石油化工催化劑的進展研究

徐文峰（中北大學，山西 朔州 036000）

石油化工催化劑的進展研究

徐文峰（中北大學，山西 朔州 036000）

在石油化工的發展過程中，催化劑的應用有著重要的作用。本研究就對石油化學工業中主要的幾類催化劑進行分析，并對我國當前石油化工催化劑的發展趨勢進行探討分析。

石油化工催化劑；進展

在石油化學工業中，92%以上的化工產品都需要采用催化劑，催化劑是促進石油化工發展不可替代的關鍵技術。雖然催化劑在過去的幾十年里，對我國石油化工產業的發展起到了重要的推動作用，但是當下也面臨著較多的挑戰。本研究就對石油化工催化劑的種類進行分析，并探討分析其在未來的發展趨勢。

1 石油化工催化劑的分類

對催化劑的分類，是按照其在石油化學工業中的作用區別進行劃分的。可以分為常用的五大類：聚合型、加氫型、脫氫型、氧化型以及氫甲酰化型。當然，還有像水合催化劑、歧化催化劑等一些當下不常用的一些石油化工催化劑。氧化型催化劑是石油化學工業中經常選用的一類催化劑，其又能分為固態型催化劑以及液態型催化劑。

2 石油化學工業中催化劑的應用研究

在當前，石油化學工業中的催化劑主要是用在甲醇、氨等催化劑的合成方面，有應用在基礎無機化學、石油煉制以及合成、三大合成材料、基本有機合成、精細化工等方面的各種催化劑。隨著科學技術和經濟的飛速發展，石油化工催化劑各方面的理論或者工藝技術都在不斷的進步。石油化工產業在人們對石油需求量不斷增加中也在不斷的改革，所以要求石油化工催化劑必須推動石油的供應量。

（一）甲苯類催化劑。當前市場需求量不斷增加的二甲苯是由歧化催化劑以及烷基轉移催化劑，對甲苯進行轉變而來的，但是傳統工藝技術中的非選擇性技術對二甲苯的高效率生產有所妨礙。所以近年來大量研發高選擇性催化技術，在石油化工中也得到了廣泛的應用。

（二）烯烴類催化劑。乙烯、丙烯是石油化工中常用的烯烴類催化劑。經過對烯烴類裂解技術的研發，當前的裂解工藝正往節能高效的方向發展，烯烴類催化劑裂解工藝，主要是將高分子量的烴類，裂解為小分子量的丙烯和乙烯。我們現在采用的是經過改進的ZSM—5分子篩技術，能通過將蒸汽中的高級烴類進行裂解的方式，裂解出丙烯和乙烯（如圖1）。這一技術不僅節能，還大幅度提高了生產效率。而且我國已經研發出了不用稀釋劑，直接采用高真空的技術，將烯烴類裂解為丙烯。

圖1 ZSM—5分子篩技術工藝圖

（三）環氧乙烷催化劑。傳統工藝生產環氧乙烷的技術，一般都是用Ag作為催化劑，對乙烯進行催化直接得到環氧乙烷，但是這樣的工藝需要采用大量的乙烯。經過不斷的研究和發展，當前已經研發出具備較高選擇性和活性的Ag催化劑，即是YS—8810催化劑。這一研究成果是我國具備自主知識產權高活性Ag催化劑產生的里程碑。

（四）苯乙烯催化劑。當前對苯乙烯催化劑的生產，不再是對笨直接脫氫，傳統的苯乙烯催化劑生產其運用的主要催化劑是三氧化二鐵，助催化劑有鉻、K20等。但是當前已將有毒的鉻成分除去，為了避免K材料的流失，當前的工藝中K成分減少了很多。當前對該催化劑的生產研究又有了新的研發方向，將催化劑的物理性狀進行了改變，并對鐵和K的結合也有所增加。

3 石油化工催化劑未來的發展方向探討

（一）新材料代替傳統材料的研發方向。在石油化學工業中，需要盡快的研發新的材料對傳統材料進行替代。因為石油屬于不可再生資源，未來能降低石油逐漸減少的情況，當前正在從天然氣等物質中研發能對石油化工產品進行替代的物質。其中，催化劑是這項替代工程中的關鍵技術，比如煤基轉化技術、烷基轉化技術等都是此研發方向的典型技術，這兩種技術能將石油化工中的物質，在其他物質中進行提取，催化劑在這項技術中的關鍵作用就是節能以及提高研發效率。

（二）節能環保催化劑的研發方向。為了能減少化學反應過程中的能量消耗，以及加快化學反應，石油化工催化劑發展方向必然是朝著環保節能以及低碳發展的。在當前環氧丙烷和甲基丙烯酸甲酯的生產則是節能環保、低碳的代表。其中，環氧丙烷的生產，在新研發的鈦硅分子篩催化劑的作用下，操作簡便，也不會對設備造成較大影響，不會對環境造成污染；甲基丙烯酸甲酯在傳統催化劑的催化作用下，會產生較多的腐蝕性產物，對這些產物的處理又需要消耗較多的人力、物理以及能量，這是一筆更大的經濟損失。但是在新型的環保節能催化劑的作用下，甲基丙烯酸甲酯生產過程中，只會產生水蒸氣以及較少的的腐蝕性產物，這是節能環保和低碳的體現。

4 結語

在石油化學工業中，催化劑的地位可謂至關重要，石油化工產業的發展也需要催化劑產業的不斷改革研發，雖然是由化工催化劑的發展前景較好，但是從整體上來看，需要在環保節能方面加大研發力度，保證催化劑能滿足石油化工產業的發展需求。

[1]王麗娟.主要石油化工催化劑的研發進展[J].石油化工, 2015,41(6):719-727.

[2]宗保寧.非晶態合金催化劑和磁穩定床反應工藝在石油化工技術中的推廣應用[J].催化學報,2016,29(9):873-877.

姓名：徐文峰（1995年—），性別：男，民族：漢，籍貫：山西省呂梁市，現為中北大學朔州校區化學工程與工藝專業本科在讀。