天津大學(xué)能源化學(xué)工程團隊近日研發(fā)出高效丙烷脫氫(PDH)鉑基催化劑，將顯著提升丙烯生產(chǎn)效能，有望打破西方國家對丙烷脫氫核心技術(shù)的長期壟斷。
2017年，我國丙烯生產(chǎn)能力達到3422萬噸/年，產(chǎn)量2837萬噸，比上年增長13.6%，但仍無法滿足市場對丙烯的消費需求。目前，丙烷脫氫工藝是市場占有率增長最快、最具前景的丙烯生產(chǎn)新技術(shù)，而鉑基催化劑是該法的關(guān)鍵所在。相關(guān)技術(shù)被美、德等少數(shù)國家長期壟斷，我國現(xiàn)有的12套丙烷脫氫法丙烯生產(chǎn)線均從國外高價引進，催化劑也完全依賴進口。近年來，鉑基催化劑已廣泛應(yīng)用于丙烷脫氫生產(chǎn)丙烯工藝，其原理是基于鉑等金屬對丙烯的“催化脫氫選擇性”實現(xiàn)生產(chǎn)丙烯的目的。天津大學(xué)研發(fā)的“高效鉑基催化劑”擁有兩個優(yōu)點：一是“更純”，通過高溫還原和酸洗去除助劑金屬雜質(zhì)，使催化劑形成純鉑覆蓋的核殼表面;二是“更強”，通過改變表面鉑的電子狀態(tài)，提升了鉑原子催化性，從而為工業(yè)裝置提高丙烯產(chǎn)率創(chuàng)造了條件。
目前丙烷脫氫工藝主要有4種，工業(yè)化生產(chǎn)的丙烯主要來源于5種途徑：石腦油蒸汽裂解副產(chǎn)丙烯，煉廠催化裂化裝置副產(chǎn)丙烯，丙烷脫氫制丙烯(PDH)，煤(甲醇)制丙烯(MTP)，乙烯和丁烯為原料的烯烴歧化。目前仍以蒸汽裂解副產(chǎn)丙烯和催化裂化副產(chǎn)丙烯為主流，但乙烯原料的輕質(zhì)化(如乙烷裂解)間接影響了丙烯的供應(yīng)，促進PDH工藝和MTP工藝快速發(fā)展。若采用石腦油蒸汽裂解，一般乙烯和丙烯的比例在3∶1~2∶1，每生產(chǎn)1噸乙烯會副產(chǎn)0.5噸的丙烯;但采用乙烷制乙烯后，每生產(chǎn)1噸乙烯，則僅副產(chǎn)0.025噸的丙烯。丙烷脫氫生產(chǎn)丙烯工業(yè)化催化劑主要是鉑系和鉻系催化劑，如何降低成本，減少對環(huán)境的污染，提高催化劑穩(wěn)定性和選擇性，抑制生焦反應(yīng)，是科研工作者需要深入研究和解決的問題。
