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摘要：丙烯是化学工业中最基本最重要的原料之一，在人们的生产生活中占据非常重要的地位。本文介绍了丙烯催化剂和生产工艺，并且对其市场应用和最新进展进行了分析。
关键词：催化剂 生产工艺 市场应用 最新进展
中图分类号：TQ244.63 文献标识码：A 文章编号：1674-098x（2013）04（b）-0129-02
烯是最重要的有机石油化工生产的原料之一，广泛应用与苯酚、丁醇、聚丙烯、丙酮、环氧丙烷、辛醇、丙烯酸、烷基化油、高辛值汽油调和料、催化叠合和二聚等领域中，在国民经济中发挥着重大作用，至今仍有巨大的发展前景。由于丙烯工业应用空阔，技术或者工艺上的小小提升就能带来巨大的经济效益，所以一直以来，与丙烯有关的工艺技术研究都受到人们的高度重视。本文就对各种丙烯催化剂和生产工艺的市场应用和最新进展进行探讨。
1 催化裂化法制丙烯生产工艺及最新进展
丙烯主要是从石油中得到的，代表性的生产工艺有三种：蒸汽裂解法、丙烷（丁烷）脱氢法和催化裂化法。其中最常见的为催化裂化法。
1.1 MOI工艺
这个工艺是由Mobil公司开发的，通过烯烃的相互转化，可以将FCC轻石脑油裂解的副产物转化为丙烯和乙烯，这个工艺中最关键的步骤就是Z，SM一5催化剂的使用，从而促使C4一C7烯烃齐聚、裂化、歧化等反应，转化成烯烃。MOI工艺的装置由再生器和流化床反应器组成，操作压力与温度和流化催化裂化基本一致。工艺的原料是FCC轻石脑油，可生产26.3%的丙烯。
1.2 Propylur工艺
德国鲁齐公司开发了Propylur工艺由，这个工艺的主反应是在7SM一5择形分子筛的作用下，将大分子烯烃转化丙烯和乙烯，可以处理FCC或蒸汽裂解装置的富含丁烯的q组分，轻烯烃的转化率为83%左右，产品的典型分布为： 丙烯42%，丁烯31%，乙烯10%，通过循环丁烯，丙烯的产率还可以提高。
1.3 SUPERFLER工艺
还有美国Arco.公司开发的SUPER FLER工艺。这个工艺采用q一q轻烃为原料，原料为富烯烃物，转化率与丙烯选择性达到最高。理想的原料是经选择性加氢转化掉乙炔和二烯烃的裂解q和q组分，MTBE抽余油，芳烃装置抽余油以及FCC，焦化的石脑油也可用做该工艺的原料。工艺由反再系统，空压机，催化剂处理部分，烟气系统和进料/产品换热系统组成，采用选择性加氢的裂解q组分为原料时，丙烯产率可达40%以上，其原料的2/3将转化成丙烯和乙烯。
2 催化裂化法制丙烯生产工艺及最新进展
催化裂化法制丙烯的各种工艺特点：（如表1）
通过这个表格可以看出，五种生产工艺在催化剂、加热方式、反应器类型、操作压力温度和催化剂再生方式都不一样。催化剂主要有贵金属铂系催化剂和非贵金属铬系催化剂；反应器主要是移动床、固定床和流化床三种；最高反应温度为700 ℃，最低反应为540 ℃，操作压力除了STAR工艺为60psia以外，都在20psia左右。根据各大公司公布的情况，这些工艺都具有工程费用低、投资低、适合大规模安装的特点。
UOP公司开发的Oleflex工艺使用的是四个串联起来的移动床径流式反应器，在催化剂集中有添入了Sn，使得催化剂能够连续再生，提高生产效率，另外、催化剂中铂的用量减少，催化剂的使用寿命变长。Lummus公司的工艺最大特点是逆流式固定床的使用，反应器中，有机物向上流动而空气向下流动，可以以较少的原料得到较多的产品，使用的催化剂为铬系催化剂。STAR工艺的特点是管状固定床反应器上装有喷射蒸汽转化装置，催化剂为Pt-Sn/ZnAl2O4，载体采用了热稳定性更好的ZnAl2O4，提高了丙烯的产率。FBD工艺的特点是催化剂再生在反应都是在流化床中完成的，PDH工艺二代工艺使用铂基沸石催化剂，转化率和选择性都有了很大提高。
3 丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展
3.1 丙烯腈生产工艺
丙烯腈的生产工艺由合成、分离、后处理、乙腈、硫胺五个部分组成，如今主要采用的是丙烯氨氧化法。
此种方法是以丙烯含量为92%～94%的纯丙烯和化肥级氧为原料，反应温度为400～500 ℃，反应压力为0.05～0.1 MPa，使用磷-钼-铋系的催化剂，反应器为流化床，进料组分比为：丙烯：氨：空气=1：1.2：10，在反应器中的接触时间在10 s以下。丙烯、空气与氨在反应器中进行了复杂的化学变化生成丙烯腈和乙腈、丙烯醛、氢氰酸和二氧化碳等许多副产物，另外还有少量的丙烯和氨。反应气体中的有机物会被水吸收塔中的低温水吸收，送到精制工序，继续分离出氢氰酸、粗乙腈和高纯度的丙烯腈。
3.2 催化剂研究进展
自1995年开始，上号石化科技开发公司就开始对丙烯腈催化剂进行研究，开发出来的CTA-5与CTA-6催化剂已经应用到工业生产中去，而CTA-6-1和CTA-6-2在工业上则是和进口的催化剂混合使用。当前工业中用途最广的国产催化剂型号有：CTA-6、MB98和MB96。国产的催化剂初始活性很好，但是持久性就差，而进口的催化剂如C49MC等能在很长时间里都保持稳定。
以丙烷为原料，制造丙烯腈的催化剂有三大类：锑酸盐催化剂、钼酸盐催化剂与钒铝氮化物。
钼酸盐催化剂主要有Mo-Bi系和Mo-V系。Mo-Bi系的脱氢能力不够高，活性也较低，只有50%～67%的丙烯腈选择性，一般在实际生产中，选择使用Mo-VNb-Te复合氧化物催化剂这种能够在较低的温度下就能使丙烷和氨活化的催化剂，而且这种复合催化剂的丙烯腈收率能达到60%以上。锑酸盐催化系主要有V-Sb复合氧催化剂、Ga-Sb复合金属催化剂、Fe-Sb复合金属催化剂等，应用最广泛的是V-Sb复合氧催化剂。钒铝氧氮化合物具有碱性与氧化还原双重催化活性，能够适应高空速的反应条件，发展前景良好。
4 丙烯聚合催化剂的研究进展
4.1 Ziegler-Natta催化体系
立体结构不同的聚丙烯具有不同的物理性质和力学性能，用途也有很大的差别。从结构上，Ziegler-Natta催化体系可以分为：合成等规聚丙烯的催化体系、合成间规聚丙烯的催化体系、合成无规聚丙烯催化体系。不同的催化体系在特定的环境中能够具有更加优良的活化性能，选择合适的催化体系对于生产的进行十分有利。
4.2 茂金属催化体系
茂金属催化体系分为四类，其中：合成等规聚丙烯的茂金属催化体系，可以得到具有高规整度的聚合物；合成间规聚丙烯的茂金属催化体系可以实现丙烯高活性的间规立构聚合，得到高间规聚丙烯；合成无规聚丙烯的茂金属催化体系可以得到完全无规聚丙烯，但是聚合物的分子量不是很大；具有例题嵌段聚丙烯的茂金属催化体系可以得到由等规链段和无规链段嵌段共聚而成的聚丙烯弹性体。
5 结语
丙烯工业是石油化工工业中十分重要的一部分，丙烯工业对我国经济的发展中具有很大作用。研究丙烯催化剂和生产工艺，将新技术应用到实际生产中去，是促进丙烯发展最直接最有效的方法，值得石油化工工作研究改进。
参考文献
[1] 葛汗青，刘肖飞，段子辉，等.丙烯氧化剂制备丙烯酸催化剂生产工艺研究[J].石油炼制与化工，2012（11）：56-62.
[2] 崔小明.世界聚丙烯生产工艺及催化剂研究进展[J].宁波化工，2005（11）：131-133.
[3] 王丽娟.主要石油化工催化剂的研发进展[J].石油化工，2012（6）：74-78.
[4] 韩秋凤.聚丙烯生产技术的研究开发进展[J].塑料制造，2009（6）：69-75.
[5] 李玉芳，伍小明.国外聚丙烯生产工艺及催化剂技术进展[J].2004（12）：89-92.
[6] 段晓芳，夏先知，高明智.聚丙烯催化剂的开发进展及展望[J].2010（8）.
[7] 钱伯章.炼油催化剂的现状分析和技术进展[J].第九届全国化学工艺学术年会论文集，2005（6）：208-211.
关键词：催化剂 生产工艺 市场应用 最新进展
中图分类号：TQ244.63 文献标识码：A 文章编号：1674-098x（2013）04（b）-0129-02
烯是最重要的有机石油化工生产的原料之一，广泛应用与苯酚、丁醇、聚丙烯、丙酮、环氧丙烷、辛醇、丙烯酸、烷基化油、高辛值汽油调和料、催化叠合和二聚等领域中，在国民经济中发挥着重大作用，至今仍有巨大的发展前景。由于丙烯工业应用空阔，技术或者工艺上的小小提升就能带来巨大的经济效益，所以一直以来，与丙烯有关的工艺技术研究都受到人们的高度重视。本文就对各种丙烯催化剂和生产工艺的市场应用和最新进展进行探讨。
1 催化裂化法制丙烯生产工艺及最新进展
丙烯主要是从石油中得到的，代表性的生产工艺有三种：蒸汽裂解法、丙烷（丁烷）脱氢法和催化裂化法。其中最常见的为催化裂化法。
1.1 MOI工艺
这个工艺是由Mobil公司开发的，通过烯烃的相互转化，可以将FCC轻石脑油裂解的副产物转化为丙烯和乙烯，这个工艺中最关键的步骤就是Z，SM一5催化剂的使用，从而促使C4一C7烯烃齐聚、裂化、歧化等反应，转化成烯烃。MOI工艺的装置由再生器和流化床反应器组成，操作压力与温度和流化催化裂化基本一致。工艺的原料是FCC轻石脑油，可生产26.3%的丙烯。
1.2 Propylur工艺
德国鲁齐公司开发了Propylur工艺由，这个工艺的主反应是在7SM一5择形分子筛的作用下，将大分子烯烃转化丙烯和乙烯，可以处理FCC或蒸汽裂解装置的富含丁烯的q组分，轻烯烃的转化率为83%左右，产品的典型分布为： 丙烯42%，丁烯31%，乙烯10%，通过循环丁烯，丙烯的产率还可以提高。
1.3 SUPERFLER工艺
还有美国Arco.公司开发的SUPER FLER工艺。这个工艺采用q一q轻烃为原料，原料为富烯烃物，转化率与丙烯选择性达到最高。理想的原料是经选择性加氢转化掉乙炔和二烯烃的裂解q和q组分，MTBE抽余油，芳烃装置抽余油以及FCC，焦化的石脑油也可用做该工艺的原料。工艺由反再系统，空压机，催化剂处理部分，烟气系统和进料/产品换热系统组成，采用选择性加氢的裂解q组分为原料时，丙烯产率可达40%以上，其原料的2/3将转化成丙烯和乙烯。
2 催化裂化法制丙烯生产工艺及最新进展
催化裂化法制丙烯的各种工艺特点：（如表1）
通过这个表格可以看出，五种生产工艺在催化剂、加热方式、反应器类型、操作压力温度和催化剂再生方式都不一样。催化剂主要有贵金属铂系催化剂和非贵金属铬系催化剂；反应器主要是移动床、固定床和流化床三种；最高反应温度为700 ℃，最低反应为540 ℃，操作压力除了STAR工艺为60psia以外，都在20psia左右。根据各大公司公布的情况，这些工艺都具有工程费用低、投资低、适合大规模安装的特点。
UOP公司开发的Oleflex工艺使用的是四个串联起来的移动床径流式反应器，在催化剂集中有添入了Sn，使得催化剂能够连续再生，提高生产效率，另外、催化剂中铂的用量减少，催化剂的使用寿命变长。Lummus公司的工艺最大特点是逆流式固定床的使用，反应器中，有机物向上流动而空气向下流动，可以以较少的原料得到较多的产品，使用的催化剂为铬系催化剂。STAR工艺的特点是管状固定床反应器上装有喷射蒸汽转化装置，催化剂为Pt-Sn/ZnAl2O4，载体采用了热稳定性更好的ZnAl2O4，提高了丙烯的产率。FBD工艺的特点是催化剂再生在反应都是在流化床中完成的，PDH工艺二代工艺使用铂基沸石催化剂，转化率和选择性都有了很大提高。
3 丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展
3.1 丙烯腈生产工艺
丙烯腈的生产工艺由合成、分离、后处理、乙腈、硫胺五个部分组成，如今主要采用的是丙烯氨氧化法。
此种方法是以丙烯含量为92%～94%的纯丙烯和化肥级氧为原料，反应温度为400～500 ℃，反应压力为0.05～0.1 MPa，使用磷-钼-铋系的催化剂，反应器为流化床，进料组分比为：丙烯：氨：空气=1：1.2：10，在反应器中的接触时间在10 s以下。丙烯、空气与氨在反应器中进行了复杂的化学变化生成丙烯腈和乙腈、丙烯醛、氢氰酸和二氧化碳等许多副产物，另外还有少量的丙烯和氨。反应气体中的有机物会被水吸收塔中的低温水吸收，送到精制工序，继续分离出氢氰酸、粗乙腈和高纯度的丙烯腈。
3.2 催化剂研究进展
自1995年开始，上号石化科技开发公司就开始对丙烯腈催化剂进行研究，开发出来的CTA-5与CTA-6催化剂已经应用到工业生产中去，而CTA-6-1和CTA-6-2在工业上则是和进口的催化剂混合使用。当前工业中用途最广的国产催化剂型号有：CTA-6、MB98和MB96。国产的催化剂初始活性很好，但是持久性就差，而进口的催化剂如C49MC等能在很长时间里都保持稳定。
以丙烷为原料，制造丙烯腈的催化剂有三大类：锑酸盐催化剂、钼酸盐催化剂与钒铝氮化物。
钼酸盐催化剂主要有Mo-Bi系和Mo-V系。Mo-Bi系的脱氢能力不够高，活性也较低，只有50%～67%的丙烯腈选择性，一般在实际生产中，选择使用Mo-VNb-Te复合氧化物催化剂这种能够在较低的温度下就能使丙烷和氨活化的催化剂，而且这种复合催化剂的丙烯腈收率能达到60%以上。锑酸盐催化系主要有V-Sb复合氧催化剂、Ga-Sb复合金属催化剂、Fe-Sb复合金属催化剂等，应用最广泛的是V-Sb复合氧催化剂。钒铝氧氮化合物具有碱性与氧化还原双重催化活性，能够适应高空速的反应条件，发展前景良好。
4 丙烯聚合催化剂的研究进展
4.1 Ziegler-Natta催化体系
立体结构不同的聚丙烯具有不同的物理性质和力学性能，用途也有很大的差别。从结构上，Ziegler-Natta催化体系可以分为：合成等规聚丙烯的催化体系、合成间规聚丙烯的催化体系、合成无规聚丙烯催化体系。不同的催化体系在特定的环境中能够具有更加优良的活化性能，选择合适的催化体系对于生产的进行十分有利。
4.2 茂金属催化体系
茂金属催化体系分为四类，其中：合成等规聚丙烯的茂金属催化体系，可以得到具有高规整度的聚合物；合成间规聚丙烯的茂金属催化体系可以实现丙烯高活性的间规立构聚合，得到高间规聚丙烯；合成无规聚丙烯的茂金属催化体系可以得到完全无规聚丙烯，但是聚合物的分子量不是很大；具有例题嵌段聚丙烯的茂金属催化体系可以得到由等规链段和无规链段嵌段共聚而成的聚丙烯弹性体。
5 结语
丙烯工业是石油化工工业中十分重要的一部分，丙烯工业对我国经济的发展中具有很大作用。研究丙烯催化剂和生产工艺，将新技术应用到实际生产中去，是促进丙烯发展最直接最有效的方法，值得石油化工工作研究改进。
参考文献
[1] 葛汗青，刘肖飞，段子辉，等.丙烯氧化剂制备丙烯酸催化剂生产工艺研究[J].石油炼制与化工，2012（11）：56-62.
[2] 崔小明.世界聚丙烯生产工艺及催化剂研究进展[J].宁波化工，2005（11）：131-133.
[3] 王丽娟.主要石油化工催化剂的研发进展[J].石油化工，2012（6）：74-78.
[4] 韩秋凤.聚丙烯生产技术的研究开发进展[J].塑料制造，2009（6）：69-75.
[5] 李玉芳，伍小明.国外聚丙烯生产工艺及催化剂技术进展[J].2004（12）：89-92.
[6] 段晓芳，夏先知，高明智.聚丙烯催化剂的开发进展及展望[J].2010（8）.
[7] 钱伯章.炼油催化剂的现状分析和技术进展[J].第九届全国化学工艺学术年会论文集，2005（6）：208-211.