【播资讯】明升体育煤炭变塑料是什么魔法? 双碳之路无限可能
栏目:专题报道 发布时间:2024-01-10

  明升体育生活中常见的塑料和化纤等制品,都来源于小分子的烯烃(低碳烯烃),这些小分子烯烃一般是从石油中制得的。但是,我国的资源禀赋特点是富煤贫油,如果能用煤炭来制备低碳烯烃,不仅可以改善对石油的依赖,还可以提升煤炭的附加值,是一举两得的好事!

  那么,我国目前在煤炭转化领域有什么突破性的进展,对“双碳”目标的实现又有什么贡献呢?今天就由中国科学院大连化学物理研究所潘秀莲研究员带我们共同解读。

  研究员,国家杰出青年科学基金获得者。主要致力于能源转化过程中的催化作用基础研究,以第二完成人参与完成的“纳米限域催化”项目,获得2020年度国家自然科学奖一等奖,实现了合成气直接制低碳烯烃等高值化学品的新过程。

  答:一个途径就是使用可再生能源,包括光能、风能等。另一个途径就是节能减排,用更先进的技术取代不够清洁高效的技术,就可以减少能源损耗,降低二氧化碳的排放。

  例如,我们现在认为煤炭是不清洁的能源,实际上我们如果能有更先进的技术,也可以在使用煤炭时尽量降低二氧化碳排放。

  答:我们国家能源禀赋特点是贫油少气,相对来说是富煤的。现在石油的对外依存度超过了70%,这些石油除了用于交通运输的燃料之外,还有很多是用来制造化学品的。那么,有没有可能利用相对富裕的煤去制造这些化学品,就是我们要研究的一个重要方面。

  煤不仅可以用作燃料,还可以把它转化成附加值比较高的化学品明升体育,例如我们比较关心的低碳烯烃这类物质。低碳烯烃包括乙烯、丙烯等,用处非常广,我们日常生活中使用的各种塑料都与它们相关,例如聚乙烯,聚丙烯等。当然,把煤变成我们交通工具中用的燃料油,也是可以的。

  答:1925年的时候,两位德国科学家发明了费托合成技术,成为煤制油的关键技术。费托合成技术就是把煤变为合成气(一氧化碳和氢气的混合气),然后再转化为合成燃料,例如汽油、柴油等。这些油品的本质是碳氢化合物明升体育,而低碳烯烃也是碳氢化合物,所以人们就想将这一技术作为蓝本,进行一些改进和修饰,来合成碳链相对短一点的烯烃。

  答:主要是产物的选择性。传统的费托合成技术使用铁、钴等金属做催化剂,具有开放的表面。一氧化碳在这个表面上活化之后生成一系列中间体,由于表面的开放性,这些中间体可以随机连接起来,生成长短不一的碳链,理论上,这些碳链的长度是无法控制的。理论计算表明,我们所需要的二碳到四碳烯烃的产量只有60%以下明升体育,选择效率比较低。

  还有一个问题在于,一氧化碳是由一个碳原子和一个氧原子组成的,但低碳烯烃并不含氧,因此需要把氧拿走。传统方法是用氢把氧拿走,而氢来自于水,因此这个过程需要消耗大量的水,还要多进行一步水煤气变换,增加了能耗。

  首先,我们使用的催化剂与传统催化剂不同,具有双功能。它可以先把一氧化碳和氢活化,结合成中间体,再配合它的分子筛功能,把中间体限制在分子筛的孔道里面,通过孔道的限域作用明升体育,有效控制产物的碳链长度。2016年的时候,我们的选择效率就做到了80%,现在可以做到高于90%,这是一个很大的突破。

  另外,我们不再用氢拿走一氧化碳里面的氧,而是通过另一个一氧化碳来实现,这样就少了水煤气变换,可以减少流程并降低能耗,碳排放就会相对减少。同时,反应过程中不再需要添加水、排放废水。

  2016年我们取得了基础研究的成果,发表了论文;2019年跟合作企业在陕西开展了工业性实验,规模年产量达到千吨级,这一试验在2020年完成。目前,我们跟企业还在做进一步的沟通合作,进行催化剂的更新迭代和工艺流程的优化。在催化剂更新迭代方面明升体育,我们希望能够进一步提升选择效率的同时,降低水耗和能耗。在流程优化方面,我们希望在流程上更加高效的同时,做到更加低碳、更加清洁。

  答:这项技术会对“双碳”目标的实现有贡献。第一,工艺流程缩短意味着能耗会降低,也就意味着二氧化碳排放量可以降低。第二,我们减少了水耗和废水排放,这也是很重要的贡献。

  答:国际上有非常多的科学家在研究这一领域,但一直没有突破。我认为的原因是理论受限。如果用传统催化剂,它的反应机理是固定的,按照这个机理,就一定会存在理论极限,很难突破。这也是我们开始的时候走了很多弯路,一直没有突破的原因。

  所以,我们后来选择采用完全不一样的原创概念催化体系,包括双功能分离的概念和纳米限域催化理论。正是在全新理论的指导下,才能做出催化剂的创新。

  生活中常见的塑料和化纤等制品,都来源于小分子的烯烃(低碳烯烃),这些小分子烯烃一般是从石油中制...更多

  2月4日,阿拉善盟举行2023年“绿电招商”专场推介会暨重点项目集中签约仪式,成功签约32个项目协议...更多

  《经济参考报》2月7日刊发文章《各地重大水利工程建设加快推进》。文章称,2月6日,安徽省凤凰山水...更多

  贵州省能源局消息,截至2月1日,全省具备复工复产条件的343处煤矿均已全部复工复产。至此,全省煤矿...更多

  从中国石油塔里木油田获悉:截至2月3日,塔里木油田天然气累计产量突破4000亿立方米,为民生用气提...更多

  据一位知情官员透露,作为地震发生后的预防措施,土耳其已停止向其位于地中海沿岸的杰伊汉出口码头...更多

  最近,盐城滨海县供电公司专利“强散热型高压开关柜”在大幅提高高压开关柜的散热性能的前提下,实...更多

  最近,为积极响应省公司迎峰度冬节约用电专项行动,引导广大居民群众节约用电,盐城东台区供电公司...更多

  最近,盐城供电输电运检中心通过红外热像仪等技术设备,对市区重要35千伏、110千伏电缆线路进行红外...更多

  2023年2月1日,中曼集团高级副总裁叶吉峰与BPRumaila油田总经理OrkhanGuliyevy等高层领导在迪拜召开...更多

  天天头条:港股异动 百度集团升近8%,百度“类ChatGPT应用”文心一言将于3月份完成内测

  世界资讯:盘中速览 三大指数集体上涨,科指涨近2%;科技股、地产股等全线%

  环球新消息丨悲观情绪逐渐消散!萨默斯之后,高盛也认为美国“衰退概率变小”

  焦点快看:“顶流”丘栋荣兔年首份策略曝光:将把成长性放在靠前位置,基本金属最被看好且配置最多

  前沿资讯!公告精选 融创中国1月销售同比降74.1%至72.3亿元;协和新能源1月发电量增近50%

  睿帆科技荣膺《2022·爱分析数据库厂商全景报告》分析型数据库领域代表厂商

  热文:国内景点酒店订单翻倍式增长 出境游强势重启!旅游需求能否持续爆发?

  深圳成功发行2022年离岸人民币地方债 本次发行债券规模为50亿元人民币

  全国增设29个国家进口贸易促进创新示范区 深圳前海蛇口自贸片区和广州黄埔区入选

  镁信健康张小栋:联动医疗、医药和保险公司等主体 在普惠健康目标下探寻产业协同新模式

  UCMT洞察 制造业迎来新机遇,企业智能化转型过程中,管理者该怎么做?

  比亚迪三季报新能源汽车销量持续创历史新高 业内人士认为四季度业绩有望再超预期

  财报网(,定位为专业财经门户网站,经过多年来的专注、专业耕耘,已逐步确立了业内优势地位和品牌影响力。网站以财经报道、资讯传播和财经服务为主要发展方向,致力于打造“权威性的财经网站和影响力的互动平台”......详情