丙烷脱氢制丙烯催化剂研究进展

丙烷作为天然气和页岩气等的重要成分,其高效催化转化不仅具有重要的理论研究意义,而且具有广阔的应用前景.丙烷直接脱氢制丙烯已成为增产丙烯的有效手段.对丙烷脱氢反应的铂基催化剂、铬基催化剂、碳基催化剂以及钒基催化剂进行综述,重点介绍载体及助剂对铂基及铬基催化剂活性和稳定性的影响,并提出目前丙烷脱氢反应催化剂研究的关键问题,...     

丙烷催化脱氢制丙烯现状及展望

1 前言丙烯,作为基本有机化工原料,其经济价值为众所周知。一般来讲,目前丙烯主要靠乙烯装置副产或FCC气体回收。随着石油化学工业的发展,丙烯愈加供不应求。为了扩大丙烯的来源,一些工业化国家研究开发了丙烷催化脱氢制丙烯技术。我国有着较为丰富的丙烷资源,     

丙烷直接脱氢制丙烯催化剂研究进展

丙烯是一种重要的化工原料,其制备工艺技术和产量是衡量一个国家化学工业水平标志之一。目前丙烯的主要生产技术包括催化裂化、石脑油和轻柴油的蒸气裂化等,其中高催化活性、长寿命和低成本的裂化催化剂制备技术是大规模生产丙烯的基础和保障。丙烷脱氢(PDH)制丙烯技术因其技术路线成熟、经济环保,被认为是最具发展潜力的丙烯生产技术之一。其催化剂是PDH的核心和瓶颈,已成为当前的研究热点,得到国内外广大科研人员的关注。首先介绍丙烷直接脱氢制丙烯反应的热力学和反应机理;然后对几种代表性的PDH催化剂制备技术与催化活性进行较为详尽的综述,总结归纳各类催化剂的化学组成、催化剂的作用机制以及活性物种和性质对催化丙烷脱氢性能的影响,并分析讨论相应催化剂存在的问题;最后,提出今后丙烷脱氢催化剂的重点研究方向,为未来丙烷脱氢制丙烯高效催化剂的设计和研究提供新的视角。     

我国丙烷脱氢制备丙烯催化剂研究进展

介绍了以丙烷为原料,Pt系和Cr系为催化剂制备丙烯的技术研究进展,指出了其今后的发展方向。     

丙烷脱氢制丙烯催化剂中国专利技术进展

介绍了近几年丙烷脱氢制丙烯催化剂中国专利技术,分别论述了铂系催化剂、铬系催化剂和其它催化剂专利技术进展,对丙烷脱氢制丙烯催化剂的发展方向进行了推测。     

丙烷直接脱氢制丙烯分子筛催化剂的研究进展

对当前国内外学者关于ZSM-5、Beta、SBA-15分子筛等丙烷直接脱氢制丙烯催化剂的活性位、丙烷转化率、丙烯选择性、催化剂稳定性等性质进行了综述,以期进一步明确当前研究界关于"丙烷直接脱氢制丙烯分子筛催化剂"的研究现状及成果。     

丙烷催化脱氢制丙烯技术研究进展

丙烯是一种重要的有机化工原料和石油化工原料中间体。由于能源结构的改变,近年来在国内外市场的需求量持续增长。丙烷直接脱氢制丙烯技术具有收率高、技术成熟、经济环保等优势,成为当前丙烯生产工艺研究的焦点。本文列举了几种常用的丙烷直接脱氢制丙烯的工艺,对技术方法进行了对比,并对催化剂进行了简述。在此基础上,对丙烷催化脱氢新技术以及催化剂发展前景进行了展望。     

硼基催化剂丙烷氧化脱氢制丙烯

自2016年Hermans课题组发现六方氮化硼（h-BN）在丙烷氧化脱氢制丙烯（ODHP）反应中优异的烯烃选择性,各类硼基材料引起了研究者强烈的研究兴趣并广泛地用于ODHP反应。与传统金属与金属氧化物基催化剂不同,非金属硼基催化体系能够有效抑制CO _x 等过度氧化产物,提高烯烃产率,具有较广阔的工业应用前景。本综述对硼基丙烷氧化脱氢催化剂从催化剂的设计、合成策略和反应性能等方面进行了系统地讨论,阐明了催化剂的构效关系;总结了反应路线、关键中间体、决速步以及催化动力学行为,加深了硼基催化剂催化丙烷氧化脱氢活性位点和机理的理解。指出三配位B—O/B—OH活性位点的有效构建及实现表面与气相自由基反应的协同催化是提高硼基催化剂丙烷脱氢性能的关键。基于目前的研究现状和存在的问题,对硼基催化剂体系研发前景和未来工业化应用进行了展望。     

MoO3/ZrO2催化剂的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,采用溶剂热法制备系列MoO_3/ZrO_2催化剂,采用H2-TPR、N_2吸附-脱附、X射线衍射等对其进行表征,并评价MoO_3/ZrO_2催化剂的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能。结果表明,MoO_3负载于ZrO_2载体上制备的催化剂催化活性增加,MoO_3负载质量分数为20%的MoO_3/ZrO_2催化剂,在反应温度为600℃时,丙烷转化率27.45%,丙烯选择性44.78%,丙稀收率12.29%。     

丙烷脱氢制丙烯工艺及技术要点分析

随着社会进步和科技发展,在冶炼企业生产中会加工产生大量C_3馏分,主要成分是丙烯和丙烷。丙烯是非常重要石化基础原料,丙烷是主要民用液化气燃料,利用催化脱氢技术可以将低附加值的丙烷及时转化为市场缺乏的丙烯原料,具有非常重要经济和社会效益。丙烷脱氢制丙烯技术进料比较单一,副产品是氢气,需要根据乙烯联合产品对于丙烯和催化裂化制剂进行丙烯生产线路管理,对比当前丙烷脱氢工艺技术,需要及时对于工艺和催化剂组成进行投资优势管理。     

丙烷临氢脱氢催化剂的研究进展

综述了以Al2O3为催化剂载体的丙烷脱氢催化剂的研究进展,重点阐述了Pt-Sn／γ-Al2O3催化剂的研究现状;论述了ZSM-5和尖晶石载体的特殊结构和性质以及适应高温、低压的反应条件,制得具有良好的反应活性和稳定性的催化剂的方法;对丙烷临氢脱氢制丙烯催化剂的研究前景进行了展望。     

丙烷氧化脱氢制丙烯介孔催化材料

介绍了丙烷氧化脱氢制丙烯介孔催化材料的研究进展,包括介孔分子筛和介孔金属氧化物催化剂,综述载体、活性组分和制备方法等对丙烷氧化脱氢催化性能的影响,着重评述提高介孔分子筛催化剂催化活性的方法。     

MoP/AC催化丙烷直接脱氢制丙烯

以活性炭(AC)为载体,采用等体积浸渍法制备了MoO_3/AC和P-MoO_3/AC催化剂,程序升温还原法制备了MoP/AC催化剂。对制备的催化剂进行了X射线衍射(XRD)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和N_2物理吸附的分析表征,并比较了三种催化剂丙烷脱氢反应的催化性能。研究表明,MoP/AC具有更少的中强酸酸中心,其丙烷催化脱氢性能较好。MoP负载量为18%(质量分率),还原温度为650℃时制备的MoP/AC催化剂,在反应温度为600℃、原料气N_2与C_3H_8的物质的量比为6时,丙烷转化率为18.3%,丙烯选择性为84.0%。     

国内丙烷脱氢制丙烯现状及发展

近年来国内丙烯工业产能增长迅速,在新增产能中,传统石化工艺占比明显下降,丙烷脱氢作为专产丙烯技术,优势明显,产能逐年增加。国内建设的丙烷脱氢主要采用Lummus的Catofin固定床工艺和UOP的Oleflex移动床工艺,汇总了国内运行和建设中的丙烷脱氢项目及产能情况。分析了影响丙烷脱氢效益和发展的因素,总结了未来丙烷脱氢的发展方向。     

催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以浸渍法制备VMo/γ-Al₂O₃和VMoMg/γ-Al₂O₃催化剂,考察其催化丙烷氧化脱氢制丙烯的反应活性,采用XRD、UV-Vis DRS和In suit IR对催化剂进行表征。结果表明,V负载质量分数为3%、Mo负载质量分数为7%时的3V7Mo/γ-Al₂O₃催化剂表现出较好的催化性能;添加Mg后催化剂的催化性能有所改善,反应温度500 ℃时,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性74.76%。丙烷和丙烯在3V7Mo/γ-Al₂O₃和3V₇Mo₄Mg/γ-Al₂O₃催化剂上吸附后,C—H键的H与催化剂活性中心的晶格氧发生作用形成H—O键,且3V₇Mo₄Mg/γ-Al₂O₃催化剂上出现C—O键的温度比3V₇Mo/γ-Al₂O₃催化剂高,表明加入Mg有利于提高丙烯选择性。     

非金属碳基丙烷直接脱氢制丙烯催化剂研究进展

采用绿色可持续的催化剂替代传统贵金属或过渡金属催化剂是目前工业催化领域研究的重要方向。作为绿色催化剂中的重要成员之一,多孔碳基材料由于其独特的孔道结构、较大的比表面积、丰富的表面含氧官能团以及良好的导电性和抗腐蚀性,被广泛应用于生物、医药、电池和化工领域。近年来,非金属碳基催化剂被发现是一种良好的丙烷脱氢催化剂,具有替代传统Pt基和Cr基催化剂的应用前景,得到广泛关注。一般而言,碳基催化剂的催化活性与其表面性质和孔道结构有很大关系:(1)碳材料表面的含氧官能团、杂原子和缺陷位点等可以作为活性中心,活化丙烷分子中的碳氢键,实现脱氢的目的;(2)碳材料的孔道结构和电子特性等会影响反应物丙烷和反应产物丙烯分子的扩散和传质,进而影响碳基催化剂在丙烷脱氢反应中的活性、选择性和稳定性。综述近年来丙烷直接脱氢制丙烯碳基催化剂的研究进展,详细比较不同碳材料之间的优缺点和性能差异,系统讨论碳材料的活性位点和物化性质对其催化性能的影响,并对未来碳基丙烷脱氢催化剂的发展方向和应用前景进行展望。     

丙烷脱氢制丙烯经济及技术分析

丙烯是重要的有机化工原料，除用于生产聚丙烯外，还是生产丙烯腈，丁醇、辛醇、环氧丙烷、异丙醇、丙苯、丙烯酸、羧基醇及壬基酚等产品的主要原料，丙烯的齐聚物是提高汽油辛烷值的主要成分，丙烷催化脱氢制丙烯比烃类蒸气裂解能产生更多的丙烯。当用蒸气裂解生产丙烯时，丙烯收率最多只有33％、而用催化脱氢法生产丙烯，总收率可达74％－86％，用唯一原料生产唯一产品，催化脱氢的设备投资比烃类蒸气裂解低33％。并且采用催化脱氢的方法，能有效地得用液化石油气资源使之转变为有用的烯烃。     

Sn掺杂量对Pt/Sn-MFI催化剂的丙烷脱氢性能影响

随着对丙烯需求的日渐增加,由丙烷催化脱氢制丙烯来实现对丙烯的增产,已成为增产丙烯的重要手段之一。利用水热法制备一系列不同Sn掺杂量的Sn-MFI载体,采用等体积浸渍法制备相同Pt负载量的Pt/Sn-MFI催化剂,通过XRD、N2吸附-脱附、FT-IR和H2-TPR等表征考察不同Sn掺杂量的催化剂对丙烷催化脱氢性能的影响。结果表明,Pt/Sn1. 3%-MFI催化剂具有最高的催化丙烷脱氢活性和稳定性,丙烷初始转化率为43. 3%,丙烯选择性为98. 9%。反应360 min后,丙烷转化率为25. 1%,选择性保持不变。     

丙烷脱氢工艺对比

丙烷脱氢制丙烯的工艺主要有催化脱氢、氧化脱氢和无机膜催化脱氢三大类,详细对比丙烷催化脱氢技术中Oleflex工艺、Catofin工艺、FBD工艺、STAR工艺、Linde工艺的反应机理、工艺流程、催化剂、工艺特点、操作条件等内容,指出丙烷催化脱氢工艺具有良好的工业应用前景,未来需重点加强丙烷脱氢催化剂的研究开发工作,进一步优化工艺流程,提升整体经济性。     

HMS介孔分子筛合成及其在丙烷脱氢制丙烯反应中的应用

分别以正硅酸乙酯和伯胺表面活性剂为原料和模板剂成功制备HMS介孔分子筛,经负载活性组分后得到Pt-Sn/HMS催化剂并将其应用于丙烷脱氢制丙烯反应。探究合成过程中伯胺表面活性剂碳链长度及水和乙醇的比例对HMS介孔分子筛孔结构的影响。XRD和N₂吸附-脱附等分析结果表明,模板剂链长增长时,介孔分子筛孔径、孔壁厚、比表面积及孔容均增大。适当的水/乙醇比例有利于获得更大比表面积和孔体积的介孔分子筛,并表现出更有序的介孔结构。丙烷脱氢制丙烯反应评价和热分析等表征结果表明,HMS介孔分子筛孔道特征直接影响Pt-Sn/HMS催化剂的催化性能。使用孔体积且比表面积较大的HMS样品作为载体制备的脱氢催化剂在丙烷脱氢反应中表现出优异的催化活性。性能最优的Pt-Sn/HMS-0.60-16催化剂上,平均丙烷转化率达到46.5%,平均丙烯选择性为94.1%,反应24 h后积炭量仅为质量分数3.4%。