信息咨讯 | 石油化工科技动向——乙烯链

       乙烯链涉及产品:乙烯、α-烯烃、丁二烯、乙二醇、环氧乙烷、氯乙烯、乙苯、苯乙烯、C4C5

 

Braskem与美国大学合作开发CO2制乙烯技术

       2020年12月14日,巴西布拉斯科(Braskem)公司宣布,将与美国伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)建立合作伙伴关系,旨在开发一种利用从工厂烟道气中捕获的二氧化碳(CO2)制备乙烯的技术。由此产生的乙烯将用于制造聚乙烯(PE)。

       目前该项目处于开发的早期阶段。合作者表示为了开发该系统,该大学的研究团队将通过电化学还原CO2技术与CO2捕获技术相结合进行研发。

       据国际能源署(IEA)估计,2020年全球化学工业将排放15亿吨以上的CO2。若将所有CO2气体进行转化和回收,将产生超过3亿吨的化学产品。(www.icis.com,2020-12-14)

 

韩国KIST开发电还原CO2制乙烯的电极与催化剂

       韩国科学技术研究院(KIST)研究团队开发一种类似海胆状铜催化剂,在零间隙电解槽和可堆叠电化学系统中还原CO2制乙烯,具有催化活性好和选择性高等特点。

       研究团队还开发一种高效可堆叠电极设计,在零间隙电解槽中,含有KOH的Cu纳米粒子(Cu-KOH)作为阴极,在281毫安·厘米2的电流密度下,C2产品法拉第效率达到了78.7%,其中乙烯法拉第效率为54.5%。

       X射线吸收光谱表明Cu-KOH中的金属主要为金属Cu态,并存在氧化物衍生的Cu物种,包括Cu2O和Cu(OH)2,两者有望产生协同作用,将CO2转化为乙烯。

       另外,铜催化剂中的碱性物质使得氢氧化铜和氧化铜组分增加的同时,也提高了CO2转化率。该催化剂能将乙烯产能至少提高50%,有望实现工业应用。

       研究结果表明,反应中较高的氢氧化物和氧化物比是提高乙烯产率的关键,可为今后催化剂设计提供借鉴。(PCN,2021-03-15)

 

西方石油拟建生物法CO2制乙烯中试装置

       美国西方石油公司子公司OLCV与其合作伙伴生物技术公司Cemvita计划建设一套以人类排放的CO2为原料生产生物基乙烯的中试装置。

        该装置将利用CO2、水和光生产生物基乙烯,产能为1吨/月,计划2022年建成。

      该工艺提取香蕉中的一个基因,通过基因工程将其植入利用CO2的宿主微生物中,进而实现生物生产。该技术已成功完成实验室研究,与烃类原料生产乙烯工艺相比,因减少了CO2排放和生产成本,更具竞争力。2019年,OLCV对Cemvita进行了投资,旨在利用合成生物学,促进化学工业脱碳和转型发展。(www.oxylowcarbon.com,2021-04-06)

 

阿克森斯Atol®乙醇制乙烯技术

       法国阿克森斯公司(Axens)公司Atol®技术可将废塑料产生的乙醇脱水转化为聚合物级乙烯,然后再聚合为聚烯烃。

       Axens公司与日本住友化学签署一项技术许可协议,将为住友在日本的废塑料制乙醇、乙醇脱水制乙烯/聚乙烯项目提供Atol®技术。该项目预计2022年试生产,2025年全面投产。

       该项目旨在通过以废物基乙醇为原料生产乙烯、再利用乙烯生产聚烯烃的技术组合,有望实现工业规模的废物基聚烯烃生产,促进循环经济发展。(Hydrocarbon Preocessing,2020-12-14)

 

沙特利用MZFB将原油一步制轻质烯烃研究获进展

       沙特阿卜杜拉国王科技大学与沙特阿美研究团队利用多区流化床反应器(MZFB)将原油一步转化为轻质烯烃的研究获进展。相关研究成果发表于《自然·催化》。

     该研究团队为解决基于分子筛催化剂的流化催化裂化(FCC)问题,设计了一种具有多个反应区的流化床反应器和新的催化剂配方,可将原油一步转换为轻质烯烃。催化剂能在同一个反应器的不同区域进行催化剂的失活、汽提、再生及循环。每个区域温度可以分别设置,从而能够较好的控制反应温度,在室温下可对催化剂进行连续处理。而通过在催化剂中加入SiC,可改善催化剂的密度、机械与传热性能。将多区反应器与新型催化剂相组合,可表现出稳定的转化率,在处理未加工阿拉伯轻质原油合成轻质烯烃的过程中,单程收率可达30%(质量分数),干气产量(甲烷含量)非常低,并首次发现SiC作为添加剂能够有效降低磨损所导致的催化剂损耗。

    该反应器能够根据沸点来调控不同组成的停留时间。研究团队通过流体动力学计算,对停留时间进行分析,结果显示该MZFB中的流体返混效应非常弱,类似平推流反应器(Plug Flow Reactor),与传统流化床反应器有显著区别。

     为更好的适用于MZFB反应器,研究团队进一步设计和升级了催化剂组成和结构。当催化剂组成为20%ZSM-5、20%HY、20%高岭土、20%水合氯化铝(黏合剂)、20%纳米SiC时,产物中C1~C4收率达40%,其中轻质烯烃收率达30%,烯烃/烷烃比为2.7。(www.nature.com/natcatal,2021-02-25)

 

巴斯夫、SABIC和林德合作开发电加热蒸汽裂解炉

      巴斯夫(BASF)、沙特基础工业公司(SABIC)和林德集团(Linde)签署一项联合协议,共同开发电加热蒸汽裂解炉项目。该项目旨在通过使用可再生电力减少CO2排放,其排放量有望降低90%。合作者已开展了利用可再生电力代替化石燃料用于加热过程的研究。

    蒸汽裂解炉是化学品生产的核心装置,其通过大量能量将碳氢化合物分解为烯烃或芳烃,通常反应在炉温850℃下进行(通过燃烧化石燃料达到该温度)。

       合作者拟在BASF路德维希港工厂新建兆瓦级示范装置,目前该装置正在进行评估,计划2023年启动。

      此次合作中,BASF和SABIC将利用各自在化学工艺方面的专有技术和知识产权,以及在蒸汽裂解炉操作方面的经验推进该研究。Linde公司则凭借其在开发和建设蒸汽裂解炉方面的专业知识推进未来工业化。

       SABIC表示,可持续发展是公司2030年愿景和应对气候变化战略的一部分,该项目有望促进公司业务向碳中和方向转变。(HydrocarbonProcessing,2021-03-24)

 

Axens推出SeLene™系列选择加氢催化剂

       法国阿克森斯公司(Axens)公司推出SeLene™系列选择加氢催化剂。

    选择加氢是乙烯、丙烯、丁二烯和芳香族等化合物生产中较为关键的提纯步骤,在炼厂加工、石油化工行业中发挥着重要的作用。

    Axens因50多年来旨在改进催化剂活性相浸渍,并结合氧化铝载体,推出了SeLene™系列催化剂产品组合,以提供催化剂最佳性能;同时可根据客户需求,提供个性化定制催化剂。此外,Axens高度集成的产品可为其客户提供包括技术许可、基础工程、专用设备、吸附剂、咨询、改造和数字化等一站式服务。

      SeLene™还推出公司最新功能的催化剂,可应用于从乙炔到Pygas馏分的几乎全部不饱和烃类组合。

     总之,SeLene™系列催化剂主要提供创新的催化剂和最优服务两方面。(Hydrocarbon Processing,2021-04-14)

 

美开发新型乙苯氧化脱氢制苯乙烯催化剂

     美国北卡罗莱纳州立大学研究团队开发一种新型氧化还原催化剂,其构成以铁酸钾为表面外壳,钙锰氧化物为核。该催化剂可以催化乙苯氧化脱氢生成苯乙烯,还能为反应提供氧,同时产生水;用空气吹扫该催化剂时可提高其氧化能力。此过程可提高苯乙烯产率,同时减少能源消耗和CO2排放。该研究成果发表于《自然·通讯》。

     传统乙苯制苯乙烯工艺收率约54%,通常需要向反应器提供高温和蒸汽,由蒸汽提供热量并将反应平衡推向苯乙烯方向。

     该新型催化剂苯乙烯收率达91%,转化过程同样在高温下进行,但无需蒸汽。与传统工艺相比,该催化剂可节省82%的能源,同时减少79%的CO2排放量。

     研究者表示,该工艺在实验室规模下运行良好,仍需扩大规模以适应大型反应器。(cen.acs.org,2021-03-04)

 

信息来源: 
2021-07-08