乙烷催化氧化脱氢制乙烯研究进展.docx

徐龙伢 王昌东3王清遐 林励吾 陈巍 贾继飞(中科院大连化学物理研究所催化技术国家重点实验室 116023)摘要: 论述了乙烷在各种催化剂上进行氧化脱氢制乙烯过程及 CO 2 氧化乙烷脱氢制乙烯反应的新过程, 并展望了新过程的前景。关键词: 乙烷氧化 脱氢 乙烯CO 2石油化工企业所副产的 CO 2 生产合成气, 因而总结分析该课题的开发研究情况, 为催化剂研 究提供理论依据。0前言由于传统的高温水蒸汽裂解制乙烯工艺需要较高的裂解温度、大量的水蒸汽, 因而能耗高, 同时裂解的产品组成复杂、分离净化困 难, 只适合大规模生产。近年来, 通过催化脱氢或氧化脱氢的方法从乙烷资源生产乙烯课题的 研 究 引 起 人 们 的 兴 趣 和 重 视, 其 中 以 碱 金 属、碱土金属氧化物、稀土金属氧化物作催化 剂的乙烷氧化脱氢制乙烯的研究已取得一定的进展1 ～ 6 , 当然由于种 种 原 因, 至 今 尚 未 实 现工业化。 作者以二氧化碳为氧化剂, 研究开 发出使乙烷在较低温度下, 高转化率、高选择 性脱氢生成乙烯的新催化剂及相应的工艺过1 乙烷氧化脱氢制乙烯1. 1乙烷在碱 (碱土) 金属氧化物上氧化脱氢 碱金属氧化物及碱土金属氧化物由于其 强碱性而被广泛用作甲烷氧化偶联反应的催 化剂, 该系列催化剂对乙烷氧化脱氢制乙烯同 样有效。其中具有代表性的催化剂是 L i?M gO9催化剂, 如 Ko lt s 等 所报道的 0. 5%L i?M gO催化剂具有较好的初活性。 在 700℃温度下,乙烷的转化率达 56% , 乙烯的选择性程7, 8, 已取得较好的结果。该过程一旦开发成3 在抚顺石化公司石油二厂工作功, 可为利用炼厂气、油田气中的乙烷高效地生产乙烯提供一条新的技术路线, 同时可利用( Zho n gyu an C h em ica l F e r t ilize r P lan t o fH en an P ro v in ce, P u yan g 457004)新还原, 还原温度应高于烧炭温度 5℃, 还原时间不应小于原始还原时间, 防止还原不彻底, 再度发生析炭。(本文收到时间: 1997- 12- 22)本文第一作者: 男, 1958 年生, 技师R em o va l o f ca rbo n depo sit s o n CN 216 an dZ111y ca ta ly st s fo r p r im a ry refo rm in g is de2 sc r ib ed af te r ca rbo n is fo rm ed o n th e ca ta ly st s du e to an equ ipm en t t ro u b le. A com p a r iso n is m ade w ith sim ila r p ro ce sse s fo r ca rbo n re2 m o va l.Key word s: p r im a ry refo rm in g ca ta ly st, ca rbo n fo rm a t io n , ca rbo n rem o va lTrea tm en t of ca rbon f orm a t ion on CN- 16 an dZ111y ca ta ly sts f or pr im a ry ref orm in gL u S iy u a nS u n M a oq i乙烯研究进展乙烷催化氧化脱氢制专 论综 述天然气化工1998 年第 23 卷46大 于 92% , 乙烯收率达 51% 。L u n sfo rd 等2, 4的乙烷氧化脱氢制乙烯的催化剂。 在稀土氧化物 催 化 剂 上, 乙 烷 氧 化 脱 氢 的 反 应 机 理 与 在L i?M gO 催化剂表面的乙烷氧化脱氢制乙烯的 反应机理类似。1. 3 乙烷在担载型钒催化剂上氧化脱氢乙烷氧化脱氢制乙烯, 利用担载型钒作催 化剂的研究取得较大的进展12 。钒催化剂的不 同种类的载体对乙烷氧化脱氢反应性能的影响结 果 列 于 表 1。 从 数 据 可 见, 在 H ZSM 25 和A l2O 3 担载的钒催化剂, 乙烷则完全氧化成 CO和 CO 2 , 在 V ?L a2O 3、V ?M gO 和 V ?T iO 2 催 化 剂上, 乙烷可选择性氧化生成乙烯, 选择性顺序 为: V ?L a2O 3 V ?M gO V ?T iO 2。研究 L i?M gO催化剂的乙烷 氧 化 脱 氢 制 乙 烯的性能, 也取得乙烷转化率 46% 、乙烯选择性为 75% 的结果, 说明 L i?M gO 体系是一种较好