双碳目标下乙烯生产技术发展趋势

综述了低碳乙烯生产技术进展情况,并进行了对比分析。未来几年,现役乙烯生产装置节能改造仍是重点;随着电加热蒸汽裂解技术发展,使用绿电供能将大幅减少生产过程排放;此外,生物质生产乙烯二代技术、CO₂还原生产乙烯技术以及乙烷氧化脱氢生产乙烯技术成为研发热点。     

低碳烯烃工艺技术进展

介绍生产乙烯和丙烯工艺技术的进展。包括传统的蒸汽裂解工艺的优化,催化裂解技术的发展以及烷烃脱氢及烯烃转化等技术的应用。     

催化乙烷脱氢制乙烯催化剂研究新进展

乙烷蒸汽裂解过程能耗高,并排放大量CO_2和NO_x,亟待开发乙烷制备乙烯的新反应途径。近年来美国页岩气的大量开采提供了丰富的乙烷资源。通过选择性活化C-H键将乙烷直接转化为高附加值的乙烯产品是页岩气资源高效利用的新途径。本文综述了催化乙烷脱氢制乙烯催化剂研究的最新进展,介绍了近年来催化乙烷脱氢制乙烯的催化剂研究进展,并详述了反应机理,最后对未来研究前景进行了展望。     

MoVTeNbOx催化剂应用于乙烷氧化脱氢制乙烯的研究进展

乙烷氧化脱氢制乙烯是非常有应用前景的乙烯生产途径，MoVTeNbO_x催化剂具有活性高、氧化还原能力强等特点，是当前低碳烷烃氧化脱氢的研究热点。本工作系统综述了MoVTeNbO_x复合金属氧化物在乙烷氧化脱氢制乙烯反应中的应用研究情况，包括催化剂晶相结构与活性中心、催化剂制备和催化乙烷转化的影响因素及反应性能优化提升等方面。研究多金属氧化物催化剂活性中心的调控策略，实现各组分氧化物相互作用的最优化，优化制备条件，通过助剂调控策略提高催化剂氧化还原能力及表面V⁵⁺含量，进而提高乙烷氧化脱氢活性和运行稳定性，为催化剂的规模化生产和工业应用奠定基础，是当前的主要研究方向。最后展望了MoVTeNbO_x复合金属氧化物催化剂在氧化脱氢领域的发展前景。     

乙烷脱氢催化剂研究进展

乙烯是重要的有机化工原料,随着乙烯需求量的不断增加以及石油资源的日益匮乏,乙烷脱氢已成为乙烯增产的重要途径。乙烷脱氢制乙烯受到越来越多的关注,乙烷脱氢催化剂逐步改善。本文首先介绍了近年来国内外乙烷脱氢制乙烯的研究现状,然后从催化剂制备方法、性能以及应用等方面对乙烷催化脱氢催化剂和乙烷氧化脱氢催化剂的研究进行了总结,并对其进行了系统分类。催化脱氢是低碳烷烃转化为烯烃的有效途径,烯烃选择性高,受到热力学平衡限制,能耗较高。氧化脱氢由于氧化剂的引入打破了热力学平衡限制,能够有效抑制焦炭的生成,减少能量消耗。然而,深度氧化反应难于控制,乙烯的选择性低。因此,选取合适的催化脱氢催化剂,尽可能提高乙烷单程转化率、降低能耗是乙烷脱氢的关键。     

Celanese等开发乙烷氧化脱氢制乙烯/醋酸工艺

Celanese和Dow化学等公司正分别开发乙烷氧化脱氢制乙烯及醋酸技术。20世纪70年代Union Carbide和Phillips石油公司首次进行了乙烷制乙烯工艺的示范试验，但是发现该工艺尚不能与蒸汽裂解工艺相竞争。乙烷制醋酸工艺已在21世纪初由沙特Sabic工业应用，在催化剂回收及工艺设备等方面的改进使其可与现有乙烯原料工艺相竞争。     

高效丙烷脱氢铂基催化剂有望打破垄断

正天津大学能源化学工程团队近日研发出高效丙烷脱氢(PDH)铂基催化剂,将显著提升丙烯生产效能,有望打破西方国家对丙烷脱氢核心技术的长期垄断。工业化生产的丙烯主要来源于5种途径:石脑油蒸汽裂解副产丙烯,炼厂催化裂化装置副产丙烯,丙烷脱氢制丙烯,煤(甲醇)制丙烯(MTP),乙烯和丁烯为原料的烯烃歧化。目前仍以蒸汽裂解副产丙烯和催化裂化副产丙烯为主流,但乙烯原料的轻质化(如乙烷裂解)间接影响了丙烯的供应,促进PDH工艺和MTP工艺快速发     

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢反应中载体对氧化铬催化剂性能的影响

研究了在逆水煤气变换耦合乙烷脱氢反应中担载型氧化铬催化剂的活性,考察了多种载体对于催化剂反应性能的影响。结果表明,不同的载体所担载的氧化铬催化剂具有不同的催化性能。其中二氧化硅担载的氧化铬催化剂具有较高的乙烷转化率和乙烯选择性,在700℃时分别达到30.7%和96.5%。CO₂的作用是通过与H₂反应促进乙烷脱氢、并减少催化剂表面积炭。运用XRD、TPR、 XPS、UV-DRS和微量吸附量热技术对催化剂体相与表面结构、表面酸性和铬物种价态等进行了表征,结果显示催化剂表面酸中心适当的强度、数量和分布有利于乙烷的活化和催化转化,Cr³⁺和Cr⁶⁺物种是反应的活性中心。     

扩大催化裂解原料来源提高液化气和丙烯产率

丙烯和液化气一般是以乙烯联产品或炼厂副产品方式得到的。由于需求强劲，采用一般的蒸汽裂解和催化裂解方法所得产品不能满足实际生产的需求，因此人们纷纷研究开发增产液化气和丙烯的新技术。目前，丙烯增产技术主要有烯烃歧化、蒸汽裂解、FCC装置升级、C4／C5烃选择裂解、丙烷脱氢以及甲醇制烯烃等。2003年，世界61％的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品；34％来自炼油厂催化裂化（VCC）生产汽、柴油的副产品；约3％来自丙烷脱氢装置；2％来自其它装置。催化裂化装置产丙烯约占炼油厂所产丙烯的97％；延迟焦化和减粘装置所产丙烯只约占3％。今后世界丙烯生产技术的发展趋势是蒸汽裂解制乙烯联产丙烯的比例会相对下降，炼厂生产丙烯的比例将相对增长，丙烷脱氢、烯烃转化以及甲醇法等新型生产方法将在增产丙烯中得到不断发展，所发挥的作用将越来越大。     

我国裂解原料轻质化进程加快

正乙烷制乙烯发展潜力大。乙烯生产路线主要包括石脑油蒸汽热裂解、轻烃(乙烷、丙烷等)脱氢、(煤)甲醇制烯烃和乙醇脱水制乙烯等,其中乙烷制乙烯路线具备经济性强、投资小、盈利稳定性较高等优势。目前,轻烃(乙烷和丙烷等)路线在国内乙烯生产中占比仅16%,乙烷供给是制约我国原料轻质化发展的主要瓶颈。随着国内项目及配套储运设施建设的     

Cr/SSZ-13催化二氧化碳氧化乙烷脱氢反应的研究

通过脱氢反应将低碳烷烃转化为同碳数的烯烃是烷烃高值化利用和烯烃原料多元化的重要途径。烷烃氧化脱氢制烯烃的反应具有不受反应平衡限制、积炭少、反应温度低等优点,一直是研究的热点。通过利用浸渍法制备不同铬（Cr）负载量的Cr_x/SSZ-13系列催化剂,采用氮气物理吸附、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）、二氧化碳程序升温脱附（CO₂-TPD）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）以及高角度环形暗场-扫描透射电镜（HAADF-STEM）与耦合能谱分析（EDX-Mapping）等方法对催化剂进行了物性表征,并用微型固定床反应器评价催化剂对乙烷氧化脱氢制乙烯的催化性能,最终建立了Cr/SSZ-13催化剂的构效关系。研究发现,当n（二氧化硅）/n（氧化铝）=10时,Cr_1.5/SSZ-13-10催化剂上含有丰富的Cr³⁺物种,其中配位不饱和Cr³⁺是优异的脱氢活性位,有利于二氧化碳氧化乙烷脱氢反应的进行。因此,Cr_1.5/SSZ-13催化剂在650 ℃时表现出优异的催化性能,即二氧化碳转化率和乙烷转化率分别达到26.41%和53.2%,乙烯产率为38.83%。     

CO2氛围中低碳烷烃制烯烃催化剂的研究进展

CO₂作为温和的氧化剂有效抑制了低碳烷烃催化转化过程中深度氧化的发生,然而其广泛应用还依赖于高效、高稳定性催化剂的研究与开发。本文就近年来国内外有关利用CO₂作为氧化剂在低碳烷烃催化转化反应方面的研究成果进行了综述,主要涉及甲烷氧化偶联制乙烯和乙烷催化剂;乙烷氧化脱氢制乙烯催化剂、丙烷氧化脱氢制丙烯催化剂和丁烷氧化脱氢制丁烯催化剂,分析讨论了CO₂作为氧化剂的作用和作用机制,并提出了研究展望。     

混合C4作乙烯原料的研究及经济性分析

以混合C₄作乙烯裂解原料,通过GK-Ⅵ型蒸汽裂解炉分别进行了4个不同稀释比(水和物料的质量比)及裂解温度评价试验,并进行未加氢混合C₄与加氢混合C₄裂解性能对比评价实验。结果表明,在裂解温度为838℃、反应压力为0.085 MPa、稀释比为0.55的条件下,加氢混合C₄三烯收率大于50%,并且经济效益达到最大,为最佳裂解条件。加氢混合C₄可以作为原料蒸汽裂解制烯烃的有效补充。     

浅谈丙烯生产技术

综述了增产丙烯的两种途径,介绍了蒸汽裂解、催化裂化/催化裂解、丙烷脱氢、乙烯/丁烯歧化、煤(甲醇)制烯烃等工艺的基本情况,指出石油路线增产丙烯技术仍是目前丙烯生产的主要途径,催化裂化/催化裂解增产丙烯的潜能将会得到进一步释放。     

丙烷制丙烯制备技术及安全性分析

低碳烷烃催化转化制烯烃一直是石油化工领域的研究热点，它将成为新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。其中乙烷脱氢制乙烯、丙烷脱氢制丙烯是两个主要的研究方向。但是，乙烷催化脱氢反应条件苛刻，能耗高，反应严格地受到热力学平衡的限制，就目前催化剂水平，c：（乙烯和乙烷）单程收率只能在25％左右徘徊，离工业化甚远，     

乙烷裂解制乙烯的工艺研究进展

以乙烷裂解制乙烯为切入点,围绕乙烷裂解制乙烯的工艺特点、工艺研究最新进展及国内外乙烷裂解装置应用情况进行了简述。通过对比分析发现,乙烷作为最有潜力替代石油资源裂解制乙烯的原料之一,其裂解制乙烯工艺具有多种优势及良好的发展前景。     

乙烷催化氧化脱氢反应及其催化剂研究的进展

工业上,生产乙烯的方法主要是在600—1000℃的温度下将乙烷或更重的烃类进行热裂解。但是,自从美国UnionCarbide公司于1978年公布了在含Mo-V-Nb的混合氧化物催化剂存在下进行乙烷氧化脱氢制乙烯的研究报告之后,已有     

MgF2-AlF3催化剂用于四氟乙烷裂解制备三氟乙烯

采用沉积沉淀法和浸渍法制备了MgF₂-AlF₃催化剂,应用XRD、NH₃-TPD、BET和拉曼光谱等对催化剂进行表征,并将催化剂应用于四氟乙烷裂解制备三氟乙烯反应。结果表明,沉积沉淀法制备的MgF₂-AlF₃-D具有较高的活性和反应稳定性。反应温度450 ℃时,四氟乙烷转化率为33.4%,三氟乙烯选择性大于99%。催化剂表面酸性和积炭是影响催化剂活性和稳定性的主要因素。     

蒸汽裂解催化剂研究进展

蒸汽裂解是指石油烃类如乙烷或石油馏分如石脑油、瓦斯油等在高温和水蒸气存在的条件下发生分子断裂和脱氢反应的过程,其主要目的是制备乙烯、副产丙烯、丁二烯等低分子烯烃产品。蒸汽裂解方法是为化学工业提供基础化学品的主要途径,其过程中所使用的催化剂对提高蒸汽裂解的效率起着至关重要的作用。本文对催化蒸汽裂解中所使用的催化剂进行了综述。     

高浓度SO2预转化工艺在1600 kt/a硫酸系统中的应用

介绍了预转化技术、SO₃循环工艺、等温转化工艺等高浓度SO₂转化技术特点。金川公司1 600 kt/a铜冶炼烟气制酸装置采用预转化+二转二吸制酸技术,干吸工序采用低温热回收技术,设计进转化器烟气φ（SO₂）为18%,总转化率为99.94%,蒸汽产量1.0t/t。