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1二氧化碳加氫氣制甲醇
溫室氣體CO2的不斷排放使得全球氣候變化、極端天氣頻發(fā)，已經(jīng)引起全人類(lèi)的關(guān)注。將CO2收集儲(chǔ)存的策略面臨儲(chǔ)存空間、安全和成本的困難，但如果將作為重要的碳資源。利用太陽(yáng)能等清潔能源制備的H2實(shí)現(xiàn)CO2的加氫轉(zhuǎn)化，是將CO2資源化利用的一條重要途徑。其中，將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品如甲醇和低碳烯烴是轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存CO2的一個(gè)理想的策略。
在最近工作中，李燦院士團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種不同于傳統(tǒng)金屬催化劑的雙金屬固溶體氧化物催化劑ZnO-ZrO2，在CO2單程轉(zhuǎn)化率超過(guò)10%時(shí)，甲醇選擇性仍保持在90%左右，是目前同類(lèi)研究中綜合水平最好的結(jié)果。研究表明，該催化劑的固溶體結(jié)構(gòu)特征提供了雙活性中心反應(yīng)位點(diǎn)——Zn和Zr，其中H2和CO2分別在Zn位和原子相鄰的Zr位上活化，在CO2加氫過(guò)程中表現(xiàn)出了協(xié)同作用，從而可高選擇性地生成甲醇。原位紅外—質(zhì)譜同位素實(shí)驗(yàn)及DFT理論計(jì)算結(jié)果表明，表面HCOO*和H3CO*是反應(yīng)主要的活性中間物種。該工作為CO2加氫制甲醇開(kāi)辟了新途徑。
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2煤基能源化工多聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù)
該技術(shù)以煤炭氣化為“龍頭”，將多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)通過(guò)優(yōu)化組合集成在一起，以同時(shí)獲得多種高附加值的化工產(chǎn)品和多種潔凈的二次能源。煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)通過(guò)氣化把兩大系統(tǒng)：燃料/化工產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)、動(dòng)力生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)一結(jié)合起來(lái)進(jìn)行物質(zhì)與能量交換，使動(dòng)力系統(tǒng)達(dá)到合理利用能源和低污染排放，又使化工產(chǎn)品或清潔燃料的生產(chǎn)過(guò)程低能耗與低成本，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域功能需求和能源資源高增值目標(biāo)的可持續(xù)發(fā)展能源利用系統(tǒng)。
具體步驟：將原料煤制成粗煤氣，經(jīng)洗滌除塵后，該粗煤氣進(jìn)行變換、脫硫脫碳，再進(jìn)行脫羰等凈化后制得合格的合成氣，即用于生產(chǎn)甲醇等化學(xué)品，剩余氣體用作燃料推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫?zé)煔鈱?duì)余熱鍋爐進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生蒸汽再次進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)熱能梯級(jí)利用；回收能量后的氣體作為還原劑用于還原煉制其他有色金屬。
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3焦?fàn)t氣制甲醇的生產(chǎn)方法
由焦化廠送來(lái)的焦?fàn)t氣是經(jīng)過(guò)化產(chǎn)后的焦?fàn)t氣，首先進(jìn)入焦?fàn)t氣壓縮機(jī)壓縮,再進(jìn)入精脫硫裝置進(jìn)行有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化及無(wú)機(jī)硫脫除，將焦?fàn)t氣中總硫脫至0.1ppm以下，以滿足轉(zhuǎn)化催化劑及合成催化劑對(duì)原料氣中硫含量的要求。脫硫后的焦?fàn)t氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段，在這里進(jìn)行加壓催化部分氧化，使焦?fàn)t氣中的甲烷和高碳烴轉(zhuǎn)化為甲醇合成的有效成分氫氣和一氧化碳。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)合成氣壓縮機(jī)提壓后進(jìn)行甲醇合成，生成的粗甲醇進(jìn)入甲醇精餾制得符合國(guó)標(biāo)優(yōu)等品級(jí)精甲醇。
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