乙炔選擇性加氫：催化劑結(jié)構(gòu)敏感性分析及調(diào)控

李雨柔，葛小虎，曹約強(qiáng)，段學(xué)志，周興貴，袁渭康

（華東理工大學(xué)化學(xué)工程聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200237）

石腦油蒸汽裂解是工業(yè)上獲得乙烯和丙烯等重要化工基礎(chǔ)原料的主要途徑[1]。然而，這種方式得到的烯烴中通常含有炔烴和二烯烴的雜質(zhì)，比如裂解得到的碳二組分中通常含有0.5%～3%的乙炔[2]。這些高度不飽和化合物會(huì)降低下游烯烴聚合催化劑的活性，并影響聚合物產(chǎn)品的物理性能。因此，工業(yè)上需要將這一類雜質(zhì)除去，控制其含量小于5μg/g。目前，催化選擇性加氫被認(rèn)為是這一過(guò)程中炔烴等雜質(zhì)分離轉(zhuǎn)化的最為有效的方法[3]。此外，煤基路線獲得的乙炔通過(guò)催化選擇性加氫制乙烯，在一定程度上可緩解我國(guó)乙烯市場(chǎng)過(guò)度依賴石油資源的局勢(shì)，也能充分發(fā)揮我國(guó)富煤少油的資源優(yōu)勢(shì)[4-5]。

關(guān)于乙炔選擇性加氫催化劑的研究已經(jīng)有幾十年的歷史了，其中Pd 基催化劑因其較高的加氫活性而受到最廣泛的關(guān)注。目前工業(yè)上普遍采用的也是高度優(yōu)化的Pd 基催化劑[3]。但是，Pd 基催化劑容易導(dǎo)致乙炔深度加氫生成乙烷[6]，且催化劑表面乙炔易聚合生成“綠油”，覆蓋催化劑活性位點(diǎn)和堵塞催化劑孔道，從而導(dǎo)致催化劑失活。已有研究結(jié)果表明，副反應(yīng)的發(fā)生是由于反應(yīng)物在催化劑表面多齒構(gòu)型的強(qiáng)吸附導(dǎo)致的。因此，基于反應(yīng)特性分析的催化劑活性位結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和調(diào)控對(duì)于抑制副反應(yīng)發(fā)生、提升催化劑性能具有重要意義。

近年來(lái)，研究者們分別從乙炔選擇性加氫催化劑的粒徑效應(yīng)、形貌效應(yīng)和電子效應(yīng)進(jìn)行了一系列研究，闡明了催化劑的活性金屬粒徑、形貌和電子結(jié)構(gòu)對(duì)于反應(yīng)性能的重要作用，為催化劑的結(jié)構(gòu)調(diào)控與優(yōu)化明確目標(biāo)。……