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近日(ri)，大(da)連(lian)化(hua)物所(suo)甲醇(chun)制(zhi)烯烴國家工程實驗室(shi)葉茂(mao)研究(jiu)員、劉(liu)中(zhong)民(min)院士團隊在甲(jia)醇(chun)制(zhi)烯烴（MTO）失活(huo)催(cui)化(hua)劑再(zai)生研究(jiu)中取得(de)重(zhong)要進展(zhan)，實現了(le)在(zai)高(gao)溫下將失(shi)活SAPO-34催(cui)化(hua)劑中(zhong)的(de)積(ji)碳物種(zhong)直接定(ding)向(xiang)轉化(hua)為活性烴池物種(zhong)，提出(chu)了(le)通過催(cui)化(hua)劑再(zai)生來調控MTO低碳烯烴選擇性的(de)全新技(ji)術路線(xian)。
甲(jia)醇(chun)制(zhi)烯烴（MTO）是(shi)實現非(fei)石油(you)資(zi)源(yuan)轉化(hua)制(zhi)取低(di)碳(tan)烯烴的(de)關鍵技(ji)術，自2010年(nian)在世(shi)界上首次工(gong)業化(hua)以來，已(yi)經成(cheng)為我(wo)國乙烯丙烯生產的(de)重(zhong)要方式(shi)之(zhi)壹。MTO反應(ying)采用分子(zi)篩催(cui)化(hua)劑，反應(ying)過程中(zhong)催(cui)化(hua)劑因積(ji)碳而(er)失活(huo)，工(gong)業過(guo)程(cheng)中(zhong)需要對(dui)催化(hua)劑進(jin)行頻繁再生以維持(chi)系統(tong)連(lian)續(xu)穩(wen)定運(yun)行(xing)。傳統(tong)的(de)催化(hua)劑再(zai)生方式主(zhu)要是(shi)利(li)用空(kong)氣或(huo)氧氣燒除(chu)催化(hua)劑積(ji)碳恢(hui)復(fu)催(cui)化(hua)劑活(huo)性，這種(zhong)方式(shi)不(bu)但(dan)排(pai)放(fang)壹定(ding)的(de)CO2，還限制(zhi)了(le)整個(ge)工藝碳(tan)原(yuan)子(zi)利用率(lv)的(de)進壹步(bu)提高(gao)。
該團(tuan)隊對(dui)催化(hua)劑積(ji)碳物種(zhong)的(de)定向(xiang)轉化(hua)機理(li)進行了(le)詳(xiang)細(xi)研(yan)究(jiu)，通過理(li)論計(ji)算(suan)、光譜表(biao)征(zheng)，以及與分子(zi)探(tan)針(zhen)與熒(ying)光成(cheng)像(xiang)研究(jiu)組（1818組(zu)）徐(xu)兆超(chao)研究(jiu)員團(tuan)隊合作(zuo)進(jin)行的(de)超分辨結(jie)構照明成(cheng)像(xiang)，發現SAPO-34分子(zi)篩中(zhong)萘基(ji)烴池物種(zhong)不(bu)僅(jin)有利於(yu)乙烯生成(cheng)，而(er)且具(ju)有很強(qiang)的(de)高溫穩(wen)定性(xing)。為此，該團(tuan)隊提出(chu)了(le)采(cai)用水(shui)蒸(zheng)氣在高溫下將失(shi)活催(cui)化(hua)劑上積(ji)碳定(ding)向(xiang)轉化(hua)為活性萘基(ji)烴池物種(zhong)的(de)再生技(ji)術路線(xian)，使(shi)得(de)在(zai)催(cui)化(hua)劑活(huo)性恢(hui)復(fu)的(de)同時再生催化(hua)劑上的(de)低碳烯烴選擇性也(ye)得(de)到大(da)幅度提高(gao)。該團(tuan)隊在循(xun)環流化(hua)床反應(ying)—再生中試裝置上驗證(zheng)了(le)該技(ji)術，連(lian)續(xu)穩(wen)定運(yun)行(xing)結(jie)果(guo)表(biao)明，再生器氣相產物中可(ke)循(xun)環利用的(de)合成(cheng)氣成(cheng)分（CO和H2）超(chao)過88%，CO2低(di)於5%；反應(ying)器中乙(yi)烯和丙烯選擇性可(ke)達到85%。該技(ji)術實現了(le)通過再(zai)生來調控MTO反應(ying)，進壹步(bu)提升(sheng)了(le)過(guo)程(cheng)的(de)經濟性(xing)，降(jiang)低(di)了(le)CO2排(pai)放(fang)，對(dui)MTO技(ji)術和產業的(de)可(ke)持(chi)續發(fa)展(zhan)具(ju)有重(zhong)要影響(xiang)。
相關(guan)研究(jiu)成(cheng)果(guo)發(fa)表(biao)在(zai)《自然(ran)-通訊》（Nature Communications）上，得(de)到國家自然(ran)科學基(ji)金“多相反應(ying)過程中(zhong)的(de)介尺(chi)度機(ji)制(zhi)及調控(kong)”重(zhong)大(da)研(yan)究(jiu)計劃(hua)集(ji)成(cheng)項目(mu)和(he)大(da)連(lian)化(hua)物所(suo)創新(xin)研(yan)究(jiu)基(ji)金項目(mu)支(zhi)持(chi)。
