Ny katalysatormetode lover bedre brug af syngas, kul

Verdens første projekt til industrielt at syntetisere 25 kt/a af højere alkoholer fra syngas bestod en kontinuerlig 72-timers katalysatorpræstationstest den 3. november, 2019 i Yulin, Shaanxi -provinsen, Kina.

Projektet, udviklet af forskere fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) fra det kinesiske videnskabsakademi, tilbyder en ny metode til direkte syntetisering af finkemikalier med høj værditilvækst fra syngas og foreslår nye måder til rent omdannelse og udnyttelse af kulressourcer.

Resultaterne af katalysatortesten viste, at ved 30% af katalysatorbelastningen, den samlede omdannelse af syngas oversteg 84%; selektiviteten af ​​metan var mindre end 6%; og selektiviteten af ​​alkoholer/aldehyder/olefiner oversteg 60%.

Højere alkoholer - nøgleprodukterne i denne proces - bruges ofte som mellemprodukter i syntesen af ​​blødgørere, rengøringsmidler og smøremidler, og produceres generelt gennem Ziegler- og Oxo -processerne. Imidlertid, disse processer indebærer ulemper, såsom besværlige trin samt brug af farlige katalysatorer i Ziegler -processen.

DICP-forskere og deres samarbejdspartnere har udført grundforskning og industriel testning af højselektivitetsproduktion af højere alkoholer fra syngas over co-baserede katalysatorer siden 2004. Som en del af deres forskning har de designede en række nye Co-baserede katalysatorer, nemlig, aktivt kul understøttet Co-Co ₂ C -katalysatorer. Det aktive sted for disse katalysatorer formodes at være grænsefladepladserne mellem metallisk Co og cobaltcarbid (Co ₂ C).

Forskerne foreslog også den mekanisme, hvormed alkoholer dannes på grænsefladestederne mellem Co og Co ₂ C -websteder. Det er, CO -molekyler adsorberes associativt på overfladen af ​​Co ₂ C -steder og derefter indsat i alkylkæden dannet på de tilstødende metalliske Co -steder.

Den nye katalytiske metode kan gøre Fischer-Tropsch-syntese (FTS) mere praktisk. FTS er en af ​​de mest alsidige processer til konvertering af syngas (CO+H ₂ ) afledt af kul naturgas, og biomasse til forskellige kemiske produkter. FTS er kendt for at producere paraffiner af høj kvalitet. Ud over, brug af FTS til direkte at syntetisere olefiner og oxygenater (hovedsageligt lineære a-alkoholer) fra syngas er en lovende "one-pot-one-step" metode på grund af den høje merværdi og store potentielle efterspørgsel efter disse olefin- og oxygenatprodukter. Imidlertid, intet katalytisk system har fungeret tilstrækkeligt godt til industriel implementering til dato.

Resultaterne af den nuværende katalysatortest tyder på, at den direkte omdannelse af syngas til finkemikalier med høj værdi nu kan opnås i industriel skala, hvilket tyder på mange flere muligheder for rent og effektivt at udnytte kulressourcer.