來源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》
發(fā)布時(shí)間：2019-11-27
本報(bào)訊（記者倪思潔）11月26日，“合成氣制高碳醇Co-Co2C（鈷—碳化鈷）基催化劑的創(chuàng)制及其在萬噸級(jí)裝置上的評(píng)價(jià)試驗(yàn)”在京通過了科技成果鑒定，鑒定由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織。該技術(shù)試驗(yàn)隸屬于中國(guó)科學(xué)院A類戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)，是專項(xiàng)重大科技任務(wù)“合成氣制混合醇聯(lián)產(chǎn)柴油萬噸/年級(jí)工業(yè)示范”的階段性研究成果。
高碳醇是重要的精細(xì)化工原料，用于合成增塑劑、洗滌劑、表面活性劑及多種精細(xì)化學(xué)品，其后加工產(chǎn)品在紡織、造紙、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。“比如說，人們?nèi)粘Ｊ褂玫南窗l(fā)水就來自高碳醇。”中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡(jiǎn)稱大連化物所）研究員丁云杰說。
隨著我國(guó)精細(xì)化工行業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)高碳醇市場(chǎng)年均需求量超過200萬噸，且以年均10%的速率遞增。但長(zhǎng)期以來，國(guó)際主流的高碳醇生產(chǎn)方法——高碳烯烴氫甲酰化法的原料和工藝技術(shù)被國(guó)外壟斷。國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍用棕櫚油等油脂加氫生產(chǎn)高碳醇，年產(chǎn)能約70萬噸，所用原料全部依賴進(jìn)口、價(jià)格昂貴且來源不穩(wěn)定。
面對(duì)窘境，科學(xué)家一直思考，我國(guó)缺油但富煤，有沒有可能用煤直接生產(chǎn)出高碳醇？帶著這一想法，2004年，丁云杰帶領(lǐng)課題組研發(fā)出一種新的催化劑——新型鈷—碳化鈷基催化劑。這種催化劑可以讓由煤產(chǎn)生的合成氣一步制出高碳醇。2018年，大連化物所與陜西延長(zhǎng)石油榆林煤化有限公司共同啟動(dòng)了“合成氣制混合醇聯(lián)產(chǎn)柴油萬噸/年級(jí)工業(yè)示范”項(xiàng)目。
丁云杰介紹，該項(xiàng)目首次采用鈷—碳化鈷基催化劑，在大型漿態(tài)床反應(yīng)器中完成了世界首例合成氣一步制高碳醇聯(lián)產(chǎn)液體燃料的萬噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)。今年10月31日至11月2日，該工業(yè)試驗(yàn)通過了連續(xù)72小時(shí)催化劑性能考核。在裝置負(fù)荷30%的條件下，合成氣總轉(zhuǎn)化率大于84%，甲烷選擇性低于6%，醇/醛總選擇性高于42%。
此外，項(xiàng)目還可以通過調(diào)變催化劑改變產(chǎn)物中高碳醇與液體燃料的比例，符合我國(guó)大力發(fā)展煤制液體燃料、保障國(guó)家能源安全的指導(dǎo)思想，能顯著提升煤制燃料企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高裝置經(jīng)濟(jì)性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。同時(shí)，以高碳醇為原料可以生產(chǎn)高碳α—烯烴，從而緩解我國(guó)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油供應(yīng)緊張局面。項(xiàng)目所用催化劑載體為碳材料，易于回收處理，可實(shí)現(xiàn)低固廢甚至無固廢。
成果鑒定委員會(huì)專家認(rèn)為，合成氣制高碳醇鈷—碳化鈷基催化劑獲授權(quán)發(fā)明專利11件，屬于原創(chuàng)性技術(shù)，指標(biāo)先進(jìn)、應(yīng)用性強(qiáng)，居國(guó)際領(lǐng)先水平。專家建議，加快全流程工業(yè)示范裝置建設(shè)。
中科院院士、清華大學(xué)化學(xué)系教授李亞棟評(píng)價(jià)，該項(xiàng)目開拓了一條合成氣清潔轉(zhuǎn)化直接制高碳醇等高附加值精細(xì)化學(xué)品的新途徑，為合成氣中氧元素的高值化利用提供了新的發(fā)展方向，是合成氣化工向高值化、精細(xì)化轉(zhuǎn)型的重大進(jìn)展。該項(xiàng)目的推廣實(shí)施將為以高碳醇為原料的精細(xì)化工行業(yè)提供廉價(jià)而充足的原料來源。
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