丙烯是做什么用的？

丙烯有很多功用，不仅是制造三大合成材料塑料、合成橡胶、合成纤维的基本原料，甚至在纺织，制备药品，军工领域都有极其重要的价值。

那么丙烯又是什么呢？

丙烯是一种气体，闻起来有一股甜甜的味道，可以作为中枢神经的抑制剂。

简单的说具有镇静的功效，但不能过度，一旦过度就会产生遗忘、昏迷、甚至是窒息死亡的严重后果。

它还没有颜色，点火就着，在空气中的含有量占到2％到11.1％的时候，一点就炸。

所以丙烯很危险，举个例子就明白了。

这是一次被叫做西班牙圣卡罗迪拉丙烯槽车爆炸的事件。

圣卡罗迪拉是一个休闲露营区，事件发生的时间是在1978年的七月十一号。

这个休闲露营区还挺热闹，事发当天大概有近一千人在这里露营。

一辆拉着23.5吨液态丙烯的槽车，从炼油厂出来，上了高速公路，经过了露营区附近。

这辆槽车本身是超载的，这样就会给予油箱非常大的压力，结果这辆槽车还没有装排出多余积压的安全阀。

导致的结果就是，一路驶来一路泄气。

气体泄露之外，当时还属于夏天，炎热的太阳产生的高温就不必说了。

两个条件撞在一起，于是槽车就炸了。

槽车一分为二，车头被气体推着向前，尾部向后，车头击中了二百米外的一家餐馆。

听到这里，感觉这次爆炸没什么，槽车仅仅一分为二，感觉能够有效的控制起来。

但别忘记了，丙烯是爆炸性气体。

当时的高速公路和露营区是持平的，槽车爆炸之后，丙烯很快就覆盖了露营区。

当时就在露营区里产生出了两千度的高温火球，一百五十人当场死亡。

在这个露营区的旁边，还有十二座乡间别墅，庆幸的是，营地的中间有一栋建筑物，将这场灾害给挡住了，要不然两千度的高温是会波及到整个区域。

最可怕的是，当时露营区旁边的海水都沸腾了。

着火的人，慌不择路跳入海水中，结果可想而知。

这次受害的人数达到了五百八十三人，其中包括二百一十七人死亡。

但就是这么一个危险的东西，全球的工业都离不开，目前全球的主要经济体，对于丙烯的需求日益增长中。

以中国为例，2010年开始中国对于丙烯每年的需求，逼近两千万吨，当时的供需差额就在五百万吨以上。

就拿东方石油化工这家企业来说，作为一个中石化系统内的企业，每年需要的丙烯是七万吨，其中有两到三万吨是需要从日本和韩国进口。

可以说在当时中国对于丙烯的缺口是非常大的。

根据国外一些机构的资料显示，在2010年到2015年之间，全球对于丙烯的需求增长速度是3.8％，而中国远远超过了这个数字是5.3％。

从2015年开始，中国对于丙烯的需求以5％到7％的速率在增长。

那么需求的速率增长，这就会牵扯到丙烯生产量的提高。

而生产工艺又分为两种，一种叫石脑油蒸汽裂解，一种叫石油炼制催化裂化。

通过石脑油蒸汽裂解获得丙烯，这是一种传统工艺，在2013年之前，这种工艺生产的丙烯，占据全球的70％的份额。

而是由炼制催化裂化仅仅占据20％到25％。

石脑油蒸汽裂解，虽然占了主导地位，但这种工艺首要生产的是乙烯，生产出来的丙烯最多只有乙烯的一半，所以丙烯相当于这套工艺的副产品。

这些年生产乙烯有了很大的变化，比如页岩气的大规模使用，使得制造乙烯的工厂，开始使用价格更加低廉的乙烷来进行生产。

（注：更改了原料之后，成本只有原来工艺的38％，毛利则上升了三倍。）

这些工厂的用料成本是降低了，但它的副产品丙烯却在这种变动中，大幅度的减少，仅为过去产量的六分之一。

那么丙烯作为一种副产品，不可能主导这种工艺使用原料的变更。

根据美国相关机构的调查，整个美国截止到2013年的时候，丙烯的出厂量减少了二百三十万吨到二百七十万吨。

而这个趋势还在扩大。

国际上新建立起来的装置，丙烯的产量也缩减到了2％。

相对于原有传统生产模式中，丙烯的生产一再减小，但需求却在日益增长的，这种传统工艺显然是跟不上时代发展的需求。

于是丙烯的制作，就开始转向了石油炼制催化炼化。

比如丙烷脱氢法制备丙烯。

什么意思呢？丙烷的分子有三个碳原子和八个氢原子组成，而丙烯的分子是由三个碳原子和六个氢原子组成。

两个物质从分子结构上进行对比，仅仅多了两个氢原子而已。

说道这里，应该明白这个丙烷脱氢法制备丙烯是一个什么过程了。

使用催化剂，将两个氢原子提取出来，生产丙烯的同时，还可以得到氢气。

这种方法还有一个好处，如果使用的丙烷原料纯度高，那么得到的丙烯的纯度也一样的高。

在2018年之前，这种丙烷脱氢制备丙烯的工艺，主要就掌握在美国的两家公司中。

目前世界上运行最大的丙烷脱氢装置，就是他们生产的。

中国在2010年的时候，也引进了该工艺生产线，年产量可以达到六十万吨一年。

截止到2018年之前，中国拥有这样的生产线有十二条，不过全部都是从国外进口的。

就算是这样，中国对于丙烯的缺口依然很大。

为了降低企业进口丙烯的成本，进口的关税，也从最初的5％，下调到2％，到了2012年更是降低到了1％。

所以从这里就能看出中国的丙烯是需求巨大。

抛开进口的不谈，就说这些进口的生产线，虽然解决了生产问题，但整条生产线的核心催化剂，还是掌握在外国的手里。

所以每年消耗的催化剂，完全依靠进口。

说道这里，其实已经很明显了，中国的丙烯工业的链条，其实是掌握在西方发达国家手里的。

这么些年下来，很多人都应该明白一个道理，一旦技术不在自己的手里，就很容易在关键时刻变成卡脖子技术。

对于中国来说，是一个非常不利的被动局面。

而在能源领域的研究人员中流传这么一句话：

“谁掌握了更高效的催化剂，谁就掌握了烯烃工业的未来。”

中国的科研人员对丙烷脱氢制备丙烯的催化剂发起挑战。

那么这种催化剂又是怎么催生的呢？

丙烷脱氢技术，它是一个吸收热量的反应，所以在制备丙烯的时候，需要在一个高温条件才能实施制备。

但问题是在高温的反应中，生成物会发生热裂解、聚合等等的副反应，在这些反应下，一般的催化剂就会因为积碳的原因失去活性。

所以使用的催化剂，需要有着频繁再生的能力，而这种能力的催生，又需要繁琐的工艺，增加成本。

但能找出来的最好的催化剂，也就是铂基催化剂。

一般情况下，需要五到七天的催化使用之后，就要进行催化剂再生了。

不说这个操作过程，就说这个催化剂的再生时间，间隔太短，生产效率肯定会跟不上。

所以虽然在当时都知道使用的是铂基催化剂，但这里边添加的助剂和载体，就成为了研究铂基催化剂的关键。

在2018年的时候，天津大学的研究团队终于克服了困难，将一款高效的铂基催化剂研发了出来。

天津大学研发出来的这款高效铂基催化剂，不仅填补了中国这一领域的空白，还比国外的同类产品具备两个更大的优势。

其一，在高温还原的过程中，催化剂会形成一个纯铂覆盖核壳的表面。

还记得上文提到的再生吗？显然出现的这个现象，将大大延缓再生时间。

其二，表面覆盖的铂，被改变了电子状态，比其他的同类催化剂有着更高的催化性。

也就是说，它可以进一步提高丙烯的生产效率。

这是2018年的产品。

天津大学再接再厉，如今又利用五年的的时间潜心研究。

丙烷脱氢技术中的催化剂再进一步，研发出了全新的催化剂——氧化钛-镍复合催化剂。

那么这种全新的催化剂有什么好处呢？

过去在丙烷脱氢制备丙烯的工艺中的催化剂，使用的是贵金属，或者具有高毒性的元素进行制作。

所以天津大学就开始思索，是不是可以将制作价格低廉，而且对环境没有破坏性的东西，促进催化效果。

有了这一思路，天津大学就在这方面进行了投入，最终就研发出了这款全新的氧化钛-镍复合催化剂。

首先钛和镍这两种元素，在中国有着丰富的储藏，而且效果比之前的催化剂节约30％到50％的成本。

真正实现了无毒化和低能耗化。

当然这个成果还停留在实验室内，但从实验室走出来，它必然会成为丙烯制作工艺中的一环，真正让整套工艺实现高效，廉洁和环保相结合的生产。

最后在说一句，这项成果，在今年的七月十九号发布在《科学》杂志上。