耦合催化膜反應(yīng)器研究獲進(jìn)展

　　中科院大連化物所催化基礎(chǔ)國家重點實驗室研究員楊維慎、朱雪峰帶領(lǐng)無機(jī)膜與催化新材料團(tuán)隊，在透氧膜反應(yīng)器同時制備合成氨原料氣和合成液體燃料原料氣的研究中取得進(jìn)展，研究成果6月14日發(fā)表于德國《應(yīng)用化學(xué)》。

　　合成氨和費托合成制備液體燃料是兩個重要的化工過程，相應(yīng)的合成氣制備十分關(guān)鍵。現(xiàn)有工業(yè)制備氨合成氣至少需要6步，制備液體燃料合成氣至少需要3步，工藝復(fù)雜且能耗高。此外，氨合成氣制備過程伴隨大量二氧化碳的排放。

　　研究團(tuán)隊提出在混合導(dǎo)體透氧膜反應(yīng)器中同時制備氨合成氣和液體燃料合成氣的概念，即：膜i側(cè)通入水蒸汽和空氣，膜ii側(cè)通入天然氣(甲烷)。高溫下，膜i側(cè)空氣中的氧和水分解生成的氧通過透氧膜到達(dá)膜ii側(cè)與甲烷反應(yīng)生成液體燃料合成氣，同時膜i側(cè)流出氣體經(jīng)冷凝干燥后即可得到氨合成氣。理論上，一個同時年產(chǎn)30萬噸氨和100萬噸甲醇的工廠，所需膜面積約7500平方米，反應(yīng)器體積僅為75立方米，體現(xiàn)了高度過程強(qiáng)化。此外，其能耗比現(xiàn)有工業(yè)過程降低63%;膜反應(yīng)器無飛溫和爆炸風(fēng)險;環(huán)境友好，無直接co2排放以及氨合成氣清潔，無有害氣體，如co、h2s等。