高效丙烷脱氢铂基催化剂有望打破垄断

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。

2017年，我国丙烯生产能力达到3422万吨/年，产量2837万吨，比上年增长13.6%，但仍无法满足市场对丙烯的消费需求。目前，丙烷脱氢工艺是市场占有率增长最快、最具前景的丙烯生产新技术，而铂基催化剂是该法的关键所在。相关技术被美、德等少数国家长期垄断，我国现有的12套丙烷脱氢法丙烯生产线均从国外高价引进，催化剂也完全依赖进口。近年来，铂基催化剂已广泛应用于丙烷脱氢生产丙烯工艺，其原理是基于铂等金属对丙烯的“催化脱氢选择性”实现生产丙烯的目的。天津大学研发的“高效铂基催化剂”拥有两个优点：一是“更纯”，通过高温还原和酸洗去除助剂金属杂质，使催化剂形成纯铂覆盖的核壳表面;二是“更强”，通过改变表面铂的电子状态，提升了铂原子催化性，从而为工业装置提高丙烯产率创造了条件。

目前丙烷脱氢工艺主要有4种，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(PDH)，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工艺快速发展。若采用石脑油蒸汽裂解，一般乙烯和丙烯的比例在3∶1~2∶1，每生产1吨乙烯会副产0.5吨的丙烯;但采用乙烷制乙烯后，每生产1吨乙烯，则仅副产0.025吨的丙烯。丙烷脱氢生产丙烯工业化催化剂主要是铂系和铬系催化剂，如何降低成本，减少对环境的污染，提高催化剂稳定性和选择性，抑制生焦反应，是科研工作者需要深入研究和解决的问题。