Page 93 - 《精细化工）》2023年第10期

第 40 卷第 10 期 精 细 化 工 Vol.40, No.10
2 023 年 10 月 FINE CHEMICALS Oct. 2023

综论
CO 气氛下乙烷氧化脱氢制乙烯催化剂研究进展
2

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杨 亮，宋庚哲，廖多华，马雪冬，李 爽
（西北大学 化工学院，陕西 西安 710069）

摘要：CO 2 是导致全球变暖的主要温室气体，又是宝贵的可再生 C1 资源，将其转化为有价值的化学品，在环境
保护和碳资源合理利用方面具有双重意义。作为页岩气的重要组成部分，乙烷高效催化转化制乙烯不仅具有重
要的理论研究意义，而且具有广阔的工业应用前景。在 CO 2 气氛下乙烷氧化脱氢制乙烯（CO 2 -ODHE）已成为
增产乙烯的有效手段之一。该文重点阐述了在 CO 2 -ODHE 反应中不同类型的催化剂及影响该反应催化活性和稳
定性的主要因素和关键问题，并对比介绍了乙烷直接氧化脱氢（O 2 -ODHE）和乙烷化学链氧化脱氢（CL-ODHE）。
最后，结合反应机制提出了构筑高效催化剂可能的方向和发展前景。
关键词：乙烷；氧化脱氢；催化剂；乙烯；CO 2
中图分类号：TQ221.2；TQ426 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 10-2171-09

Research progress on catalysts for oxidative dehydrogenation of
ethane to ethylene under CO 2 atmosphere

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YANG Liang, SONG Gengzhe, LIAO Duohua, MA Xuedong, LI Shuang
（School of Chemical Engineering, Northwest University, Xi'an 710069, Shaanxi, China）

Abstract: In addition to serving as a major greenhouse gas that contributes to global warming, CO 2 is also a
valued renewable C1 resource. Converting CO 2 into valuable chemicals has dual significance in both the
environmental protection and rational utilization of carbon resources. Efficient catalytic conversion of
ethane, a significant component of shale gas, to ethylene has important theoretical research significance and
broad industrial application prospects. Oxidative dehydrogenation of ethane under CO 2 atmosphere
(CO 2-ODHE) has become one of the most effective method for ethylene production improvement. Herein,
catalyst types, as well as main factors and key issues affacting the catalytic activity and stability of the
CO 2-ODHE reaction were mainly discussed. Meanwhile, the oxidative dehydrogenation of ethane
(O 2-ODHE) and chemical looping oxidative dehydrogenation of ethane (CL-ODHE) were introduced.
Finally, in combination with the reaction mechanism, the potential development directions for construction
of high-efficient catalysts were put forward.
Key words: ethane; oxidative dehydrogenation; catalysts; ethylene; CO 2

乙烯（C 2 H 4 ）是生产苯乙烯、环氧乙烷、氯乙 般通过提高反应温度、及时提供反应所需热量或者
[2]
烯、乙酸乙烯酯、功能烃、聚合物等化学品的基本 设计串联工艺实现 。乙烷直接脱氢制乙烯一般都
有机原料。近年来，随着页岩气的开采技术成熟， 需要催化剂再生，频繁的再生过程会加剧催化剂的
[3]
乙烷作为页岩气中含量第二的组分，其转化为乙烯 烧结等不可逆失活过程，减少催化剂寿命 。乙烷
[1]
的反应已引起人们广泛关注 。乙烷直接脱氢制乙 氧化脱氢（ODHE）是指将氧化剂引入到乙烷脱氢
烯是分子数增加的吸热反应，该反应需要在高温、 反应体系中，并与脱氢过程产生的氢气反应将其转
低压下进行，受热力学平衡限制。为提高收率，一 化为水，并释放大量热，从而建立了新的热力学平

收稿日期：2023-01-04; 定用日期：2023-03-15; DOI: 10.13550/j.jxhg.20230011
基金项目：国家自然科学基金项目（21878244）
作者简介：杨 亮（1999—），男，硕士生，E-mail：yangliang958@163.com。联系人：李 爽（1981—），女，教授，E-mail：
shuangli722@126.com。