北京時間7月28日凌晨,《科學》雜志在線發(fā)表了中國科學家在化工領域的重要研究成果——天津大學低碳能源化工研究團隊經(jīng)過潛心技術(shù)攻關,提出從催化劑結(jié)構(gòu)設計到反應熱量高效利用的新概念,成功打破傳統(tǒng)反應熱力學限制,奠定了丙烷脫氫新工藝的科學基礎。
丙烯在全球石化產(chǎn)業(yè)鏈中具有重要地位,是生產(chǎn)塑料制品、醫(yī)療用品、汽車用品、建筑材料等下游產(chǎn)品的關鍵基礎化工原料。我國丙烯需求和生產(chǎn)位居全球第一,但當前較為先進的丙烷直接脫氫制丙烯技術(shù)高度依賴進口,并且其反應過程吸收大量熱量,產(chǎn)生較高碳排放。目前丙烯生產(chǎn)分別占我國和全球石化工業(yè)碳排放總量的8%和5%。因此,國內(nèi)外對綠色低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)極為重視。
面向世界科技前沿、國家重大需求和經(jīng)濟社會發(fā)展目標,天津大學鞏金龍教授帶領的研究團隊潛心攻關,對上千種催化劑開展了測試和表征工作,從反應和傳熱的科學本質(zhì)出發(fā),提出了儲量豐富的金屬氧化物結(jié)構(gòu)化設計方法,發(fā)現(xiàn)了催化劑結(jié)構(gòu)對丙烷轉(zhuǎn)化的影響規(guī)律,明確了反應中間物種遷移對不同反應的串聯(lián)作用機制;經(jīng)過系統(tǒng)的工藝條件探索,建立了反應器內(nèi)熱量集成利用的技術(shù)策略,開發(fā)了丙烷直接脫氫吸熱反應與選擇性燃燒放熱反應的耦合工藝,成功突破了傳統(tǒng)直接脫氫工藝的技術(shù)局限。
與傳統(tǒng)工藝相比,該制備工藝反應溫度可降低30至50攝氏度,預期能耗可降低20%至30%,有望大幅降低二氧化碳排放。(完)
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