综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

国内外稀土催化领域现状浅析

日期: 2019-08-05
浏览次数: 140

来源:金智创新

摘要:镧、铈和镨等元素具有独特的4f电子层结构,在化学反应中具有良好的助催化作用,因此被用作优良的添加剂和助催化剂。在工业应用中主要有分子筛稀土催化材料、稀土钙钛矿催化材料和铈锆固溶体催化材料等三类材料,用于石油裂变催化和环保催化等。受全球经济环境影响,国内稀土催化材料发展升级,由质量增长逐步转型为质量提升。

稀土催化材料是添加镧、铈和镨等轻稀土的化合物,通过深加工作为助剂和添加剂,常用方法有机械混合法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法等。下游应用领域包括石化、环保、材料合成、新能源和燃烧催化等领域,目前主要应用在石油催化裂化(FCC)和机动车尾气处理领域。2018年国内石油裂化催化剂产量20万吨,机动车尾气净化催化剂产量5600万升。

稀土助剂意义在于提高催化剂活性,降低成本

稀土在现代工业中很少用作主体催化剂,主要以助剂或催化剂的一种活性组分承担其催化功能。稀土助催化剂从结构和成分上分为三类,分子筛稀土催化剂、钙钛矿催化材料和铈锆固氧体催化材料,如图2所示。分子筛催化剂在掺入轻稀土材料镧和铈之后可以大幅提高其活性,国内主要应用于石油裂化催化领域,在实际使用中,稀土分子筛材料将原油转化率由35%~40%提高到70~80%,汽油产率会提高7~13%,同时能加工大量的劣质渣油。钙钛矿催化材料和铈锆固氧体催化材料主要应用于环保领域中的机动车尾气催化领域。传统的贵金属(铂、钯、铑)催化剂在低温环境下催化性能良好,但在高温时易烧结,失活,抗中毒能力差(铅、镉 )而且贵金属产量有限,价格高昂,轻稀土作为助剂能够有效解决此类问题。机动车尾气主要处理的成分有CO,NOX和碳氢化合物,目前稀土催化剂在CO和碳氢化合物催化效果良好,但在NOX方面差距较大,目前在机动车尾气领域,贵金属仍承担主催化剂。与产量有限,价格高昂的贵金属相比,轻稀土物美价廉。从2018年至2019年7月中旬氧化镧、氧化铈价格保持在12200-14200元/吨,并呈下降趋势。

国内稀土助剂应用比例小,机动车尾气领域应用差距大

从全球范围看,稀土功能性材料中催化领域占比最高19%,而我国稀土催化领域仅5%,如图3所示,总体上比例仍然存在不小的差距(考虑到石化领域中一部分也是催化材料的应用,即使加上石化领域仍然有差距),主要原因除了我国磁材行业发达外,稀土催化领域尤其是机动车尾气领域与国外差距较大。机动车尾气催化器本质是一系列化工材料的综合体,由催化剂载体、涂层、催化剂助剂和活性成分四部分组成,稀土材料充当助剂和提高活性的组分。目前国内机动车尾气领域由三巨头(德国巴斯夫占27%、比利时优科美占19%、英国庄信万丰占26%)把控72%的市场,此外美国格雷斯、日本NGK也占有一定市场份额,国内汽车尾气领域主要的企业贵研铂业、中自催化、威孚力达等竞争力不足,背后原因主要是缺乏催化材料核心技术(助剂和活性成分)。随着国Ⅵ标准的出台,新标准在国V标准排放废气的基础上加严30%,贵金属、稀土助剂等材料需求量增长超过100%,催化材料的需求缺口将会更大。现我国已经开发出满足国Ⅵ标准的稀土催化集成技术,将会刺激更多的企业在汽车尾气领域加大研发投入。

中石化稀土专利申请独居榜首,国内外石油裂化领域差距小

从专利方面看,我国在稀土方面的专利申请较晚,但是随着对专利的重视程度提升,国家对技术创新和专利保护力度的加强,国内申请专利数量从1996年以后开始大量增加,如表1所示。截止到2019年7月31日,全球各大公司的稀土专利排行中,中国石化以2904件专利申请排行第1,并且集中在稀土催化领域。2015-2018年国内每年石油裂化催化剂产量保持在20万吨左右,并且催化效率在不断提升,因此原油加工量也连续上升,2015原油加工量5.22亿吨,2018年已达到6.03亿吨,如图4所示。目前中石化等公司的催化裂化技术已经步入世界一流,国内外石油裂化领域差距缩小。

结语

稀土催化材料在石油裂化,汽车尾气领域应用广泛,轻稀土镧、铈、镨可以提高稀土催化剂的活性,耐温性和抗中毒能力,并且能降低整体成本。近年来国内以中石化为代表的的公司在稀土催化领域申请专利数量快速增加,国内石油裂化技术工艺与国外差距逐渐缩小,但是由于缺乏核心催化材料技术,我国在机动车尾气领域竞争力不足。



Hot News / 相关推荐
  • 2025 - 09 - 02
    点击次数: 20
    打算观看阅兵的各位请注意,我们迎来了一个千载难逢的爱国教育机会。这次阅兵不仅仅是一场视觉盛宴,也是一次深刻的心灵洗礼,更是对民族自信心和凝聚力的一次重要提升。在这70分钟的时间里,我们将见证历史的辉煌,感受国家的力量,这70分钟将会成为影响我们一生的宝贵时光。这场阅兵,我们至少要阐明三个重要的看点。首先,要看的是极致。给大家展示的,是军人每一个动作都精准无误的精湛技艺,这背后是无数次的重复训练和不...
  • 2025 - 09 - 02
    点击次数: 16
    来源:包头市工业和信息化局近日,包头稀土研究院新建5000吨稀土功能助剂中试生产线正式建成,进入设备调试阶段,预计8月底正式投入运行。稀土功能助剂中试生产线现场,高度自动化系统如同无形的指挥棒,精准调度着从原料精量投放到最终产品分装的全过程。中央控制室内,操作人员通过高清屏幕,实时追踪全产线的运行状况。这条全自动化智能稀土功能助剂中试生产线,可生产稀土热稳定剂、稀土阻燃剂和聚乳酸改性高分子专用料及...
  • 2025 - 09 - 02
    点击次数: 17
    来源:北京大学化学与分子工程学院受限于铈(III)较高的真空能级(6.35 eV),目前报道的铈(III)基材料的发光大多位于紫外至黄光区,进一步调节至橙光与红光的报道较少。即便对于研究较为成熟的无机固体材料,峰值发射也未突破700 nm。考虑到Ce元素较高的地壳丰度与深红光发射在光探测、转光与有机发光二极管等领域的应用潜力,开发一类具有深红光发射的铈(III)配合物有望在丰富基础研究的同时,为功...
  • 2025 - 09 - 01
    点击次数: 33
    来源:X-MOL近日,中国科学院福建物质结构研究所陈莲,洪茂椿院士团队设计合成了一系列超稳定的异双金属MOF,并实现了本征MOF创纪录的光催化制氢速率,更进一步研究了其均匀尺寸下的独特晶面依赖性光催化行为。该异双金属MOF的设计合成充分利用软硬酸碱理论,其中Cu+与N配位作为活性中心,而Zr4+/Hf4+与O配位形成高核簇作为稳定中心。空间分离可以避免Cu+的流失与团聚,并克服Cu+易于氧化的缺陷...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务