近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员邓德会和副研究员于良团队,利用碳化钼负载金(Au/α-MoC)催化剂,实现了直接用水作为氢源的乙炔加氢制乙烯新反应过程。相比传统氢气加氢途径,该过程直接利用廉价的水在更低的反应温度下进行加氢反应,提供了一条绿色、高效的乙炔加氢制乙烯新途径。相关成果发表于《自然-催化》。
乙烯是化学工业重要的基础原料,目前主要通过石脑油裂解工艺生产。由于石油资源的过度消耗以及我国较高的原油进口依存度,开发乙烯多元化生产路径具有重要意义。结合我国“富煤贫油”的资源禀赋,通过煤制乙炔,再经乙炔加氢制乙烯,是替代传统石油基乙烯生产路线的一条具有前景的途径。
然而,目前的乙炔加氢工艺通常需要在100℃~300℃高温下进行,能耗较高。此外,传统加氢过程消耗的氢气需要水煤气变换等高能耗制备过程,产生的氢气还需要进行后续的分离和提纯等复杂工艺。
该研究中,团队打破常规,绕开传统的高成本氢气加氢路径,将廉价的水与水煤气变换原料一氧化碳直接用于乙炔加氢反应,并利用Au/α-MoC催化剂表面原位生成的活性氢物种,直接将乙炔高选择性加氢制乙烯。在80℃下,乙炔转化率大于99%、乙烯选择性大于83%。
该过程规避了高能耗的复杂步骤,直接利用水实现了高活性、高选择性加氢乙炔制乙烯新路径。该研究也为开发非氢气、低温、高效加氢反应提供了新思路。
(孙丹宁)