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中科大:CO2制α烯烃技术研发与工业化前景展望

2024-09-02

α-烯烃主要包括丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、癸烯-1,以及C10-C20等线性α-烯烃(LAO)产品。主流的生产工艺有乙烯齐聚,混合C4分离,费托合成,石蜡裂解等。高端下游产品包括聚烯烃、POEPAO和高碳醇等。

 

中国科学技术大学曾杰教授、李洪良等人报道称设计并开发了一种Cu-Fe催化剂,可在常压下对CO2进行加氢,其长链烯烃(C4+=)选择性达到了66.9%,与在高压(35个大气压)下优化的最新催化剂的选择性(66.8%)相当。

 

该催化剂由CuFeO2活化而成,催化剂中含有CuFe氧化物和碳化铁,称为活化CuFeO2。氧化铁能通过水汽逆变换(RWGS)反应产生CO。同时,CO在碳化铁上发生碳化机理,并在铜与碳化铁的界面处发生了CO插入,二者存在的协同作用有效促进了C-C耦合,从而有利于生成C4+=

 

利用可再生能源的氢将CO2转化为长链烯烃(C4+=),是目前减少从石油资源中生产C4+=的一种化石能源清洁应用的方法。本项研究通过对CuFeO2催化剂进行活化,实现了在常压下CO2加氢高效转化为长链烃。

 

相关成果以Ambient-pressure hydrogenation of CO2 into long-chain olefins”为题发表在《自然·通讯》上。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-29971-5

 

中国科学技术大学将在亚化2024二氧化碳捕集封存与制高价值产品论坛做演讲,介绍CO2制α烯烃技术研发与工业化前景展望”

 

二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)是实现碳达峰碳中和的重要途径。20228月,工信部、发改委和生态环境部联合发布工业领域碳达峰实施方案,提出加快工业绿色低碳技术变革,突破推广碳捕集利用封存、温和条件二氧化碳资源化利用等关键核心技术2024年2月,《国务院办公厅关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》指出,支持二氧化碳资源化利用及固碳技术模式探索应用。

 

CO2捕集主要包括直接空气碳捕集(DAC)与工业尾气捕集两大路径。DAC极具发展潜力,仍处于技术研发和初步示范阶段,成本高昂。从石化、煤化、钢铁、水泥和电厂烟道气低成本捕集CO2是当前的主流方向,如何降低碳捕集的能耗是行业关注的重点。CO2捕集-转化一体化工艺有望大幅降低整体成本,正在引起行业关注。

 

《中国CO2利用技术与项目年度报告》数据显示,CO2制高价值产品主要有两条路径:化学合成与生物转化。盛虹石化10万吨/年二氧化碳制绿色甲醇项目已于2023年9月投产。CO2可以加氢化学合成甲醇、乙醇、甲烷、SAF、α烯烃、芳烃、汽油等绿色燃料和化学品;CO2也可以生物发酵法生产乙醇、甲烷、聚乳酸、PHA、蛋白质等高价值产品。中国企业和科研机构正在积极推进CO2制高价值产品技术的产业化示范。

 

2024二氧化碳捕集封存与制高价值产品论坛将于9月27日在杭州召开。会议将探讨工业尾气低能耗CO2捕集技术,直接空气碳捕集(DAC)技术,二氧化碳地质封存与CO2-EOR示范经验,CO2电催化还原和光催化还原技术研发与中试,CO2制甲醇、乙醇、甲烷、SAF、α烯烃、芳烃、汽油、碳酸酯和可降解塑料,CO2人工合成淀粉,CO2生物转化制高价值产品等。