科技日?qǐng)?bào)記者 陳曦 通訊員 趙暉

北京時(shí)間7月28日凌晨，《科學(xué)》雜志在線(xiàn)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)家在化工領(lǐng)域的研究成果——天津大學(xué)低碳能源化工研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)潛心技術(shù)攻關(guān)，提出從催化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到反應(yīng)熱量高效利用的新概念，成功打破傳統(tǒng)反應(yīng)熱力學(xué)限制，奠定了丙烷脫氫新工藝的科學(xué)基礎(chǔ)。

丙烯在全球石化產(chǎn)業(yè)鏈中具有重要地位，是生產(chǎn)塑料制品、醫(yī)療用品、汽車(chē)用品、建筑材料等下游產(chǎn)品的關(guān)鍵基礎(chǔ)化工原料。我國(guó)丙烯需求和生產(chǎn)位居全球第一，但當(dāng)前較為先進(jìn)的丙烷直接脫氫制丙烯技術(shù)高度依賴(lài)進(jìn)口，并且其反應(yīng)過(guò)程吸收大量熱量，產(chǎn)生較高碳排放。目前丙烯生產(chǎn)分別占我國(guó)和全球石化工業(yè)碳排放總量的8%和5%。因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)綠色低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)極為重視。

面向世界科技前沿、國(guó)家重大需求和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展目標(biāo)，天津大學(xué)鞏金龍教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)潛心攻關(guān)，對(duì)上千種催化劑開(kāi)展了測(cè)試和表征工作，從反應(yīng)和傳熱的科學(xué)本質(zhì)出發(fā)，提出了儲(chǔ)量豐富的金屬氧化物結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，發(fā)現(xiàn)了催化劑結(jié)構(gòu)對(duì)丙烷轉(zhuǎn)化的影響規(guī)律，明確了反應(yīng)中間物種遷移對(duì)不同反應(yīng)的串聯(lián)作用機(jī)制；經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的工藝條件探索，建立了反應(yīng)器內(nèi)熱量集成利用的技術(shù)策略，開(kāi)發(fā)了丙烷直接脫氫吸熱反應(yīng)與選擇性燃燒放熱反應(yīng)的耦合工藝，成功突破了傳統(tǒng)直接脫氫工藝的技術(shù)局限。

與傳統(tǒng)工藝相比，該制備工藝反應(yīng)溫度可降低30℃—50℃，預(yù)期能耗可降低20%—30%，有望大幅降低二氧化碳的排放。

烯烴的生產(chǎn)技術(shù)是一個(gè)國(guó)家化工行業(yè)的科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。該丙烯生產(chǎn)新技術(shù)，有望推動(dòng)烯烴生產(chǎn)的綠色低碳發(fā)展，對(duì)提升我國(guó)在烯烴生產(chǎn)領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

目前，該項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)已獲多項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利授權(quán)，并已進(jìn)入工業(yè)實(shí)驗(yàn)階段。（天津大學(xué)供圖）