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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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【新華網(wǎng)】中國煤化工研究取得突破 煤制烯烴將告別高耗水

2016-03-05 新華網(wǎng) 鄒偉 白國龍
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語音播報

  

[video:中國網(wǎng)絡電視臺-[新聞直播間]我國煤氣化制烯烴取得突破性進展]

  國際化工界90多年來一直沿襲、被視為不可替代的費托(F-T)過程,如今被中國科學家顛覆:他們摒棄了高水耗和高能耗的水煤氣變換制氫過程,創(chuàng)造性地直接采用煤氣化產(chǎn)生的合成氣,高選擇性地一步反應獲得低碳烯烴。

  這項技術發(fā)明被業(yè)界認為是“煤轉化領域里程碑式的重大突破”。全國人大代表、中國科學院大連化學物理研究所研究員、復旦大學教授、中國科學院院士包信和3月4日透露了這一最新研究成果。

  據(jù)介紹,德國科學家費舍爾和托普希1923年發(fā)明了煤經(jīng)合成氣生產(chǎn)高碳化學品和液體燃料的費托過程。該過程并不完美,除產(chǎn)生大量的二氧化碳以外,還要消耗大量的水,且產(chǎn)物選擇性差,后續(xù)處理消耗大量能量。

  與費托過程不同,包信和研究團隊創(chuàng)制的過程采用部分還原的復合氧化物作催化劑,CO分子在催化劑氧缺陷位上吸附并解離,氣相氫分子選擇性地與解離生成的C原子反應生成亞甲基自由基,而催化劑表面CO解離生成的氧原子傾向于與另一個CO反應,形成CO2。亞甲基自由基不在催化劑表面停留或發(fā)生表面聚合反應,而是迅速進入分子篩孔道,在孔道限域環(huán)境中進行擇形偶聯(lián)反應,定向生成低碳烯烴。

  “通過以CO替代H2來消除烴類形成中多余的氧原子,在反應不改變CO2總排放的情況下,摒棄了水煤氣變換反應,從原理上開創(chuàng)了一條低耗水進行煤轉化的新途徑?!卑藕驼f。

  同時,這一新過程通過創(chuàng)造性將氧化物催化劑與分子篩復合,巧妙地實現(xiàn)CO活化和中間體偶聯(lián)等兩種催化活性中心的有效分離,把費托過程中“漫無目的”生長的自由基控制在一個“籠子”(分子篩)里,使其變成想要的目標產(chǎn)物(低碳烯烴),破解了傳統(tǒng)催化反應中活性與選擇性此長彼消的“蹺蹺板”難題,為高效催化劑和催化反應過程的設計提供了指南。

  包信和帶領的研究團隊耗時9年完成了這一研究成果,相關文章將發(fā)表在美國《科學》雜志,并申報中國發(fā)明專利和國際PCT專利。然而,更讓他感到振奮的,是這項技術發(fā)明對國家能源安全和資源環(huán)境保護帶來的巨大意義。

  烯烴是重要的化工原料,高端如航天飛機,日常如生活用品,所用的塑料都是從烯烴生產(chǎn)而來。國內外大都采用石油生產(chǎn)烯烴,而對于60%以上石油需要進口、能源結構以煤為主且水資源日益短缺的中國而言,在煤制烯烴領域取得這一新突破的重要性不言而喻。

  “中國的發(fā)展依賴于技術的突破?!卑藕驼f,“我們必須走集約發(fā)展、綠色發(fā)展的道路,最根本的辦法是靠新技術更高效地利用現(xiàn)有資源,使其利用率更高、更環(huán)保?!?/p>

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  大連化物所煤氣化直接制烯烴研究獲重大突破

打印 責任編輯:侯茜

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