陳霄：面向烴醇水相選擇加氫高穩(wěn)定性金屬間化合物催化劑研究
【化工儀器網(wǎng) 會(huì)議新聞】化學(xué)工業(yè)是關(guān)系民生的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)，也是我國近年來重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域之一，而催化劑技術(shù)作為化工生產(chǎn)中核心的技術(shù)，對(duì)于化工發(fā)展的重要性自然不言而喻。2021年3月21日，為期3天的“2021全國催化加氫工藝及催化劑技術(shù)開發(fā)與工業(yè)應(yīng)用交流研討會(huì)”在南京順利落下帷幕，多場(chǎng)精彩的會(huì)議報(bào)告，讓與會(huì)嘉賓們受益匪淺。其中由大連理工大學(xué)陳霄副教授帶來，題為《面向烴醇水相選擇加氫高穩(wěn)定性金屬間化合物催化劑研究》的主題報(bào)告更是讓我們記憶猶新。
報(bào)告內(nèi)容從“已有工業(yè)示范”“烴醇選擇加氫制烯醇”“新型BDO催化劑開發(fā)”“BDO下游產(chǎn)品開發(fā)”四方面進(jìn)行闡述。
報(bào)告伊始，陳教授就大連市先進(jìn)催化材料和反應(yīng)工程技術(shù)研究中心團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，讓與會(huì)嘉賓對(duì)于團(tuán)隊(duì)目前主要研究內(nèi)容以及收獲的成果有一定的了解。隨后陳教授從炔二醇產(chǎn)業(yè)鏈涉及到的反應(yīng)作為切入點(diǎn)逐漸深入。
陳教授首先提到，目前1,4-丁炔二醇主要的工藝是Reppe法，通過乙炔和甲醛在Cu-Bi催化劑催化下反應(yīng)產(chǎn)生，而1,4-丁炔二醇通過加氫可以生成1,4-丁二醇，并且這個(gè)過程是相對(duì)復(fù)雜的。緊接著，陳教授通過1,4-丁二醇的實(shí)際運(yùn)用，介紹了1,4-丁二醇(BDO)的價(jià)值，同時(shí)分析了其日趨增長的BDO市場(chǎng)。借此讓與會(huì)嘉賓更好了解到BDO產(chǎn)業(yè)的研究思路——開發(fā)新型BYD加氫產(chǎn)品；自主研發(fā)催化劑替代進(jìn)口催化劑；延伸BDO產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向價(jià)值鏈中高端躍進(jìn)。
而從這個(gè)思路深入的話又涉及到另一個(gè)問題，那就是炔醇制烯醇的相關(guān)催化劑。傳統(tǒng)選擇加氫BYD的催化劑包括Pd基和Ni基催化劑，但是這些在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用時(shí)均存在一定的問題。針對(duì)這一點(diǎn)，陳教授進(jìn)行了較為詳細(xì)的講解。陳教授提到，PD基催化劑具有高的催化活性，但對(duì)BED的選擇性較低；而改性Pd催化劑的使用會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品不純；至于負(fù)載型Ni基催化劑和雷尼型Ni催化劑，由于其結(jié)構(gòu)和性能在BYD的水溶液加氯過程中容易發(fā)生變化，導(dǎo)致其催化活性和選擇性降低，因此也無法滿足高效選擇加氫BYD。因此目前的研究方向在于開發(fā)溫和條件下仍具有BED高選擇、高活性、高穩(wěn)定性的催化新材料。
而從反應(yīng)的本身來看，炔醇選擇加氫的關(guān)鍵在于避免碳氧鍵的一個(gè)活化過程。對(duì)此陳教授及其所在團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了非常細(xì)致的研究。包括前期對(duì)Raney Ni-Si催化劑的制備及其炔醇選擇加氫性能進(jìn)行研究，從而實(shí)現(xiàn)它對(duì)中間產(chǎn)物選擇性的一個(gè)調(diào)變。后期則對(duì)Pt/SiC催化劑的炔醇選擇加氫性能進(jìn)行測(cè)試，還通過催化劑封裝從而保證催化劑穩(wěn)定性的提升。此外還測(cè)試了PdZn/ZnO催化劑的穩(wěn)定性。
陳教授還指出，基于前期基礎(chǔ)研究成果，考慮工業(yè)應(yīng)用，他們成功開發(fā)出了PD/ZnO-Al2O3催化劑，并通過采用固定床反應(yīng)器，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)了BYD一步選擇加氫制備BED。隨后還簡(jiǎn)單的介紹了一下工藝流程。并詳細(xì)講解了該工藝催化劑、反應(yīng)器、工藝過程的技術(shù)特點(diǎn)。
介紹完BYO之后，順勢(shì)陳教授開始介紹BDO催化劑開發(fā)工作。并對(duì)目前工業(yè)催化劑進(jìn)行了解析，包括工業(yè)催化劑的成分以及反應(yīng)后的成分，并以此作為參照，分析了這些工業(yè)催化劑失活的原因。并且，通過對(duì)工業(yè)催化劑的剖析開發(fā)了自己的催化劑，并通過對(duì)比展示了自主研發(fā)的催化劑的性能。
報(bào)告接近尾聲，陳教授就BDO下游產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)行較為細(xì)致的講解，進(jìn)而突出BDO產(chǎn)品鏈還有許多工作可以做，許多價(jià)值可以開發(fā)。被耐心的回答了與會(huì)嘉賓提出的一些行業(yè)問題。
最后在一片掌聲中，陳教授致謝，報(bào)告精彩結(jié)束。
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