瑞士开发甲烷直接转化甲醇新工艺取得进展

时间:2020-04-10 14:14:00 作者:360新闻网

  甲烷是天然气的主要成分,甲烷可转化成甲醇作为燃料和基本化工原料,相对于气态的甲烷,液态的甲醇运输方便、安全性好,对天然气的综合利用具有很好的前景。目前虽已有工业化的甲烷转化甲醇工艺,但反应需要高温高压条件,并经过两步化学反应,生产装置体积大、结构复杂,生产成本高,而且过程中出现一氧化碳、二氧化碳和甲醛等有害或无用的副产物。

  瑞士保罗谢尔研究所(PSI)催化与可持续化学研究所开发出一种将甲烷直接转化成甲醇的新工艺,通过一次化学反应,即可实现甲烷和水发生反应产生甲醇,反应过程温和,不需要另外加入氧化剂(如氧或过氧化氢),选择性好,副产物少(除获得甲醇外只有氢气生成)。该项新技术的关键是一种新型催化剂,是一种多孔的沸石状材料,空隙中嵌入铜原子,反应过程中甲烷分子在其表面分解为碳和氢原子,通过由水分解产生的氧原子氧化后形成甲烷和氢气。科研人员用远红外光谱和该所内的大型科研设备-瑞士同步辐射光源(SLS)对反应过程进行研究以揭示其机理,同时在瑞士超级计算中心进行了理论模拟计算。该项研究成果将在《Science》发表。

  科研人员认为,依托这种新工艺可开发出结构紧凑的甲烷转化甲醇装置,适用于将油田开采过程中伴生的天然气就地实现转化,减少因安全和运输原因只能将其就地燃烧处理的很大浪费,“变废为宝”实现资源的综合利用。

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