分子筛催化剂进展□马竞    １．世界催化剂市场需求展望    据美国“催化剂集团”（美国本西文尼亚洲）资料，１９９５年世界催化剂销售额约为８６亿美元，预测到２０００年将增加到１０７亿美元。催化剂按用途划分，可分为４大类：（１）炼油用催化剂；（２）化学用催化剂；（３）聚合用催化剂；（４）环境保护用催化剂。炼油用催化剂中包括：催化裂化、加氢、脱氢、氧化、烷基化、焦化、直链烷烃环构化（成为芳烃）等等。化学用催化剂包括的品种更多，有机与无机产品的合成、裂解、加氢、氧化、还原等等工艺用催化剂，数量和品种虽多，而价格却不太高。聚合用催化剂技术含量高，价格也高，包括塑料、合成橡胶、各种弹性体和合成纤维用催化剂。环境保护用催化剂也是品种很多，技术含量高，价格也高，而用量不一定很大，如汽车尾气排放，清除ＮＯｘ、ＳＯｘ等用的催化剂，只在严格要求环境防止空气污染的地区或城市使用。这四类的市场预测数值如下表。    ２．推动催化剂不断开发新品种的因素    归纳近几年催化剂新品种不断出现，主要是三方面因素促成：（１）新催化剂的收得率比老品种高，可以降低生产成本。（２）受环境保护的严格要求，对环境有污染影响的老品种必须淘汰更新。（３）新催化剂的产品纯度提高，可以扩大产品的使用范围。另外，在特定的条件下，为了利用已有的催化裂解设备和常减压的炼油渣油作乙烯的裂解原料，也开发适用的“专用型”分子筛催化剂。中国石化总公司北京设计院和石油化工工艺研究院（ＲＩＰＰ）在这方面取得一些成绩。他们在大庆使用该公司催裂化设备，改变催化剂（分子筛催化剂）的配方，开发出“深度催化裂化”（ＤＣＣ工艺技术），使大庆原油的利用率可达６１％，即利用原油２４０万吨／年，可以得到乙烯４５万吨、丙烯３３．２万吨、丁二烯５．４万吨、纯苯１５．３万吨、甲苯１７．１万吨、二甲苯３１．５万吨。Ｓ＆Ｗ公司也开发了使用中东常压渣油和中东轻质原油为原料的催化裂化生产乙烯、丙烯等的工艺技术。其中有一套建在日本，另一套建在泰国。以２５０万吨阿拉伯轻质原油为原料，经催化裂化深加工，可以得到乙烯６．６万吨，丙烯２３万吨，纯苯１４．５万吨，甲苯２０．４万吨，二甲苯４７．４万吨，总收率对原油投入而言是４５％，其中还不包括可用作乙烯裂解原料的Ｃ２／Ｃ３馏份（占１３％）和可直接销售的含芳烃汽油２６％。    由此可见，分子筛催化剂的配方变化是十分重要的。    ３．分子筛催化剂的应用与发展    分子筛是氧化硅和氧化铝在一定比例下，经高温生成的硅铝酸盐。其特点是有均匀微结构，对大分子的化合物有选择性，有的分子可以通过，有的分子通不过被筛选下来。它的微孔结构的孔径可以达到４埃（４）或５埃（５），甚至更微小。它是吸附分离剂，耐高温，在沸腾床催化裂化炼油工艺（ＦＣＣ）中也用做催化剂。    分子筛的微孔结构孔径随ＳＯ２／ＡｌＯ３配比的变化以及所形成的硅铝酸盐，孔径可以调节。硅铝酸钠又叫丝光沸石，具有直线形通道，没有交叉通路。硅铝酸钙又叫八角沸石，有十字形通道（Ｙ型）。美国Ｍｏｂｉｌ公司开发的ＺＳＭＳ人工合成沸石系列，有不同的孔径与通道，适合于石油化工使用。    由于前文提到的因素，放弃原来使用的催化剂而选用分子筛催化剂的，主要有以下合成项目：    ①乙烯加苯形成乙苯和丙烯加苯形成异丙苯。以往都使用ＡｌＣｌ３和磷酸作催化剂，现在改用新的分子筛催化剂，并消除了磷酸和三氯化铝对环境的污染。    ②日本旭化成开发的Ａｌｐｈａ流程，将Ｃ４烯烃转化为Ｃ６烯烃，以及用蜡油为原料，裂解生产纯苯、甲苯和二甲苯，都是用含硼的硅铝酸盐分子筛（Ｐａｎｔａｓｉｌ）作催化剂。    ③ＢＰ公司和ＵＯＰ（联合碳化物公司子公司）开发的Ｃｙｃｌａｒ流程，将Ｃ３转化为Ｃ４，也是使用含硼的硅铝酸盐分子筛作催化剂。    ④切夫隆公司开发的将己烷和庚烷转化为纯苯、甲苯，使用的是该公司专利开发的Ｌ－分子筛催化剂。    ⑤荷兰ＤＳＭ公司开发的丁二烯二聚，生成乙烯基环己烯（ＶＣＨ），再进一步脱氢，生成乙苯和苯乙烯，使用的是均匀的铁催化剂。美国道化学公司开发的ＶＣＨ工艺，是丁二烯经含铜的Ｙ型（含钙）硅铝酸盐分子筛进行催化聚合，而后经无规的锡／锑催化剂氧化脱氢，一步得到苯乙烯。    ⑥ＵＯＰ公司开发一种新的Ｙ型分子筛（含钙的硅铝酸盐）用于乙烯与纯苯的烷基化工序。ＣＤ技术公司开发催化蒸馏流程，使用Ｙ分子筛来分离乙苯。Ｍｏｂｉｌ公司于１９８０年开发并使用ＺＳＭ