石油化工催化材料的發展與策略

李印民

（山東?；瘓F有限公司 石油化工分公司，山東 濰坊 262737）

我國最近幾年的發展速度有目共睹，催化技術在現代科學技術以及工業進步的條件下得到迅猛發展。催化劑作為我國石化工業的核心，在石油的煉制以及原材料的生產過程中都起到非常重要的作用，催化劑作為催化技術的基礎材料不容忽視。正是因為催化劑非常關鍵，因此現代工業催化劑的研究已經成為一門學科，受到更多人的關注。催化劑在有關環境友好化工技術過程中，起著不可代替的作用，我國石油化工企業的發展與生物催化以及新興催化劑密不可分，是當下研究的重點。隨著我國經濟的不斷發展，各個領域都得到了提高，我國的石油化工領域更是將催化材料應用到其中，催化材料也得到了發展和提高。催化材料對于提高石油化工的生產效率起著非常重要的作用。

本文將針對茂金屬、分子篩及生物催化劑現階段的發展及應用情況進行說明。催化技術在石油煉制、有機化工原料生產、合成材料中的開發使用以及精細化學品合成工藝中有著非常重要的作用，通常催化劑是催化技術中的非常重要的基礎材料之一，同時它起著非常關鍵的作用。所以，在現階段我國對工業催化劑的研究已經成為了一項重要的科學研究，在當前有著不可取代的作用，它也將是我國非常重要的發展項目之一。

石油化工生產的主要核心就是所用的催化材料，即分子篩、茂金屬、生物催化劑，這些材料對進一步提高石油生產效率都有著積極的作用?，F代的工業催化劑技術已成為一門很重要的學問，熟練的將之應用到工業生產中，不僅能提高生產效率，還能促進社會的發展。相關企業只有注重人才的培養，不斷提高員工的專業技術，未來才能在石油化工催化劑行業的發展過程中做出貢獻。

1 三類重大的催化材料

1.1 分子篩

分子篩是在20 世紀出現的一種可以代替無定型規律的新型催化劑，它能夠給汽油工業帶來非常大的幫助，使該行業的生產效率大幅度地提高。分子篩的出現可以稱為一場煉油工業的技術革命，我國相關的研究人員在70 年代就將分子篩研制出來了，分子篩的出現給石化產業帶來了非常大的改變，同時也加快了工業生產的效率。之后研究部門還開發出了一系列的工業技術，比如說二甲苯異構化及滑油催化脫蠟等，這些都屬于先進的新興工業技術，這些技術的出現開啟了現代石油化工企業的新思路，它能有效地促進我國石化油工業企業的發展。

在80 年代分子篩得到了進一步開發后，更是給我國的化學工業帶來了嶄新的生機，有效地促進了我國石油化工企業的合理發展，同時分子篩的成功研制也給苯二酚等化工廢料的排放帶來了希望，是實現零污染的重要處理手段，是我國整體發展向前邁進的一大重要步伐。

石油行業是新興起來的行業，當前社會對該行業的發展非常的重視。催化劑是石油化工中一種非常重要的材料，能創造很多的利潤，在一定的程度上還能為社會環保帶來新的貢獻。在發展過程中，很多的石油產品都有非常大的進步，促進社會的發展。所以在之后的發展過程中，相關產業應該更多的重視催化劑的發展，這樣就可以更好的為我們國家石油的發展帶來更多的效益和珍貴的機遇，本文從石油的催化劑方面入手，探究了很多的發展機遇和未來發展趨勢，具有一定的參考價值，希望能為我們國家石油催化劑的發展做出貢獻。

分子篩目前的發展已經較為成熟，并且還在不斷進行有效的研究突破，更是在無機膜污水處理等方面取得了較好的成果。我國在同領域也開展了相關問題的研究，在新型分子篩研制當中取得了突破性的進展，這對于我國整體的發展都非常有益。我國在不同領域展開了不同的研究，在新型分子篩研制當中取得的成果能為后續其他研究領域的發展奠定良好的基礎。分子篩在我國石油煉制過程當中消耗非常大，然而石化行業一年所需要的分子篩數也很龐大。隨著科學技術的進步與發展，時常有相關的新型技術被開發出來，在這些新技術的帶領下，分子篩在石油化工和環境保護領域能發揮出更大的作用，但其研制成本的投入有待提高，基本性能也需要不斷的完善。因此，新型分子篩化劑的研發是目前所關注的重點，不容忽視。[1]

1.2 茂金屬

除了分子篩是大家所關注的重點以外，茂金屬也是屬于過渡金屬催化體系中的一種，和傳統的催化體系相比，茂金屬的催化性能會更高，使其變得更加具有優勢。茂金屬具有更好的活化性能，在聚合分子量的分布和催化過程當中，有更加明顯的優勢。而在催化工業應用的過程當中，茂金屬更是成為了新一代的聚合催化劑，促進了我國的整體發展。在我國，茂金屬的開發和研制雖然比較晚，還處在一個初級的階段，但作為過渡金屬，應用已經非常的廣泛，不過其成本很高。因此我國也在不斷加強對茂金屬的研究，希望能找到降低過渡金屬生產成本的方法，但目前這項研究還需要攻破很多難題，短時間內是無法實現了。

1.3 生物催化劑

生物催化劑本身的優勢更明顯，茂金屬的成本較高，而生物催化劑的研制成本相對來說較低，尤其是在反應條件溫和、選擇性高、副反應少的情況下，生物催化劑研制成本非常低，而且在開發和研究綠色化工業技術的生產領域中還發揮著巨大的作用。比如說能產生客觀的經濟效益，同時在人們的日常生活當中，這類催化劑的運用范圍也非常廣泛；還可以用在藥物合成和精細化學品的研制當中，我國在這方面取得了較大的進展。[2]

2 關于新型催化材料的研究

2.1 納米

關于催化材料我國還在不斷地進行研究。關于新型材料的研究，首先要提到的一點就是納米的直徑非常小，是處于宏觀和微觀物質過渡態的超細微粒子，納米的直徑主要在1～100nm。納米主要的優勢表現在小量子的效應上，同時還會有其他的各種效應，都能達到較好的效果。這些特性是納米所獨有的，因此在催化劑上得到的效果也較為明顯，比如能在催化劑、力學、光學等各方面開發出更多新型技術，能夠滿足實際的應用需求。在化工企業的發展過程中，如果能更好地利用納米技術，比如超細納米粒子催化劑，它的催化活性非常強，比一般的催化劑高出幾十倍。超細納米粒子催化劑是我國目前納米技術研究的方向，如果這項研究成功，對于我國接下來的發展都會非常有利，納米的應用范圍也會變得更加的廣泛，這也是目前大家所關注的重點。

2.2 離子液

我國現在越來越重視環境問題，主要是為了能促進我國的可持續發展，要想維持可持續發展就必須要發展綠色化工企業，這對于企業來說存在些許阻礙，如果研制出了新型的綠色高效催化劑，對于我國的化工企業是一次重大的突破。離子液體就是由陽離子與復合陰離子所組成的一種綠色高效的復合鹽，能為我國的可持續發展帶來新的生機。離子液的優勢也非常的明顯，這種離子液體安全無毒，同時性質也可以進行調節，還能夠帶來較高的經濟效益，制作成本比較低，制作起來也變得更加地簡單。離子液在我國的石油化工企業上應用范圍非常廣，有利于石油化工企業進行大范圍的研制和生產，而目前這項技術已經得到了初步的發展與應用，期待這項技術能越來越成熟，從而促進我國化工企業的整體進步。[3]

2.3 金屬碳化物及氮化物

納米、離子液的研制是目前的重點，除此之外金屬碳化物及氮化物催化劑載體在工業企業當中也得到了初步的發展應用，效果較好。相比傳統的催化體系更具獨特優勢，正是如此，這項技術已經得到了初步的應用，使用的耗氫量也比傳統的催化體系降低了不少，因此整體的成本也就降低了，這對于我國石油化工產業的整體發展都非常有利，節省了成本，有利于我國石油化工企業大規模的生產。

3 工業大范圍應用催化材料概述

3.1 雜多酸

目前已實現工業大范圍應用的催化材料是雜多酸，它是一種分子里含有較多雜原子和多原子的含氧多酸，而且這種雜多酸在經過催化之后能夠表現出強酸化性以及氧化性，因此得到了廣泛關注。不僅如此，雜多酸催化能力也是值得關注的，目前雜多酸的應用范圍非常的廣泛，同時也在各種催化劑中取得較為良好的效果，因此這項催化材料被大家所熟知。比如在制取丙烯酸中的催化反應都比較理想，而且現在已經實現固體酸催化的工業化發展，這也是我國取得的一大進步，而接下來則需要在石油化工等領域展開進一步的研究，希望能在精細化工等領域取得突破性的進展。

3.2 非晶態合金

除了雜多酸是工業大范圍應用的催化材料以外，非晶態合金大家應該也不陌生，在最近幾年也是被大家所熟知的一種重要材料，也是屬于最近幾年所出現的具有微觀組織結構的一種新型金屬功能材料。這類材料的優勢非常的明顯，主要在于高活性的催化能力，這樣不僅能利用好非晶態和材料，還能較為快速地制取工業材料?，F在出現的大部分金屬都可以通過快速冷卻的方式來形成非晶鈦合金，這也是大家選擇非晶態合金的一個重要原因。非晶態合金在催化活性的程度上比其他的材料更能達到理想狀態，同時它還能根據實驗的條件來進行有效的調節，這也是該材料最有優勢的地方。非金鈦合金還需要不斷進行開發，我們期待這種材料具有更多的優良性能。在目前這個階段還需要大家共同努力，不斷的創新新技術，投入更多的精力在科研當中，這樣才能創造出更多先進的新型技術和催化材料來解決當前我國所面臨的問題。

3.3 固態超強酸

以上兩種催化材料在工業當中已經得到了大范圍的應用，同時固體超強酸的應用范圍也比較廣，因為這項催化劑的優勢非常的明顯，它和其他的催化劑有所不同的地方就是研制相對簡單，保存起來也比較方便。這種材料之所以能夠得到大規模的應用，是因為這種材料可以在高溫下使用，并且在脫水等一系列的化學反應當中都可以表現出超強的催化活性。即便是在平常的溫度條件下，固體超強酸的性能也會比其他的催化劑更穩定，因此固體超強酸的發展前景非?？捎^，這類材料將有可能成為新型的催化材料，不僅能促進我國石油化工企業的發展，還能促進我國的整體發展。

4 結語

綜上所述，石油化工在材料生產中的發展必須要經過不同的階段，在不同階段會產生不同程度的變化，催化材料也同樣是石油領域最重要的材料之一。在我們使用催化材料的時候，要合理的利用其特點，做到熟練的掌握性能。在穩定的同時要對化學元素進行合理的分析，這樣才能知道數量以及變化，還要考慮到不同催化材料的溫度要求，這樣才能確保有效性和穩定性。未來在石油化工催化材料的選擇與發展過程中，要考慮好它在實際生產中穩定性的應用。同時，21 世紀是我國突飛猛進發展的時代，社會前景特別廣闊，希望相關人員能夠積極向上的去面對。

我國的石油化工催化材料的選擇和發展在不斷的進步和完善，在發展的過程當中，也要考慮到材料的穩定性以及活化性等基礎的特征，同時也要考慮到材料的實際應用效果。催化材料在實際的工業當中應用范圍較為廣泛，其能夠降低生產成本，帶來較大的經濟效應。在21 世紀科技迅猛發展的背景下，新興的催化材料有了很好的發展環境，受到各界的關注，相關研究人員也在不斷努力，加大了對新型催化材料的研究。[4]