天津大學(xué)揭示丙烷脫氫機制 助力丙烯增產(chǎn)提效


中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)   時間:2024-01-09





  記者從天津大學(xué)獲悉,日前,天津大學(xué)在丙烷脫氫制丙烯催化反應(yīng)機理研究中取得新進展,通過向原料中添加適量的氫氣,即可在氧化物催化劑表面形成活性更強的金屬氫化物催化位點,提升丙烯生產(chǎn)效率。相關(guān)成果已于1月2日發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·化學(xué)》。


  丙烯是一種重要的基礎(chǔ)化工原料,是制造塑料、合成橡膠和合成纖維等“三大合成材料”的基本原料,其下游產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于涂料、醫(yī)藥、電器、汽車等領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位。


  烯烴的生產(chǎn)技術(shù)是衡量一個國家石油化工行業(yè)科學(xué)技術(shù)水平的重要標志。丙烷脫氫是目前我國第二大丙烯制備工藝,也是市場占有率增長最快、最具前景的丙烯生產(chǎn)新技術(shù)。在此技術(shù)中,催化劑發(fā)揮著重要作用。目前丙烷脫氫工業(yè)普遍使用的催化劑包括鉑基和鉻基兩種,其中鉑基催化劑價格昂貴;鉻基催化劑雖然較為廉價,但其具有毒性,且飽受“結(jié)焦失活快”的困擾,反應(yīng)十幾分鐘便需再生一次。丙烷脫氫所需的高溫會加劇反應(yīng)過程中催化劑的結(jié)焦失活,也導(dǎo)致了對生產(chǎn)設(shè)備的極高要求,極大限制了設(shè)備生產(chǎn)能力。因此,在不降低催化劑活性的前提下抑制結(jié)焦以降低再生頻率,對于提升丙烯生產(chǎn)效率具有重要意義。


  天津大學(xué)新能源化工團隊提出了“金屬氫化物介導(dǎo)的丙烷脫氫反應(yīng)”新機制:在丙烷原料中存在適量氫氣的反應(yīng)條件下,金屬氧化物表面在反應(yīng)過程中形成金屬氫化物活性位點。新產(chǎn)生的位點參與丙烷脫氫催化循環(huán),在抑制焦炭產(chǎn)生的同時大幅提升催化本征活性,加快了反應(yīng)進程?;诖?,團隊開發(fā)了環(huán)境友好的負載型氧化鎵基催化劑及臨氫脫氫工藝,顯著提升了丙烷脫氫反應(yīng)性能,實現(xiàn)優(yōu)于國際同類產(chǎn)品的丙烷轉(zhuǎn)化率、丙烯選擇性及反應(yīng)和再生穩(wěn)定性。


  近年來,天津大學(xué)新能源化工團隊探索形成“理性設(shè)計—精準構(gòu)筑—應(yīng)用引領(lǐng)”的催化劑研究范式,攻克了丙烯生產(chǎn)過程中的若干科學(xué)和技術(shù)難題,建立了相對完整的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型高效丙烷脫氫催化劑及工藝專利體系,部分技術(shù)已進入產(chǎn)業(yè)化階段,未來有望在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用,對加速打破國外技術(shù)壟斷具有重要意義。(總臺記者 楊煜)


  轉(zhuǎn)自:央視新聞客戶端

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