[00114452]高性能甲醇制丙烯催化剂技术研发

烯烃是基本有机化工原料,主要来自于石油加工。煤制烯烃既是煤炭清洁高效利用的重要途径,又可弥补油气资源不足,促进石化行业原料多元化,是保障我国能源安全的迫切需要和现实选择。我国引进3套德国鲁奇甲醇制丙烯（MTP）工艺装置,但由于催化剂单程寿命较短,催化剂频繁再生导致装置生产效率较低、操作成本较高,同时由于反应诱导期过长、丙烯产率低,使得整套装置的经济效益受到很大影响,迫切需要发展具有自主知识产权的高性能甲醇制丙烯催化剂及工艺。 “高性能甲醇制丙烯催化剂技术研发”项目针对目前工业上甲醇制丙烯工艺中催化剂单程寿命短、丙烯选择性低的弊端,在科技部973课题、国家自然科学基金、中科院重点部署项目等的支持下,自2011年到2019年,开展甲醇制烯烃反应机理、催化机制、催化剂材料控制等研究,在深入认识甲醇制丙烯反应机理及其影响分子筛选择性与稳定性的因素,研制出了性能优良的高效MTP催化剂及与之匹配的反应工艺。 该项目从定向调控分子筛的微观结构、酸性质入手,实现了对分子筛的晶粒尺寸、形貌和骨架中Al落位的精准控制,大幅度改善了甲醇制丙烯分子筛催化剂的稳定性和产物选择性;系统探究成型催化剂孔结构及其分布对扩散、反应性能及颗粒强度的内在关系,优化造孔剂和成型工艺,提升了催化剂整体性能,研发了具有我国自主知识产权的MTP催化剂制备技术,主要性能指标达到了国际先进水平。通过实施催化剂制备放大和性能中试测试,全面验证催化剂制备技术的可靠性。该技术有望打破国外对MTP催化剂的垄断,为我国甲醇制丙烯产业提供技术支撑,推动我国煤化工行业持续发展。 本项目是基于基础研究的催化剂和工艺研发。项目执行期间,甲醇定向催化转化反应机理、催化剂设计研究在Chem. Soc. Rev., J. Catal., ACS Catal., ACS Appl. Mater. Inter., Catal. Sci. Technol等国际著名期刊上发表50余篇论文,工作受到国际普遍关注,论文被多次引用;在甲醇反应机理方面的系列成果引发国际研究热点。根据Web of Science引文数据,2014~2018年本项目承担团队相关领域发文数量居各机构发文量国际第二,影响力排名国际第二。申请中国专利3件,授权专利2件。获山西省科学技术奖自然科学类一等奖1项。