浅析我国石油化工催化剂的应用研究

赵檀　董春明 孙生波

摘 要：对于石油化工领域而言，各类催化剂具有举足轻重的意义。在本次论文中详细地介绍了该领域中一些主要催化剂的性能和特点，并且探讨了它的未来研究和应用前景。

关键词：石油化工;催化剂;应用研究

目前，超过92 %的石化产品生产均离不开各类催化剂，后者极大地推动了该领域的发展，起到了重要的作用。然而，客观地说，催化剂在现阶段也遇到了一些研究和应用方面的问题亟待解决。为此，本文详细地介绍了石化生产领域中催化剂的重要品种及其特点，进而深入地阐述它们的研发方向和重点问题。

一、石油化工催化剂的简介

1.石油化工催化剂的分类

针对在化学反应中所起到的具体作用，可将催化剂划分成下述基本类型，即聚合型、脱氢型、氢甲酰化型、加氢型和氧化型等。其他的还包括水合、脱水、烷基化以及歧化等催化剂品种。当前获得广泛应用的氧化型催化剂通常有着很高的选择性，具体又涵盖了气固型以及液态型等主要品种。

2.石油化工催化剂的应用

实际上，对于整个石化生产领域来说，催化剂起着十分关键的作用，数据显示，需要用到催化剂的生产过程超过了90 %，关于催化剂材料及技术方面的任何重大创新都将会造成该领域的巨大生产革命。现阶段，该行业所用的催化剂通常被用来进行甲醇和氨等的合成，此外还包括了精细化工，基本有机合成，基础无机化学，合成燃料，石油炼制以及专业化学品等方面的生产制备。

二、石油化工催化剂的研究现状

1.烯烃类催化剂

它通常包括丙烯以及乙烯生产所用的催化剂，而两者实际上均为合成一系列有机化合物的重要化学原材料，所以对于整个行业来说意义是非常重要的。经过比较长时间的发展和应用之后，烯烃類裂解相关工艺已经具有了比较高的生产效率，整个工艺较为完善，此外，还将通过催化技术的进一步成熟，而推动整个生产的发展。该类催化剂主要通过裂解各种有着较高分子量的烃类，而获得丙烯和乙烯等分子量较小的物质，现阶段广为应用的是分子筛技术及ZSM - 5，由此裂解蒸汽中的高级烃类，最终得到上述二类小分子量物质，所以它具有高效、节能的优势。在此领域，我国的石油化工研究所开发的技术主要通过高真空的条件，而无需采用稀释剂，即可把各类高级烯烃类进行有效的裂解，从而得到丙烯。

2.苯乙烯和甲苯类催化剂

现阶段，可通过烷基转移催化剂和歧化的方式，来使甲苯发生一定的化学转变，得到二甲苯，它目前在市场中具有逐渐提升的需求，具有很高的市场价值。如果采用常规的非选择性催化工艺，则无法实现效率的提升，所以二甲苯的产量始终不能满足市场的需求，所以，新型的高选择性催化生产工艺备受瞩目，而且经过研发和推广之后，已经带来了显著的效益。

对于以往的生产工艺来说，苯乙烯类型的催化剂主要被用来对苯进行直接地脱氢处理。之前的催化剂一般为Fe2O3，而助催化剂则选用K2O，此外还包括Cr等成分。经过持续的完善，目前，一些有毒的基本成分例如Cr已经被有效地除去，而且进一步降低了K含量，然而却显著地提升了催化剂的工作寿命，取得了良好的应用效果。近期，国际上有一些团队继续在该领域拓展新的发展方向，具体包括调整K分布的状态、使K与Fe的结合增强以及继续调整催化剂所具有的物理性能，等等。

3.环氧乙烷催化剂

对于该领域，常规的工艺为通过以Ag为催化剂，由乙烯进行环氧乙烷的直接合成，所以乙烯的用量很大，相应地，很有必要开发具有高活性的相关催化剂材料。该领域的研究工作始终非常的活跃，目前所开发的Ag催化剂具有选择性及活性均很高的优势。其中，高性能Y S- 8810型催化剂的成功研发和生产应用，说明我国已经开发出了具有自主产权的此类催化材料。

三、石油化工催化剂的发展趋势

1.低碳催化剂的研发

在整个石化生产领域，需要排出大量的碳，而且具有高耗能的特点，所以对于环境的破坏非常大。目前，亟待开发和推广各类绿色节能的催化剂材料，一方面，使化学反应速度进一步提升，另一方面，还可使碳排放量明显降低，同时耗能也显著地减少。最为典型的就是环氧丙烷以及甲基丙烯酸甲酯的生产合成工艺。如果是采用常规的催化剂来进行甲基丙烯酸甲酯的生产，则将会有很多的副产物（它们具有一定的腐蚀性）形成，而为了合理地处置这些副产物，将会显著地增加生产成本。如果采用新型催化剂材料，则将会使上述副产物的形成量显著降低，主要生产的是水蒸气，使经济效益明显地提高了，而且节能环保效果良好。对于常规的合成环氧乙烷的工艺而言，往往需要采用非常繁琐的生产流程，而且审查的设备还容易受到腐蚀，如果采用TiSi分子筛催化剂材料（即TS- 1），则将可有效地保护生产设备，生产工艺也非常的简单，对环境的污染也很小。

2.新材料替代路线的推进

作为一类不可再生类型的能源，石油的使用量是有限的，所以新型替代物的研究和应用非常的重要。目前，主要的思路是通过对天然气和某些物质进行适当的提取，由此形成所需的替代物。在上述过程中，催化剂将会起到举足轻重的作用。为了实现这个目标，可通过煤基转化以及烷基转化等两类技术来进行生产，促进生产效率的显著提升，同时达到环保和节能的效果。目前，一系列的催化剂正被研发和完善，以满足该领域的需求，典型的材料包括非晶态合金、多孔复合材料和纳米材料等作为基础的催化材料，它们也是未来探索的重点领域。

参考文献

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作者简介：

赵檀：1982年-，男，黑龙江哈尔滨人，硕士，工程师。