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。     

丙烷催化脱氢制丙烯工艺及催化剂的研究进展

综述了目前世界上丙烷催化脱氢制丙烯的工艺及其迚展,主要包括Oleflex工艺、Catofin工艺、STAR工艺、PDH工艺和FBD工艺。对比了这五种常用工艺方法的基本特点,描述了国内丙烷脱氢制丙烯项目的开工及产能情况,介绍了各种工艺的基本情况,幵对相兲的催化剂迚行了简述。在此基础上,对丙烷催化脱氢制丙烯工艺和相兲催化剂迚行了展望。     

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。     

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。     

xCeO_2/高岭土催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

采用浸渍法制备不同CeO_2负载量的xCeO_2/高岭土催化剂,采用XRD、N_2吸附-脱附、H_2-TPR和XPS等对催化剂物化性质进行表征。将xCeO_2/高岭土催化剂应用于丙烷氧化脱氢反应中,考察CeO_2负载量对丙烷氧化脱氢反应的影响,同时对催化剂进行原位电导测试。结果表明,CeO_2负载质量分数8%时,CeO2/高岭土催化剂的催化性能最好,500℃时,丙烷转化率为17.92%。在氧-丙烷-氧+丙烷连续变化的不同气氛下均显示了氧化还原可逆性。     

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。     

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。     

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。     

Propane dehydrogenation to propylene over Pt-based catalysts

Propane catalytic dehydrogenation to propylene was investigated over novel platinum-based catalysts, and the BET, H₂-chemisorption, H₂-TPR, H₂-TPD, C₃H₆-TPD and O₂-pulse techniques were used for catalyst characterization in this paper. The results showed that the addition of Zn and Ce promoters into Pt-based catalyst could remarkably improve the performances of dehydrogenation. Highly propylene selectivity, about 99%, was obtained in the dehydrogenation reaction. This improvement in catalytic performances could be attributed to the strong surface interactions, which modified the surface properties of the active platinum metal and the support, and further improved the catalytic performance of Pt-based catalyst.     

丙烷脱氢制丙烯研究新进展

介绍了丙烷催化转化制丙烯的研究状况,综述了丙烷催化脱氢制丙烯的铬系催化剂、铂系催化剂及其助剂Sn的研究进展;评述了丙烷氧化脱氢反应机理低温和高选择性的催化剂及膜反应器在丙烷脱氢反应上所具有的优越性,认为研发具有高稳定性和高透氢性能的氢分离膜,将有望能大幅度提高丙烯的收率。     

丙烷脱氢制丙烯低温分离工艺分析

为确立丙烷脱氢制丙烯工艺中低温分离单元的最佳制冷流程,采用PRO/Ⅱ8.2化工流程模拟软件,对低温分离单元进行模拟计算,考察了温度和压力对低温分离效果的影响,分析并确立了最佳分离温度和压力范围;在分离效果相同的前提下,分别比较了丙烯+乙烯级联制冷、丙烯预冷+混合制冷和丙烯预冷+富氢气膨胀制冷3种制冷流程的公用工程消耗以及各自的优缺点。结果表明:产品压缩机出口压力对分离效果影响较小,在确保下游装置能够正常操作的情况下,分离压力应尽可能低;分离温度是影响分离效果的主要因素,较为经济的分离温度为-90—-100℃;相对于其他2种流程,丙烯+乙烯级联制冷流程具有技术成熟、能耗低和操作简单等优点,更适合于丙烷脱氢制丙烯工艺。     

丙烷脱氢制丙烯用单原子催化剂研究进展

丙烯是一种重要的有机化工原料和石油化工原料中间体,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、经济环保等优点,备受研究者们的广泛关注。文中综述了丙烷直接脱氢制丙烯用单原子催化剂的研究进展,介绍了单原子催化剂的丙烷脱氢反应机理,探讨了单原子催化剂的失活行为,总结了活性组分、助剂及载体对单原子催化剂催化丙烷脱氢性能的影响,并分析讨论了单原子催化剂在当前研究中存在的问题。最后针对单原子催化剂虽具有优异的丙烯选择性和稳定性,但存在丙烷脱氢活性依旧不足的问题,提出了调控单原子催化剂电子结构促进丙烷脱氢活性的设计思路,为未来丙烷脱氢制丙烯高效单原子催化剂的设计提供了指导方向。     

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。     

丙烷脱氢催化剂研究进展

综述了丙烷脱氢的铬催化剂、铂催化剂及其他催化剂的研究进展,重点从载体、助剂和催化剂制备方法的角度阐述了铂催化剂的研究现状,展望了丙烷脱氢催化剂的研究前景.     

Cr系丙烷脱氢催化剂研究进展

综述了Cr系丙烷脱氢催化剂的研究状况,介绍了使用Cr系丙烷脱氢催化剂的工艺和催化剂脱氢机理,探讨了Cr系催化剂的活性中心和失活原因,总结了影响铬铝催化剂催化性能的因素,包括制备、载体、助剂、积炭及工艺条件,对Cr系催化剂的研究前景进行了展望。     

丙烷脱氢制丙烯催化剂的研究进展

丙烷脱氢产业的迅猛发展亟需研发新一代高性能催化剂。本综述阐述了近年来新型负载型Pt纳米簇、金属氧化物和碳材料在丙烷脱氢反应中的研究进展。文章指出：Pt纳米簇的分散性和稳定性是决定其脱氢性能的关键因素;通过发展新合成技术和调节载体性质能改进其催化活性。金属氧化物中不饱和金属阳离子是脱氢反应的活性位点;调节载体的性质、优化制备方法以及结构掺杂都可显著提高其催化活性。碳材料中的含氧官能团被认为是丙烷脱氢反应的活性中心;对碳材料的比表面积、孔道性质及含氧官能团的数量等参数进行合理调控,能改善其催化性能。最后,文章提出未来的研究将重点解决Pt纳米簇的抗烧结性能弱、氧化物的本征活性低、碳材料高温稳定性差的问题,实现该领域的重大突破。