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成果信息
本所于自上世紀(jì)80年代開(kāi)始甲烷直接轉(zhuǎn)化制乙烯(OCM)的研究開(kāi)發(fā)工作。在過(guò)去的二十多年時(shí)間里，我們研究了大量的催化劑，積累了豐富的有關(guān)反應(yīng)條件、反應(yīng)機(jī)理、催化劑制備和催化劑表征的經(jīng)驗(yàn)。在反應(yīng)工藝和工程化研究方面也都取得了突破性進(jìn)展。在催化劑方面，我所開(kāi)發(fā)的W-Mn/SiO2體系催化劑具有卓越的催化性能。該催化劑具有活性好，選擇性高，穩(wěn)定性好，適合流化床和加壓操作；時(shí)空產(chǎn)率大；產(chǎn)物中烯烷比高，碳利用率高；批量生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，被公認(rèn)為是目前世界上最具有工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值的甲烷氧化偶聯(lián)催化劑。 該催化體系具有如下特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)： （1）活性、選擇性高，穩(wěn)定性好，主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 （2）產(chǎn)物中乙烯/乙烷的比例高； （3）總碳的利用率，即生成乙烯、乙烷和CO的總選擇性可達(dá)90%以上，CO2生成率低，CO生成率高，從而減少了CO2的排放和碳損失，有利于環(huán)保； （4）適合于固定床和流化床加壓操作； （5）實(shí)現(xiàn)了催化劑的混漿噴霧干燥成型的批量制備，得到了磨損指數(shù)合格、活性、選擇性重現(xiàn)性好的流化床用微球催化劑，為該類催化劑的工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。)
背景介紹
煤層氣(又稱瓦斯CBM)是一種優(yōu)質(zhì)的清潔能源，近年來(lái)，世界各國(guó)高度關(guān)心煤層氣的開(kāi)發(fā)動(dòng)向，煤層氣的資源量253萬(wàn)億立方米，主要分布在前蘇聯(lián)、中國(guó)和北美地區(qū)。美國(guó)和澳大利亞的煤層氣開(kāi)發(fā)成熟活躍，中國(guó)、加拿大、印尼以及歐洲各國(guó)也已開(kāi)始開(kāi)發(fā)。2010年國(guó)家能源局已啟動(dòng)煤層氣(煤礦瓦斯)開(kāi)發(fā)利用十二五規(guī)劃編制課題研究。我國(guó)的煤層氣資源豐富，埋深2000米，以淺的煤層氣地質(zhì)資源量約為36.8l萬(wàn)億立方米。隨著對(duì)抽放力度的加大，我國(guó)的煤層氣抽采量逐年遞增，但是對(duì)煤層氣的利用還停留在很低的水平，尤其是化工應(yīng)用方面。煤層氣主要成分是高純度甲烷（大于95%），還有少量二氧化碳、氮、氫以及烴類化合物。利用廉價(jià)的煤層氣開(kāi)展一步合成烯烴及含氧化合物等高附加值化學(xué)品越來(lái)越備受關(guān)注，而由煤層氣中甲烷直接制備當(dāng)代石油化工產(chǎn)業(yè)的龍頭產(chǎn)品乙烯被認(rèn)為是其代表性反應(yīng)更被大力重視。)
應(yīng)用前景
隨著石油儲(chǔ)量的減小，生產(chǎn)乙烯所用石腦油裂解法的成本也會(huì)相應(yīng)增加。因此，利用煤層氣中甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯技術(shù)將會(huì)有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。另外，甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯的經(jīng)濟(jì)效益還體現(xiàn)在它的下游產(chǎn)品增值上。由于甲烷氧化偶聯(lián)的生產(chǎn)規(guī)?？筛鶕?jù)需要設(shè)計(jì)，對(duì)乙烯生產(chǎn)成本無(wú)明顯影響。因此，該技術(shù)非常適合應(yīng)用于利用煤層氣進(jìn)行精細(xì)化學(xué)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。 )
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