了中空纤维氮氢膜分离技术80年代填补了从氨中回收氢气国内空白开发了含有我国自主创新知识产权催化裂化干气制乙苯技术90年代初开辟了一条合理利用炼厂气资源新路径双共振电离法研究激发态分子光谱和态分辨碰撞传能90年代末国家自然科学二等奖发展结果发展结果6第6页科技结果和优势 （一）催化化学 1、合成液体燃料 2、加氢异构与加氢裂化 3、合成氨原料气净化和炼厂气水蒸汽重整 4、多金属重整和长链烷烃脱氢 5、甲醇制低碳烯烃技术 6、催化裂化干气制乙苯技术 7、甲氰菊酯新农药新技术 8、络合催化 （二）化学工程 1、催化反应工程 2、膜分离技术 3、燃料电池 （三）色谱和分析化学 1、色谱 2、超纯气体分析与净化技术 3、分析化学 （四）生物技术 第7页1、以膜分离和色谱分离为基础，发展生物化工技术2、发展新领域，强化研究基础3、课题整合，组建生物技术部4、明确方向，促进生物技术创新发展 （五）国防科研1、重水分离2、化学激光和激光化学3、航天航空辅助动力催化剂 （六）基础研究 中国科学院大连化学物理研究所1、催化基础研究 2、分子反应动力学3、60年代介观化学物理基础研究第8页加氢裂化加氢裂化概念概念v加氢裂化，是一个石化工业中工艺，加氢裂化，是一个石化工业中工艺，即石油炼制过程中在较高压力温度即石油炼制过程中在较高压力温度下，氢气经催化剂作用使重质油发下，氢气经催化剂作用使重质油发生加氢、裂化和异构化反应，转化生加氢、裂化和异构化反应，转化为轻质油（汽油、煤油、柴油或催为轻质油（汽油、煤油、柴油或催化裂化、裂解制烯烃原料）加工过化裂化、裂解制烯烃原料）加工过程。它与催化裂化不一样是在进行程。它与催化裂化不一样是在进行催化裂化反应时，同时伴随有烃类催化裂化反应时，同时伴随有烃类加氢反应。加氢裂化实质上是加氢加氢反应。加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程有机结合，能够使和催化裂化过程有机结合，能够使重质油品经过催化裂化反应生成汽重质油品经过催化裂化反应生成汽油、煤油和柴油等轻质油品，又能油、煤油和柴油等轻质油品，又能够预防生成大量焦炭，还能够将原够预防生成大量焦炭，还能够将原料中硫、氮、氧等杂质脱除，并使料中硫、氮、氧等杂质脱除，并使烯烃饱和。加氢裂化含有轻质油收烯烃饱和。加氢裂化含有轻质油收率高、产品质量好突出特点。率高、产品质量好突出特点。第9页加氢裂化化学反应加氢裂化化学反应v烃类在加氢裂化条件下反应方向和深度，取决于烃组成、催化剂性能以及操作条件，烃类在加氢裂化条件下反应方向和深度，取决于烃组成、催化剂性能以及操作条件，主要发生反应类型包含裂化、加氢、异构化、环化、脱硫、脱氮、脱氧以及脱金属等。主要发生反应类型包含裂化、加氢、异构化、环化、脱硫、脱氮、脱氧以及脱金属等。p 烷烃加氢裂化反应。在加氢裂化条件下，烷烃主要发生烷烃加氢裂化反应。在加氢裂化条件下，烷烃主要发生C-CC-C键断裂反应，以及生成键断裂反应，以及生成不饱和分子碎片加氢反应，另外还能够发生异构化反应。不饱和分子碎片加氢反应，另外还能够发生异构化反应。p 环烷烃加氢裂化反应。加氢裂化过程中，环烷烃发生反应受环数多少、侧链长度以环烷烃加氢裂化反应。加氢裂化过程中，环烷烃发生反应受环数多少、侧链长度以及催化剂性质等原因影响。单环环烷烃普通发生异构化、断链和脱烷基侧链等反应；及催化剂性质等原因影响。单环环烷烃普通发生异构化、断链和脱烷基侧链等反应；双环环烷烃和多环环烷烃首先异构化成五元环衍生物，然后再断链。双环环烷烃和多环环烷烃首先异构化成五元环衍生物，然后再断链。p 烯烃加氢裂化反应。加氢裂化条件下，烯烃很轻易加氢变成饱和烃，另外还会进行烯烃加氢裂化反应。加氢裂化条件下，烯烃很轻易加氢变成饱和烃，另外还会进行聚合和环化等反应。聚合和环化等反应。p 芳香烃加氢裂化反应。对于侧链有三个以上碳原子芳香烃，首先会发生断侧链生成芳香烃加氢裂化反应。对于侧链有三个以上碳原子芳香烃，首先会发生断侧链生成对应芳香烃和烷烃，少部分芳香烃也可能加氢饱和生成环烷烃。双环、多环芳香烃加对应芳香烃和烷烃，少部分芳香烃也可能加氢饱和生成环烷烃。双环、多环芳香烃加氢裂化是分步进行，首先是一个芳香环加氢成为环烷芳香烃，接着环烷环断裂生成烷氢裂化是分步进行，首先是一个芳香环加氢成为环烷芳香烃，接着环烷环断裂生成烷基芳香烃，然后再继续反应。基芳香烃，然后再继续反应。p 非烃化合物加氢裂化反应。在加氢裂化条件下，含硫、氮、氧杂原子非烃化合物非烃化合物加氢裂化反应。在加氢裂化条件下，含硫、氮、氧杂原子非烃化合物进行加氢反应生成对应烃类以及硫化氢、氨和水。进行加氢反应生成对应烃类以及硫化氢、氨和水。第10页第11页安装在柏林安装在柏林250kW PEMFC燃料电池电站燃料电池电站第12页氢氢-氧燃料电池氧燃料电池工作原理工作原理v 氢氢-氧燃料电池反应原理这个反应氧燃料电池反应原理这个反应电解电解水逆过程。电极应为：水逆过程。电极应为：负极：负极：H H2 2+2OH2OH-2H2H2 2O O+2e2e-正极：正极：1/2O1/2O2 2+H2OH2O+2e2e-2OH2OH-电池反应：电池反应：H2H2+1/2O1/2O2 2=H=H2 2O O 另外，只有燃料电池本体还不能工另外，只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套对应辅助系统，包含反作，必须有一套对应辅助系统，包含反应剂供给系统、排热系统、排水系统、应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。电性能控制系统及安全装置等。燃料电池通常由形成离子导电体电燃料电池通常由形成离子导电体电解质板和其两侧配置燃料极（阳极）和解质板和其两侧配置燃料极（阳极）和空气极（阴极）、及两侧气体流路组成，空气极（阴极）、及两侧气体流路组成，气体流路作用是使燃料气体和空气（氧气体流路作用是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流路中经过。化剂气体）能在流路中经过。在在实用燃料电池中因工作电解质不一样，实用燃料电池中因工作电解质不一样，经过电解质与反应相关离子种类也不一经过电解质与反应相关离子种类也不一样。样。第13页 大量创造，专利投产产产学学研一体化研一体化每年来每年来自各地自各地优异学异学子子分工明确，门类齐全科研团体第14页第15页研究所俯瞰第16页催化试验楼（催化基础国家重点试验室）催化试验楼（催化基础国家重点试验室）第17页分子反应动力学楼第18页能源楼第19页应用催化楼第20页生物技术楼第21页联络方式 中国科学院大连化学物理研究所地址：辽宁省大连市沙河口区中山路457号邮编：116023 电话：[phone]传真：[phone]邮件：NetCDalian Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of SciencesADD:457 Zhongshan Road,Dalian,Liaoning,ChinaPC:116023TEL:[phone]FAX:[phone] EMAIL:NetC 第22页2024-08-04Thank You!For you participation and view!第23页