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科学家为苯乙烯生产“量身定做”催化剂 大大减少能源使用及CO2排放

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投资快报 2021-03-06 11:26

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,化学工程研究人员开发出了一种全新的催化剂,可以显著提高苯乙烯制造的产量,同时减少能源使用和温室气体排放。该研究成功已于近期被刊登在了知名科学期刊《自然通讯》(Nature Communications)上。

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“苯乙烯是一种合成化学物质,可用于制造各种塑料、树脂和其他材料,”该研究的通讯作者、北卡罗来纳州立大学化学工程教授Fanxing Li说,“由于它的广泛应用,我们很高兴能够开发出一种成本效益高的技术,并将减少苯乙烯制造对环境的影响。”

据行业估计,到2023年,苯乙烯的年产量将超过3300万吨。然而,在其生产过程中,需要消耗大量能源并且排放二氧化碳。因此,开发出一种成本效益高的技术,并减少苯乙烯制造对环境的影响非常关键。

传统的苯乙烯生产技术单程产率约为54%。换句话说,对于每100单位的原料,你只能获得54单位的苯乙烯。而在使用了全新的催化剂后,研究人员表示,单程产率将能达到91%。

尽管转化过程仍需要在500至600摄氏度的温度下进行(与传统的苯乙烯制造工艺的温度范围相同),但研究人员指出,两者之间存在着很大的差异。

“目前的技术需要向发生转化的反应堆中注入大量的蒸汽,”北卡罗来纳州立大学博士后学者、该研究论文的共同第一作者Yunfei Gao表示,“我们的技术不需要蒸汽。从实际情况来看,这大大减少了转换所需的能量。”

具体而言,采用新催化剂的转化过程将节省82%的能源,并减少79%的二氧化碳排放。

“这些进步是由催化剂本身的工程设计实现的,”研究人员表示,“新的氧化还原催化剂有一个钾铁氧体表面作为催化相,一个混合钙锰氧化物核心作为晶格储氧。”

“为了采用新的催化剂,苯乙烯制造商需要采用一种不同于他们目前使用的反应器,”研究人员补充道,“他们将需要类似CATOFIN?反应器的东西。但这些反应器已经在其他工业应用中得到广泛使用。而新工艺带来的成本节约应该是很可观的。”

(文章来源:科创板日报)

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