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科学家实现在温和条件下合成气直接制烯烃

国际优发娱乐官网网  来源:科学网  日期:2016-10-10
关键词: 合成气 烯烃 能源
    近日,中国科学院上海高等研究院和上海科技大学联合科研团队在合成气直接制烯烃方面取得重大进展,研究人员采用全新催化剂活性位结构,实现了在温和条件下合成气高选择性直接制备烯烃,对拓展合成气催化转化领域有重大意义。同时,该项研究成果具有很高的经济效益,将有利于促进我国煤化工的发展。相关成果10月6日在《自然》杂志发表。

    中科院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室主要开展含碳资源低碳转化利用核心技术的研发。最近,该实验室创造性地研发了一种全新的催化剂,发现在温和的反应条件下,该催化剂可实现高选择性合成气直接制备烯烃,甲烷选择性可低至5%,低碳烯烃选择性可达60%,总烯烃选择性高达80%以上,烯/烷比可高达30以上;同时,产物碳数呈现显著的窄区间高选择性分布,体现出很好的费托反应路线合成烯烃(FTO)性能。此外,研究人员还进一步确定了活性位的结构。
 
    研究者认为,基于我国缺油、少气、富煤的资源特点,该技术具有很强的工业应用前景及很高的经济效益。目前,中科院上海高等研究院已与合作单位山西潞安集团等企业达成协议,拟在催化剂放大制备、反应器设计及工艺过程开发等方面共同合作,力争尽快实现工业示范和产业化,促进我国煤化工的发展。
 
    在能源化工领域,烯烃是一种基础且非常重要的高附加值化工原料,烯烃产业的发展水平和市场供需平衡情况直接影响着整个化学工业的发展水平和产业规模。在目前的主流工艺中,首先以煤或天然气制备合成气,然后由合成气转化制得甲醇,最终通过甲醇转化路线生产烯烃产品。如能减少反应步骤,将合成气直接高选择性合成烯烃,将体现出流程更短、能耗更低的优势。
 
    目前,FTO存在的主要问题是烯烃选择性的提高及产物分布的有效控制。合成气直接制备烯烃路线受多种因素的制约,为了实现很好的FTO催化性能,同时体现低甲烷选择性及高烯烃选择性,有必要开发全新的催化活性位结构。
 
    上海大学、华东师范大学、中科院物理所和中科院化学所参加了部分工作。
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