7月28日,國際學(xué)術(shù)權(quán)威期刊《科學(xué)》在線發(fā)表了中國科學(xué)家在化工領(lǐng)域的重要研究成果:天津大學(xué)低碳能源化工研究團隊經(jīng)過潛心技術(shù)攻關(guān),提出從催化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計到反應(yīng)熱量高效利用的新概念,成功打破傳統(tǒng)反應(yīng)熱力學(xué)限制,奠定了丙烷脫氫新工藝的科學(xué)基礎(chǔ)。
與傳統(tǒng)工藝相比,該制備工藝的反應(yīng)溫度可降低30℃~50℃,預(yù)期能耗可降低20%~30%,有望大幅降低二氧化碳排放。目前,該項創(chuàng)新技術(shù)已獲多項國家專利授權(quán),并已進入工業(yè)試驗階段。
據(jù)記者了解,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(guān)鍵基礎(chǔ)化工原料。我國丙烯需求和生產(chǎn)位居全球第一,但當(dāng)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(yīng)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(biāo),天津大學(xué)鞏金龍教授帶領(lǐng)的研究團隊潛心攻關(guān),對上千種催化劑開展了測試和表征工作,從反應(yīng)和傳熱的科學(xué)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(shè)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(yīng)中間物種遷移對不同反應(yīng)的串聯(lián)作用機制。
在此基礎(chǔ)上,研究團隊經(jīng)過系統(tǒng)的工藝條件探索,建立了反應(yīng)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(yīng)與選擇性燃燒放熱反應(yīng)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。
烯烴的生產(chǎn)技術(shù)是衡量一個國家化工行業(yè)科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。天津大學(xué)此次開發(fā)的丙烯生產(chǎn)新技術(shù),有望推動烯烴生產(chǎn)的綠色低碳發(fā)展,對提升我國在烯烴生產(chǎn)領(lǐng)域的核心競爭力具有重要意義。
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