金十数据 4 月 1 日讯,从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该研究所研究员孙剑与葛庆杰团队,近期研发出新型催化策略,在 250℃到 260℃及 0.1MPa 的温和条件下,实现合成气向低碳烯烃的高效转化,破解了传统工艺“高温高压、高能耗”的行业难题。相关成果 4 月 1 日在国际学术期刊《自然》发表。这项技术突破大幅降低了合成气转化能耗,为煤炭清洁高效利用、发展低碳化工提供了全新技术路径。未来团队将继续优化催化体系,推动基础研究走向工业化应用。
这项技术最震撼之处在于它打破了费托合成(Fischer-Tropsch Synthesis)长期以来的“高温高压”铁律。
传统的费托合成制烯烃通常需要在 300℃以上 和 2 MPa以上 的高压下进行。这不仅意味着极高的能耗,还要求昂贵的特种耐压设备,且安全风险较高。
该团队实现了在 250-260℃ 和 0.1 MPa(常压) 条件下的转化。
将压力从20个大气压降至1个大气压,意味着反应器不再需要厚重的特种钢材来抗压,设备投资成本(CAPEX)将大幅下降。同时,低温低压运行将显著降低压缩机的电力消耗和加热成本,运营成本(OPEX)也将大幅缩减。
在催化化学领域,一直存在一个著名的“权衡”难题:通常转化率提高了,选择性就会下降(即原料反应多了,但生成的副产物也多,想要的目标产物反而少了)。
团队引入了“亲水羟基助剂”(如羟基磷灰石、勃姆石等)。
传统观点认为反应生成的水会抑制催化剂活性,因此倾向于“疏水”。
该团队反其道而行,利用羟基构建了富含表面羟基的反应界面,诱导形成了低对称性三斜相结构的钴锰复合氧化物。
这种新活性位点促进了“氢辅助的CO解离活化”路径,既抑制了催化剂的过度还原和积碳,又实现了高转化率(80%)与高选择性(低碳烯烃60%,总烯烃超80%)的完美统一。
这项技术的宏观背景是我国“富煤、贫油、少气”的能源结构。
低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯)是现代化工之母,用于制造塑料、化纤、橡胶等。过去主要依赖石油裂解。
这项技术打通了 “煤炭 \\rightarrow 合成气 \\rightarrow 低碳烯烃” 的高效路径。
它让我国能以更低的成本、更清洁的方式,利用本土丰富的煤炭资源生产核心化工原料,减少对进口石油的依赖,将能源饭碗端在自己手里。
结合近期其他技术突破(如中科院天津工生所的二氧化碳合成淀粉、二氧化碳制生物降解塑料),我们可以看到一个清晰的趋势:碳不再仅仅是废气,而是变成了资源。这项低碳烯烃技术是构建“碳循环经济”的关键一环。在油价波动剧烈的背景下,这为我国化工产业提供了一个巨大的成本“避风港”。对于下游的塑料、纺织、新材料企业来说,这意味着更稳定、更低廉的原材料供应,增强了中国制造的国际竞争力。
宝丰能源 (600989.SH)
公司是国内领先的煤基新材料企业,拥有大规模的煤制烯烃产能。任何能降低煤制烯烃成本和能耗的技术,都与其主营业务高度相关,是其未来技术升级的潜在方向。
中煤能源 (601898.SH)
依托其丰富的煤炭资源,公司发展了煤化工业务,拥有超过400万吨/年的甲醇产能,并延伸至烯烃等下游产品,是煤化工领域的重要参与者。
兖矿能源 (600188.SH)
公司同样拥有煤化工业务板块,甲醇产能超过300万吨/年,并正在推进低碳技术改造,符合行业技术升级的趋势。
卫星化学 (002648.SZ)
该公司的核心优势在于使用乙烷、丙烷等轻质原料生产烯烃,其碳排放远低于煤制路线。这与新闻中提到的从煤炭出发,经合成气转化制烯烃的“费托合成”技术路径是两条完全不同的赛道。
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