二氧化碳加氫制烯烴,是以二氧化碳、氫氣為原料,在一定溫度與壓力條件下以及催化劑作用下,反應(yīng)制備烯烴的過程。
全球每年二氧化碳排放量大,導(dǎo)致氣候變暖。在此背景下,全球多個國家以協(xié)約的方式減排二氧化碳。中國是工業(yè)大國,二氧化碳排放量高,2020年9月提出雙碳目標(biāo),力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。在此背景下,二氧化碳資源化利用重要性突出,二氧化碳加氫制烯烴可以減少二氧化碳排放量,因此受到關(guān)注。
二氧化碳加氫制烯烴的產(chǎn)物包括乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烴,以及長鏈烯烴。低碳烯烴是重要化工原料,可用作溶劑,也可用來合成聚合物、藥物,乙烯是其中的重要產(chǎn)品,可用來合成塑料、橡膠、纖維,主要下游產(chǎn)品包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙丙橡膠等,也可以合成長鏈烯烴。長鏈烯烴主要用于精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)領(lǐng)域,可用來合成表面活性劑、增塑劑、高辛烷值汽油、潤滑油、農(nóng)藥等。
傳統(tǒng)烯烴制備是利用化石能源,例如石油制烯烴、煤制烯烴,石油制烯烴最為常見。我國石油資源貧乏,需求主要依靠進口,發(fā)展石油制烯烴存在風(fēng)險;我國煤炭資源豐富,可發(fā)展煤制烯烴,但能耗大。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2024-2028年二氧化碳加氫制烯烴行業(yè)深度市場調(diào)研及投資策略建議報告》顯示,二氧化碳加氫制烯烴利用工業(yè)副產(chǎn)物二氧化碳,不僅可以減少二氧化碳排放量,還可以實現(xiàn)二氧化碳高值利用,經(jīng)濟、環(huán)境、社會效應(yīng)明顯,開發(fā)利用價值大。
我國政府大力推動二氧化碳加氫制化學(xué)品行業(yè)發(fā)展,二氧化碳加氫制烯烴相關(guān)研究成果不斷增多。二氧化碳加氫制烯烴過程中,催化劑性能直接影響反應(yīng)效率,因此催化劑研究極為重要,目前采用的催化劑主要是鐵基催化劑,隨著研究不斷深入,鐵鈷雙金屬催化劑(FeCo/MC)等新型催化劑不斷被開發(fā)問世。
2017年以來,中國科學(xué)院上海高研院團隊在二氧化碳加氫制低碳烯烴方面取得了一系列研究成果,設(shè)計開發(fā)出氧化銦/分子篩(In2O3/HZSM-5)雙功能催化劑。2022年5月,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團隊開發(fā)出銅-碳化鐵界面型催化劑,可實現(xiàn)常壓條件下二氧化碳加氫制長鏈烯烴。
新思界
行業(yè)分析人表示,從產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面來看,2022年3月,全球首套1000噸/年二氧化碳加氫制汽油中試裝置在我國山東開車成功,由中國科學(xué)院大連化物所、珠海市福沺能源科技有限公司聯(lián)合開發(fā)。我國汽油消耗量大,而石油主要依靠進口,若二氧化碳加氫制汽油能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化,可為保障國家能源安全做出重要貢獻。總的來看,二氧化碳加氫制烯烴具有重要發(fā)展意義。