大连日报记者 谢小芳  发布时间：2016-03-08

　　来源：大连晚报

　　本报讯 德国科学家费舍尔和托普希1923年发明的煤经合成气生产高碳化学品和液体燃料的费-托过程被中科院大连化物所研究人员颠覆。包信和院士和潘秀莲研究员领导的团队摒弃高水耗和高能耗水煤气变换制氢过程，直接采用煤气化产生的混合气体（经纯化），高选择性地获得低碳烯烃。该研究成果3月4日在美国《科学》杂志上发表，过程已申报中国发明专利和国际PCT专利，被誉为“煤化工研究领域里程碑式的重大突破”。《科学》杂志同期刊发了以《令人惊奇的选择性》为题的专家评述文章，认为该过程未来在工业上将具有巨大竞争力。

　　烯烃是重要的化工原料，高端如航天飞机，日常如生活用品，所用塑料都从烯烃生产而来。国内外大都采用石油生产烯烃，而对于60%以上石油需要进口、能源结构以煤为主且水资源日益短缺的中国而言，在煤制烯烃领域取得这一新突破的重要性不言而喻。

　　大连化物所研究人员创制的过程采用部分还原的复合氧化物作催化剂，CO分子在催化剂氧缺陷位上吸附并解离，气相氢分子选择性地与解离生成的C原子反应生成亚甲基自由基，而催化剂表面CO解离生成的氧原子倾向于与另一个CO反应，形成CO2。与费-托过程不同，在氧缺陷位产生的亚甲基自由基，不在催化剂表面停留或发生表面聚合反应，而是迅速进入分子筛孔道，在孔道限域环境中进行择形偶联反应，定向生成低碳烯烃，提高了产物的选择性。通过对分子筛孔道和酸性质的调控，可以实现产物分子的可控调变。

　　这一突破，通过以CO替代H2来消除烃类形成中多余的氧原子，在反应不改变CO2总排放情况下，摒弃高耗能和高耗水的水煤气变换反应，开创一条低耗水（结构上没有水循环）进行煤转化的新途径。通过创造性将氧化物催化剂与分子筛复合，巧妙实现CO活化和中间体偶联等两种催化活性中心的有效分离，把费-托技术上“漫无目的、无拘无束”生长的“自由基”控制在一个“笼子”（分子筛）里，通过限制其行为，使其最终变成低碳烯烃。

　　新发明的过程除节水和在工艺上降低CO2排放外，还有很高的经济效益。初步评估，在现有条件下该过程内部收益率（IRR）可达14%以上。经认真评估和协商，大连化物所已与国内重要化工企业和国外著名化学公司达成初步协议，在催化剂制备和工艺过程开发等方面合作，力争尽快实现工业示范和产业化。

　　大连化物所团队耗费9年多时间完成这一研究成果，并与国内多家科研单位合作，使用了多种自主研制的高端研究装置。

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