我國突破丙烯生產(chǎn)新工藝 打破傳統(tǒng)反應熱力學限制

科技日報記者 陳曦 通訊員 趙暉

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)過潛心技術攻關，提出從催化劑結構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，國內外對綠色低碳烯烴生產(chǎn)技術的研發(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出發(fā)，提出了儲量豐富的金屬氧化物結構化設計方法，發(fā)現(xiàn)了催化劑結構對丙烷轉化的影響規(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，建立了反應器內熱量集成利用的技術策略，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局限。

與傳統(tǒng)工藝相比，該制備工藝反應溫度可降低30℃—50℃，預期能耗可降低20%—30%，有望大幅降低二氧化碳的排放。

烯烴的生產(chǎn)技術是一個國家化工行業(yè)的科學技術水平的重要標志。該丙烯生產(chǎn)新技術，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)領域的核心競爭力具有重要意義。

目前，該項創(chuàng)新技術已獲多項國家專利授權，并已進入工業(yè)實驗階段。（天津大學供圖）