低碳烷烃催化脱氢制取烯烃的技术研究进展

综述了国内外低碳烷烃脱氢制烯烃的催化剂及工艺技术研究进展。详述了低碳烷烃催化脱氢用催化剂活性组分、主要载体及常见助剂。     

NiO和改性NiO催化剂上低碳烷烃氧化脱氢的研究进展

乙烯和丙烯等轻烯烃是当前化工行业的战略产品,因此,开发低碳烷烃直接氧化脱氢制低碳烯烃具有十分重要的现实意义。商业化无氧脱氢技术具有热力学平衡限制、反应温度高、催化剂容易积炭等缺点,使得氧化脱氢技术引起了研究者的关注。综述了Ni基催化剂上低碳烷烃氧化脱氢制烯烃的研究进展,希望借此可以为将来进一步提高低碳烯烃选择性和收率提供一定的理论指导。     

CO_2氧化低碳烷烃脱氢制低碳烯烃

对近年来国内外关于CO2氧化低碳烷烃脱氢制低碳烯烃的研究成果进行了综述。CO2作为温和的氧化剂应用于低碳烷烃氧化脱氢可提高反应的平衡转化率,抑制催化剂失活,是一个有应用前景的新工艺。用于此类反应的催化体系主要有Cr系和Ga系,但这两类催化剂的稳定性较差,通过调变催化剂载体表面的性质来改变活性组分与载体间的相互作用,可以提高催化剂的稳定性。不同催化体系中CO2的作用机制不同,Cr系催化剂上主要为氧化还原机理,而Ga系催化剂上则为异裂机理。为进一步提高反应效率,探索和研究同时具有脱氢与活化CO2能力的新催化体系是发展方向。     

中国科学院金属研究所乙苯氧化脱氢制苯乙烯机理研究获进展

近日,中国科学院金属研究所研究团队采用基于低碳烷烃催化脱氢反应第一性原理的微观反应动力学模拟方法,研究纳米碳催化乙苯氧化脱氢制苯乙烯的反应机理。结果表明,该反应主要通过单活性态参与反应(ER)的机理发生,而自由基反应在特定条件下也起到重要作用。该研究成果发表于《美国化学会催化》杂志。通过烷烃催化脱氢反应可将低碳烷烃分子高效转化为同碳烯烃。但烷烃催化脱氢(直接和氧化)反应面临选择性低、积炭以及高能耗等问题,设计和开发新型高效催化剂是解决问题的关键。在分子水平上揭示催化剂性质和反应机理是筛选高效催化剂的前提条件。     

烷烃催化制丙烯研究进展

烷烃催化制低碳烯烃是增产丙烯的新途径。本文阐述了蒸汽裂解技术的现有问题,综述了催化裂解与催化氧化催化剂体系和反应规律的研究进展,并对两种路径的技术状况和发展趋势进行了分析。催化裂解的发展方向是开发新型分子筛催化剂,使烷烃可以在较低的反应温度下发生裂解,实现增产低碳烯烃而降低干气产率的目标。深入研究催化脱氢作用机理,开发低温高选择性催化剂,加强反应体系的工艺研究是催化氧化实现工业化的关键。     

国外低碳烷烃脱氢工艺比较

根据文献所提供的材料,对国外五种低碳烷烃脱氢工艺的工业化情况、脱氢催化剂、脱氢工艺、反应条件与结果、投资费用及消耗指标作了横向比较。     

烷烃脱氢的等温方法

本发明涉及一种在含有脱氢催化剂的催化剂床上使烷烃脱氢以形成相应的烯烃的等温方法，其中该催化剂床含有一种无催化活性的惰性稀释材料。所述无催化活性的惰性稀释材料优选自主族Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，以及过渡族Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的元素的氧化物，它们的混合物，以及主族Ⅲ和Ⅳ的元素的氮化物和碳化物。     

低碳烷烃在改性ZSM—5分子筛子的氧化脱氢裂化反应研究

低碳烷烃裂化比石油馏分困难得多。在氧化脱氢反应条件下Ｃ－Ｃ键强度减弱，氢转移反应减少，所以烃分子裂化速率回忆，烯烃选择性提高。将催化裂化和氧化脱氢结合，提出了氧化脱氢裂化新方法。在Ｋ、Ｂａ、Ｍｇ改性的ＨＺＳＭ－５沸石上，正已烷和正戊烷氧化脱氢裂化产物的烯烃选择性明显提高。     

新浦化学(泰兴)有限公司丙烷脱氢装置选用科莱恩公司CATOFIN催化剂

近日,新浦化学(泰兴)有限公司900 kt/a丙烷脱氢(PDH)装置选用科莱恩公司CATOFIN催化剂和发热材料(HGM),该装置预计2023年投入运营。据悉,CATOFIN技术是一种高效的轻质链烷烃脱氢生产工艺,可在真空和低温下将烷烃转化为烯烃,具有较高的转化率和灵活的选择性,即在操作过程中能够灵活地选择生产丙烯或异丁烯,并保持较高的转化率。CATOFIN在工艺转化过程中使用多个反应器,以循环方式自动运行,可连续转化。     

长链烷烃脱氢制单烯烃动力学模型

根据长链烷烃催化脱氢反应机理,采用某新型国产长链烷烃脱氢催化剂,建立了工业反应条件下的直链烷烃脱氢制单烯烃表观反应动力学模型和催化剂失活模型。以在轴向连续流动固定床微型反应器中C₁₀~C₁₃直链烷烃脱氢反应的实验数据为基础,采用多元函数包维尔(Powell)法优化计算了反应速率常数、失活速率常数、失活级数与活化能,实验值与计算值拟合效果良好。动力学模型参数分析表明了所建模型动力学与热力学的合理性。     

国产乙苯脱氢催化剂的评价

通过对国产乙苯脱氢催化剂的综合考评,测定出催化剂在沸水和静水中钾的相对流失量和粉化度,并通过５ 吨／年的乙苯脱氢装置考评,得到了乙苯转化率和苯乙烯选择性随反应时间变化曲线。同时, 结合上述考评结果, 对催化剂的性能进行了分析,为苯乙烯车间选择合适的乙苯脱氢催化剂提供了依据。     

异丙苯催化脱氢制α-甲基苯乙烯

研究了以异丙苯为原料采用脱氢方法制备α 甲基苯乙烯（α ＭＳ）的工艺。在脱氢装置上对国内的几种脱氢催化剂进行评价与筛选,考察了工艺条件以及温度、空速、水油体积比对催化剂活性的影响,并利用正交设计法确定了最佳工艺条件。结果表明,采用脱氢法制备α 甲基苯乙烯,其单程转化率可达７５％左右,选择性９５％左右,产品总收率６４％,精馏后产品纯度可达９９％以上。     

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本文综述了由ＵＯＰ公司开发的Ｏｌｅｆｌｅｘ脱氢工艺流程、使用的脱氢催化剂及工业应用状况。Ｏｌｅｆｌｅｘ工艺采用三级（适用于异丁脱氢）或四级（适用于丙脱氢）并列的、径向流动的移动床反应器进行连续操作；采用中间加热炉加热原料和烯释氢气作为热载体的供热方式；反应器的；６２０～６５０℃，压力０．２～０．２５ＭＰａ；采用球形Ａｌ２Ｏ３担体上载有贵金属Ｐｔ和助剂作催化剂，催化剂在再生装置中进行连续再生；丙烯的     

丁烷催化脱氢催化剂及技术研究进展

综述了国内外丁烷催化脱氢催化剂及工艺技术的研究进展.论述了丁烷催化脱氢用Pt系、V系和Cr系催化剂的主要制备方法及催化性能,并对比了国外异丁烷催化脱氢制异丁烯工业化技术的主要工艺特点.指出丁烷脱氢主流技术为催化脱氢,优选Cr系催化剂及FBD-4工艺.     

乙苯脱氢制苯乙烯催化剂的研究进展

综述了用于工业生产的Fe系乙苯脱氢催化剂的研究进展,着重阐述了低K型催化剂以及Fe系催化剂的改性进展;介绍了国内外工业化的乙苯催化脱氢催化剂的特点及其发展历程。最后结合新疆某厂苯乙烯装置催化剂长周期运行的操作要点,对乙苯脱氢催化剂的工业应用实例进行了介绍。     

丙烷化学链氧化脱氢过程模拟与能耗分析

采用金属氧化物催化丙烷氧化脱氢的化学链反应过程，利用晶格氧选择性燃烧生成氢，推动反应热力学平衡向生成丙烯方向移动，提高丙烯收率，降低过程热负荷；基于Aspen Plus软件对传统丙烷脱氢工艺(Oleflex)和化学链氧化脱氢工艺进行全流程模拟，对比分析两工艺的能耗；并基于流程模拟与分析，对氢气转化率和反应-再生系统设计进行了讨论。结果表明，对于化学链氧化脱氢工艺，由于不需要临氢环境，氢气与催化剂晶格氧及积炭的反应使其能耗比Oleflex工艺降低 43.01%。若采用丙烯 丙烷热泵精馏分离技术替代传统精馏技术，化学链氧化脱氢过程总能耗比Oleflex工艺可进一步降低。随着氢气转化率的提高，脱氢反应系统对下游供热的能力将逐渐提升。     

仲醇脱氢制酮技术现状及进展

论述了仲醇脱氢制酮的工艺与催化剂的现状及其技术进展。     

甲醇脱氢催化剂的研究

利用固定床反应器，研究了铜系催化剂对甲醇脱氢合成甲酸甲酯的催化性能。试验结果表明，Ｃｕ－ＺｎＯ－ＺｒＯ＿２／ＳｉＯ＿２，催化剂具有较高的活性，在适宜的反应条件下，甲酸甲酯的产率在２０％以上，用ＸＲＤ测试对催化剂表面物相进行了表征分析。     

使用温度对B90催化剂催化性能的影响探讨

分析了丁烯氧化脱氢制丁二烯Ｂ９０催化剂的性能和使用条件，认为Ｂ９０催化剂使用温度过高是催化剂结碳和失活的主要原因，提出了将绝热式反应器改为换热式反应器的建议。     

V-PSA工艺在回收乙苯脱氢尾气中氢气的应用

对乙苯催化脱氢生产苯乙烯的副产物乙苯脱氢尾气的组分特性及利用情况进行了分析,提出采用先对低压脱氢尾气进行增压、然后采用真空再生-变压吸附工艺(V-PSA工艺)对乙苯脱氢尾气中氢气进行回收的技术方案并实现了工业化应用。结果表明,该技术实现了对乙苯脱氢尾气中氢气的高效回收,氢气产品纯度不低于99.5%(体积分数),氢气回收率不低于95.0%,提高了资源利用率。