我国合成气直接制烯烃研究取得重大q展
2016-10-9 来源:中国聚合物网 点击?/span>
关键词：(x)烯烃 研究
从中U院hQ中国科学院上v高等研究院和上vU技大学联合U研团队在合成气直接制烯烃方面取得重大进展，《自然?Nature)杂志?0?日发表了(jin)相关成果。通过采用全新催化剂活性位l构Q该研I实C(jin)在温和条件下合成气高选择性直接制备烯烃，Ҏ(gu)展合成气催化转化领域有重大意义。同Ӟ该项研究成果h很高的经效益，有利于?j)进我国煤化工的发展?br />
合成气经Ҏ(gu)反应路线直接制烯烃，是指CO和H2在催化剂作用下，通过Ҏ(gu)(Fischer-TropschQ简UFT)反应路线合成烯烃(也称FTO)的过E。在FT合成反应中，一般认为先q行x键断裂Ş成碳吔R中间物种Q再发生碳q接形成不同链长度的物。针对经典的FT机理Q一般认Z物的铑֢长服从聚合机理，即物选择性近似遵循Amderson-Schulz-Flory(ASF)分布Q不同的铑֢长因?)数值对应不同的产物分布。目前，FTO存在的主要问题是烯烃选择性的提高?qing)物分布的有效控制。由于FTO是强攄反应Q过高的反应热容易引起局部过热，发生飞温现象Q促(j)q甲烷化和积的发生Q尤其是׃ASF分布规律以及(qing)动力学和热力学等斚w的限Ӟ大量甲烷的生成严重降低了(jin)ȝ烃收率。此外，׃在FT合成q程中烯烃作ZU中间物，极易发生二次加氢反应转化为饱和烷烃，从而进一步降低烯烃选择性。鉴于合成气直接制备烯烃路线受上q因素的制约Qؓ(f)?jin)实现很好的FTO催化性能Q设法摆脱ASF分布的限Ӟ同时体现低甲烷选择性及(qing)高烯烃选择性，有必要开发全新的催化zL位l构?br />
中科院上高研院低碳转化U学与工E重点实验室(低碳转化实验?主要开展含源低{化利用核?j)技术的研发。ؓ(f)?jin)对发展非石油依赖型的能源化工业提供技术支撑和解决Ҏ(gu)Q低{化实验室一直致力于合成气催化{化构效关pd反应|络的研I以?qing)催化剂的研发。最q，低碳转化实验室创造性地研发?jin)一U全新的催化剂，发现在温和的反应条g?250 oC?~5 atm)Q该催化剂可实现高选择性合成气直接制备烯烃Q甲烷选择性可低至5%Q低烯烃选择性可?0%Qȝ烃选择性高?0%以上Q烯/h可高?0以上;同时Q物碳数呈现显著的H区间高选择性分布，C2-15选择性占90%以上Q物分布完全不服从l典的ASF规律Q体现出很好的FTO性能。ؓ(f)?jin)确定活性位的本质，该实验室通过深入的构效关pȝIƈl合DFT理论计算Q确定活性位l构是暴露面为{101}和{020}的Co2CU米q六面体。Co2C一般被视ؓ(f)Co基FT催化剂失zȝ主要原因之一Q即在合成气转化q程中Co2CzL很低且CH4选择性很高。本工作揭示Co2C存在显著的晶面效应，相比于其它暴露面Q{101}晉非常有利于烯烃的生成Q同时{101}和{020}晉可有效抑制甲L(fng)形成。因此，暴露面ؓ(f){101}和{020}的Co2CU米q六面体呈现完全异于传lFTzL相的催化性能Q甲烷选择性很低而烯烃选择性很高，产物偏离l典ASF规律q体现窄(jing)区间高选择性分布?br />
q年来，为缓解对xa(b)资源的依赖，国内外研I主要以非石油\Uؓ(f)主，卛_用煤炭或天然气资源直接或间接制备烯烃。在目前的主工ZQ首先以煤或天然气制备合成气(主要成分是一氧化_氢气Q即CO和H2)Q然后由合成气{化制得的甲醇Q最l通过甲醇转化路线(包括甲醇制乙烯、丙烯的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺)生烯烃产品。该技术涉?qing)两大步骤，卛_成气l铜基催化剂合成甲醇Q甲醇经分子{催化剂转化为烯烃。无疑，如能减少反应步骤Q将合成气直接高选择性合成烯烃，体现出程更短、能耗更低的优势?br />
目前Q中U院上v高研院已与合作单位山西潞安集团等企业达成协议Q拟在催化剂攑֤制备、反应器设计?qing)工E开发等斚w共同合作Q力争尽快实现工业示范和产业化，?j)进我国煤化工的发展?br />
上v大学、华东师范大学、中U院物理研究所和化学研I所参与?jin)部分工作。此研I工作得C(jin)自然U学基金委、科学技术部、上市(jng)U委、山西潞安集团和中科院的大力支持?br />
免责声明Q部分资料来源于|络Q{载的目的在于传递更多信息及(qing)分nQƈ不意味着赞同其观Ҏ(gu)证实其真实性，
也不构成其他。仅提供交流q_Q不为其版权负责。如涉及(qing)侉|Q请联系我们?qing)时修改或删除?br>邮箱Qinfo@polymer.cn
Q责ȝ辑：(x)liuQ?
