主题:大连化物所很厉害呀,捷报频传! -- 胡一刀
最新的喜报是这个:
该研究成果2日发表于英国学术刊物《自然通讯》杂志上,被誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
孙剑介绍,这种催化剂有三个优势:
一是,在接近工业生产的条件下,该催化剂实现了甲烷和一氧化碳的低选择性,烃类产物中汽油馏分烃(C5-C11)的选择性达到78%,有利于大规模生产;
二是,这种方法生产的汽油排放能满足环保要求,汽油馏分主要为高辛烷值的异构烷烃和芳烃,基本满足国V标准对苯、芳烃和烯烃的组成要求;
三是,该催化剂还具有较好的稳定性,可连续稳定运转1000小时以上,显示出潜在的应用前景。
此外,对CO2直接转化制取汽油的反应途径研究表明,对多活性位结构及其亲密性效应(proximity effect)的精准调控是实现CO2加氢制汽油的关键。
该技术不仅为CO2加氢制液体燃料的研究拓展了新思路,还为间歇性可再生能源(风能、太阳能、水能等)的利用提供了新途径。
我觉得关键在于:
这个示范项目的成功投产,在世界范围内首开先河,占领了技术制高点,奠定了我国煤制乙醇技术及工业化的国际领先地位。”中科院院长白春礼院士说,这一新技术的应用,将有效弥补石油资源不足、缓解我国燃料乙醇对粮食的依赖,为我国能源安全和粮食安全提供有力保障。
“全世界66%的乙醇都被用作燃料乙醇,燃料乙醇可以兑入汽油做乙醇汽油。与其他汽油添加剂相比,乙醇是世界公认的绿色环保的优良汽油添加剂,可以将车辆 污染物综合排放量降低三分之一以上。”中科院大连化物所刘中民院士介绍说,从原理上讲,汽油分子中不含氧,而乙醇含35%的氧,在汽油中添入乙醇,有助于 充分燃烧,减少污染物排放。
这个路子确实也是一步步走出来的
2012年,大连化物所和延长石油联合开展“合成气制乙醇整套工艺技术”项目研发工作,2013年完成项目中试。2015年9月,国家能源局委托中国石油 和化学工业联合会对该项目中试成果进行成果鉴定,鉴定委员会认为:技术指标先进、应用性强,与国际同类技术相比,主要指标达到国际领先水平。
2014年大连化物所与延长石油启动了“10万吨/年合成气制乙醇工业示范”项目,2016年10月装置建成,2016年12月开始装置联动试车,2017年1月11日产出合格无水乙醇产品,纯度达到99.71%,主要指标均达到或优于设计值。
10万吨工业示范装置的投产和稳定运行证明了技术的先进性和可靠性。以此为基础,可以建设百万吨级大型工业化乙醇装置。延长石油集团董事长贺久长就透露,“目前,延长石油已经完成了50万吨工业化装置的可行性研究,并启动了工艺包的设计开发工作”。
未来3年实现100万吨
这个技术也确实值得骄傲,与传统的乙醇合成技术相比,该成果好处多多:
首先是成本低且节能环保。该技术仅使用分子筛催化剂和铜基催化剂,无贵金属;工艺过程中无乙酸产生,避免了抗腐蚀特殊材料的使用,减少了设备投资;反应体 系无水,可直接分离得到无水乙醇产品,节能环保;羰基化过程中只需富一氧化碳气体即可,加氢过程中只需富氢气体即可,由于反应过程中不需高纯度气体,这降 低了气体分离能耗,节约了生产成本。“这些特点使我国大范围推广乙醇汽油成为可能,尤其是在我国中西部煤炭资源丰富而粮食资源有限的地区。”刘中民说。
其次,该技术的反应器、工艺条件与合成气制甲醇工艺基本一致,可用以改造现有甲醇厂为乙醇厂。刘中民介绍,“目前,国内甲醇工厂的开工率只有58%,该技术可将现有大量过剩的甲醇厂改造成乙醇工厂,调整产业结构,释放产能”。
此外,该技术的经济性也非常好。产品乙醇成本低于其他现有技术,有市场竞争力;中间产物乙酸甲酯也是大宗化学品,可以按市场的需求及时调整产品结构;乙醇便于运输和储存,简单脱水后即可得到高纯乙烯,是基础的化工原料,可促进下游精细化工行业发展。
干成这个的牛人是院士刘中民,他在更早前还搞出了也很NB的DMTO,2015年1月获得国家科技发明一等奖时的报道
DMTO技术为企业带来的利润是丰厚的。神华包头煤制烯烃装置运行到2014年底,新增销售额235亿元,新增利润43.4亿元,新增税收 18.4亿元;宁波禾元装置在运行了不到10个月时,全厂净利润就达到4.3亿元。DMTO的技术开发方获得直接经济效益超过8亿元。
2014年,DMTO工业装置进入开工的高潮期,全年已有5套工业装置相继投产运行,分别是延长靖边、中煤榆林、宁夏宝丰、山东神达 DMTO,以及蒲城能化(第二代技术)等工业装置,新增烯烃产能280万吨/年,新增经济效益超过60亿元。已投产的7套DMTO装置的烯烃总产能已达到 400万吨烯烃/年,带动了我国甲醇制烯烃战略性新兴产业的快速形成。
我们的好多报道吹牛的成分很大,但这个似乎真的不是,在不同地方的报道中,数据都是可以符合起来的,作假的可能很小
DMTO系列技术已经累计实现技术许可20套工业化装置,技术许可合同额近20亿,对应烯烃产能1126万吨/年,预计拉动投资2500亿元,全部投产后 新增产值约1500亿元,实现新增就业约17000人。目前,已经投产了8套工业装置,烯烃产能合计达460万吨/年,新增产值约500亿元/年,利税超 过100亿元。
http://www.shuobojob.com/boshihouzhaopin/boshihoujiaodian/2015/1215/29470.html
截止目前(2016年12月),我公司已累计承揽DMTO工程设计与工程总承包项目20项,建成15套,正式投产14套,一直保持着在煤制烯烃项目市场中的领跑者地位。
http://www.lpec.com.cn/artview.asp?id=1223
中石化洛阳工程有限公司
对于提升我们的乙烯自给率很有价值,嗯,我还专门找了DMTO和股票的关系,可惜没找到
http://www.chyxx.com/industry/201703/503481.html
乙烯作为我国工业发展水平的重要标志之一,2011-2014年维持9.97%的正增长。随着下游需求不断增加,乙烯产能仍会继续扩大,且多元化格局 将会逐渐形成。2015-2017年我国新增烯烃产能高达到2172.3万吨,其中多数项目为煤制烯烃及甲醇制烯烃项目,占比高达87%左右。随着新建装 置的投产和已有装置的扩大产能,相信未来我国乙烯将逐步实现自给。
2000年中国乙烯表观消费量为1497万吨,2015年已经增长到1866万吨, 5年CAGR 4.5%。 同期中国乙烯产量 5 年 CAGR 3.8%,供需缺口仍不断扩大,中国成为乙烯净进口国,对外依 存度从 2002 年的 1%上升到 2015 年的 8.1%。
2016年12月我国乙烯产量当期值152.4万吨,全年累计产量1781.1万吨,同比下降1%,累计增长3.9%。
当然煤制烯烃也有自己的问题:成本问题和环保问题
2016年2月17日,环保部公示称,中国石化长城能源化工(贵州)有限公司60万吨/年聚烯烃项目在选址、主要污染物排放指标、大气环境影响、废水处理和卫生防护距离设置等五个方面存在一系列问题,环评不予通过。
不仅是贵州织金聚烯烃项目,原计划2016年投产的久泰能源、青海大美、神华包头二期、山西焦煤、大同煤业等项目或均在2016年无法落地。
业内人士分析认为看,原油的价格长期位于30美元/桶附近震荡,而煤炭的价格相对坚挺,煤制烯烃相比油制烯烃的利润优势消失殆尽,根据理论上的计算,煤制烯烃利润低于油制烯烃。煤化工项目的利润优势今非昔比,投资热度一再降温。
此外,当前煤化工已投产的项目出现了一系列环境问题,2015年出台了最严环保法,国家各部门对煤化工项目的审批更加严格;
最后,宏观方面看,中国的经济增长持续放缓,尽管央行采取了一系列的货币刺激政策,但制造业依旧低迷不振,银行对大宗产品投资的贷款收紧,部分企业资金尚未到位,投产计划只能一推再推。
从行业发展的趋势看,煤制烯烃产能较为集中,受技术限制,多生产通用产品,低端产品较为集中,高端产品存在缺口,依赖进口资源为主,行业布局失衡,供给侧面临改革;短期行业面临洗牌。但长期来看,煤制烯烃行业控制扩能步伐,理性的进行产能布局,行业的发展将更为稳健。
http://www.chyxx.com/industry/201703/503481.html
随着油价的下跌,油制烯烃的现金成本不断下降,2015 年东北亚及西欧石脑油制烯烃 现金成本降低近 40%。同时从国内不同乙烯生产工艺的现金成本来看。2013,14 年 Brent 原 油价格处于 100 美元/桶以上高位时,石脑油制乙烯的生产成本远高于煤制烯烃(CTO)和 甲醇制烯烃(MTO);而当 Brent 油价处于 50 美元/桶左右时,石脑油裂解制烯烃的成本几 乎等于煤制烯烃,远低于甲醇制烯烃,而相较于煤制烯烃的生产过程中高昂的期间费用及仅 32%的能量转化率(石油转化率 65%),目前来看优势十分明显。
除了孙剑、葛庆杰研究员团队最新的CO2,刘中民的DMTO,还有包信和和潘秀莲研究团队在煤制烯烃上的研究得了我国2016科学十大进展
烯烃是与人们日常生活息息相关的重要化学品。我国是烯烃消费大国,其传统的生产原料主要依赖石油,这不仅使烯烃的生产成本居高不下,同时也严重地危及到了 我国的能源安全。20世纪初,德国科学家费舍尔和拓普希提出了一条由煤经水煤气变换生产烯烃的费-托(F-T)路线,但是,该过程原理上会产生大量的副产 物,同时还需要消耗大量的水,严重阻碍了该技术发展和实际应用。
中国科学院大连化学物理研究所包信和和潘秀莲研究团队从纳米催化的基本原理入手,开发出了一种过渡金属氧化物和有序 孔道分子筛复合催化剂,成功实现了煤基合成气一步法高效生产烯烃,C2到C4低碳烯烃单程选择性突破了费托过程的极限,一跃超过80%。同时,反应过程完 全避免了水分子的参与,从源头回答了李克强总理提出的“能不能不用水或者少用水进行煤化工”的诘问。该成果在纳米尺度上实现了对分别控制反应活性和产物选 择性的两类催化活性中心的有效分离,使在氧化物催化剂表面生成的碳氢中间体在分子筛的纳米孔道中发生受限偶联反应,成功实现了目标产物随分子筛结构的可控 调变。相关研究结果发表在2016年3月4日《科学》(Science [351(6277):1065—1068])上。《科学》同期以 “令人惊奇的选择性”为题刊发了专家评论和展望,称赞该研究在原理上的突破将带来在工业上的巨大竞争力。该研究并被产业界同行誉为“煤转化领域里程碑式的 重大突破”。
这个和DMTO啥关系我一外行当然不懂,也许是新一代的,也许无法工业化,不过有进步总是好的
顺便说一下我国2016年排名第一的科学发现是:
将二氧化碳在常温常压下电还原为碳氢燃料,是一种潜在的替代化石原料的清洁能源策略,并有助于降低二氧化碳排放对气候造成的不利影响。实现二氧化碳电催化 还原的关键瓶颈问题是将二氧化碳活化为CO2??自由基负离子或其它中间体,这需要异常高的过电位。最近报道显示基于金属氧化物还原得到的金属比通过其它 方法制备的金属催化活性要高,但是不清楚金属氧化物如何改变了金属的电催化活性,这主要是因为界面和缺陷等微结构的存在影响了二氧化碳还原的活性。
为了评估金属和金属氧化物两种不同催化位点的作用,中国科学技术大学谢毅和孙永福研究组制备了四原子厚的钴金属层和 钴金属/氧化钴杂化层。他们发现在低过电位下,相对于块材表面的钴原子,原子级薄层表面的钴原子具有更高的生成甲酸盐的本征活性和选择性。而部分氧化的原 子层进一步提高了它们的本征催化活性,在过电位仅为0.24伏下实现了10毫安每平方厘米的电流输出超过40小时,且其甲酸盐选择性接近90%,这超过此 前报道的金属或金属氧化物电极在同等条件下得到的结果。该研究工作有助于让研究者重新思考如何获得高效和稳定的CO2电还原催化剂。相关研究结果发表在 2016年1月7日《自然》上。加州理工大学Karthish Manthiram教授评论认为“这是一次重大的科学突破。虽然它在进入商业化使用之前还需要一段非常长的时间,但是目前这个阶段的发展不管从哪个角度看 都是积极乐观的。”
这项研究的工业化成果似乎慢点儿,这本来也是科学进展嘛
在搜索过程中还看到:
刘中民是2015年的院士,祝愿大连化物所出更多的院士,出更多的成果!
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🙂大连化物所很厉害呀,捷报频传!
🙂这篇文章阐述的意义 胡一刀 字1932 2017-05-14 07:16:56
🙂这个直接工业化应该不靠谱的 6 燕人狂徒 字759 2017-05-09 20:48:51
🙂当年的水变油 時千峰 字82 2017-05-09 02:57:06
🙂如果那个姓王的能够在 testjhy 字187 2017-05-09 03:07:12
🙂核动力航母编队的福音 33 北纬42度 字854 2017-05-08 12:35:03
🙂就航母这种破铜烂铁还值得上这么科幻的东西? 1 大山猫 字172 2017-05-11 04:53:13
🙂要是电推船普及了,能不能直接用核动力发电船带着一队护航舰 天天跑路 字306 2017-05-11 04:48:35