不同分子筛催化丙烷与CO2 耦合制丙烯的性能
2021-04-28田海锋何环环廖建康郭效军唐小华
田海锋 ,何环环 ,廖建康 ,查 飞 ,郭效军 ,唐小华
(西北师范大学 化学化工学院,甘肃 兰州 730070)
丙烯作为石油化工中仅次于乙烯的重要原料,需求量随着聚丙烯、环氧丙烷和丙烯酸产品产量的增长而逐年增长。传统丙烯的生产是将丙烯作为副产品,如蒸汽裂解和催化裂解副产丙烯,但产量受主产品的限制[1]。而且,随着石油资源的日渐匮乏,传统的丙烯生产技术已无法满足日益增长的丙烯需求,寻求新的丙烯生产技术已成为石油化工行业的主要发展趋势。随着工业的发展,化石燃料燃烧产生了大量的CO2,不经过处理直接排放到空气当中,使大气中的CO2浓度上升,引起温室效应,全球平均气温升高。在这样的背景下,开始有大量学者探究如何改善CO2再利用。其中,就有学者提出CO2加氢制备低碳烯烃的路径[2]。CO2本身是无毒,也是一种重要的碳源,如果将它转化成高附加值的烯烃,不仅能够解决CO2排放带来的环境问题,还能够缓解当前烯烃资源短缺带来的供求压力。同时丙烷脱氢制丙烯为吸热反应,而CO2加氢制低碳烯烃为放热反应,因此将这两个反应耦合,可打破单一反应在热力学和动力学上的平衡限制。
当前,丙烷脱氢工艺主要有UOP 公司的Oleflex工艺、Lummus 公司的Catofin 工艺、Linde 与BASF公司一起研发的PDH 工艺、及Snamprogetti 与Yarsintez 公司一起研发的FBD 工艺。丙烷脱氢用到的催化剂主要是Pt、Cr、In[3-5]基催化剂,除了以上催化剂,有研究者还报道了Ga、V、Fe 等催化剂。丙烷与CO2的反应在文献中报道[6],是丙烷脱氢与逆水煤气耦合反应制备丙烯,通过CO2消耗丙烷脱氢反应产生的氢气,达到提高丙烷转化率和丙烯产率的目的。……
