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煤制烯烃将告别高水耗高能耗

煤制烯烃将告别高水耗高能耗

  我国科学家的一项研究成果颠覆了90多年来国际煤化工领域一直沿袭的费托过程,被业界誉为“煤转化领域里程碑式的重大突破”。相关文章发表在3月4日出版的美国《科学》杂志上。

  4日,这一研究团队带头人、全国人大代表、中科院大连化学物理所包信和院士在京接受采访时介绍,其领导的团队发现了煤化工的新过程,即摒弃了高水耗和高能耗的水煤气变换制氢过程,直接采用煤气化产生的混合气体,高选择性地获得低碳烯烃。

  德国科学家费舍尔和托普希1923年发明了煤经合成气生产高碳化学品和液体燃料的费托过程。尽管该过程并不完美,产生大量CO2,消耗大量水,且产物选择性差,后续处理消耗大量能量,但却一直被认为不可替代。

  包信和介绍,与费托过程不同,其团队创制的过程采用部分还原的复幸运飞艇合氧化物作催化剂,CO分子在催化剂氧缺陷位上吸附并解离,气相氢分子选择性地与解离生成的C原子反应生成亚甲基自由基,而催化剂表面CO解离生幸运飞艇成的氧原子倾向于与另一个CO反应,形成CO2。同时,在氧缺陷位产生的亚甲基自由基不在催化剂表面停留或发生表面聚合反应,而是迅速进入分子筛孔道,在孔道限域环境中进行择形偶联反应,定向生成低碳烯烃。

  塑料都从烯烃生产而来。国内外大都采用石油生产烯烃,对石油短缺的中国而言,在煤制烯烃领域取得突破的重要性不言而喻。包信和团队历时9年完成了这一研究成果,已申报中国发明专利和国际PCT专利,今天《科学》同期刊发了以“令人惊奇的选择性”为题的专家评述文章,认为该过程未来在工业上将具有巨大的竞争力。

  (原载于《科技日报》 2016-03-05 01版)