煤經合成氣直接制低碳烯烴技術成功完成工業試驗

  近日,我所與陜西延長石油(集團)有限責任公司(以下簡稱“延長石油集團”)合作,在陜西榆林進行了煤經合成氣直接制低碳烯烴技術的工業中試試驗,取得圓滿成功,催化劑性能和反應過程的多項重要參數超過設計指標,總體性能優于實驗室水平。

  該技術基于我所包信和院士和潘秀蓮研究員領導的團隊取得的“合成氣轉化高選擇性制低碳烯烴”OX-ZEO原創性基礎研究成果(2016年發表于美國《科學》雜志,當年被評為中國科學十大進展),試驗開車一次成功,實現CO單程轉化率超過50%,低碳烯烴(乙烯、丙烯和丁烯)選擇性優于75%,是世界上首套基于該項創新成果的工業中試裝置。本次試驗的成功,進一步驗證了該技術路線的先進性和可行性,加快了該技術的產業化進程,將為我國進一步擺脫對原油進口的依賴,實現煤炭清潔利用提供一條全新的技術路線。

  OX-ZEO從原理上顛覆了90多年來煤化工一直沿襲的由德國科學家于上世紀20年代發明的費托合成路線,創造性地采用復合氧化物和分子篩耦合的催化新策略,創制新型復合催化劑,實現煤經合成氣(CO和H2混合氣體)直接制備轉化制低碳烯烴等高值化學品的新路線。該成果摒棄了傳統的高水耗和高能耗的水煤氣變換制氫過程以及中間產物(如甲醇和二甲醚等)轉化工藝,從原理上開創了一條低耗水(反應中沒有水循環,不排放廢水)進行煤經合成氣一步轉化的新途徑,初步回應了李克強總理“能不能不用水或少用水進行煤化工”的關切。這項成果被同行譽為“煤轉化領域里程碑式的重大突破”,《科學》雜志同期刊發了以“令人驚奇的選擇性”(Surprised by Selectivity)為題的專家評述文章,認為該過程未來在工業上將具有巨大的競爭力。

  OX-ZEO在2016年首次報道后,包信和和潘秀蓮領導的團隊立即與劉中民院士領導的應用開發團隊進行合作,優勢互補、強強聯合,大力推動該技術的應用研究,并積極與延長石油集團合作,實現高端架構、產研融合。三年來,合作各方聚焦本領域世界科技前沿,緊扣國民經濟發展的重大需求,通力合作、奮力拼搏,攻克一道道技術難關、克服一個個實際困難,成功走出了一條從實驗室基礎研究成果到工業化開發的創新引領、協同攻關之路,為我國科技成果的轉化應用示范了一條有效新途徑。

 

  9月19日,中國科學院在我所舉行“煤經合成氣直接制低碳烯烴”技術工業試驗成果發布會。會議由中國科學院科學傳播局局長周德進主持。包括新華社、經濟日報、科技日報、中央廣播電視總臺央廣、中國科學報、中國化工報、環球財經、中國能源報、遼寧電視臺、遼寧日報、陜西日報、陜西電視臺、大連日報、大連電視臺、延長石油報等15家媒體記者出席了會議。

  會上,包信和詳細介紹了OX-ZEO基礎研究成果,并講述了與劉中民團隊攜手合作推進實驗室成果向產業化發展,以及與延長石油集團進一步合作進行工業化開發的歷程。延長石油集團董事長、黨委書記楊悅詳細回顧了與我所的合作歷史,并表示將持續強化與我所的戰略合作,加速合成氣直接制低碳烯烴技術工程化轉化和工業示范,盡早將該技術產業化。劉中民充分肯定了我所與延長石油集團的合作模式,同時表示將認真總結合作經驗,進一步創新合作體制機制,加快科技成果轉化力度,努力實現雙方更大的共贏。

  該項目得到中國科學院潔凈能源先導科技專項、中國科學技術部、國家自然科學基金委員會、以及我所的資助。(文/石瑛 圖/張洪華、鐘國飛、劉萬生)

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