鉴于全球碳排放的增加,有效地将合成气转化为单一的低CO2选择性的C2+碳氢化合物产品具有重要意义,但仍然具有挑战性。
近日,中科院大连化物所刘中民院士,Wenliang Zhu报道了一种双床催化剂系统,它可以将合成气高度转化为丙烷,同时降低CO2的排放。
文章要点
1)实验结果显示,在96%的CO转化率和12%的CO2选择性下,烃产品中的丙烷可以达到79%。同时甲烷的选择性低于6%。此外,实现了高达66%的丙烷产率,与传统方法相比,这可以显著提高碳利用效率。同时,双床反应系统的催化性能在200小时的运转试验中也表现出优异的稳定性。
2)双床反应系统配置包括在上床中的合成气至二甲醚(DME) CuZnAlOx+ZSM-5催化剂和在下床中的DME至丙烷SSZ13沸石催化剂。SSZ-13的较高强度的酸性中心有利于丙烷的形成,并有助于限制焦炭沉积。进一步,探测实验和DFT计算表明,合成气制丙烷反应包括甲醇制烯烃过程和随后在高压H2中低碳烯烃的转化。在SSZ-13上生成的中间体丙烯加氢导致高的丙烷选择性。
参考文献
Zhaopeng Liu, et al, Simultaneously Achieving High Conversion and Selectivity in Syngas-to-Propane Reaction via a Dual-Bed Catalyst System, ACS Catal. 2022
DOI: 10.1021/acscatal.1c05132
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c05132