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從基礎(chǔ)研究取得突破到完成千噸級(jí)全流程工業(yè)試驗(yàn)，只用了4年
如何推動(dòng)科技成果從實(shí)驗(yàn)室快速走向應(yīng)用開發(fā)？中科院大連化物所包信和院士和潘秀蓮領(lǐng)導(dǎo)的基礎(chǔ)研究團(tuán)隊(duì)和劉中民院士領(lǐng)導(dǎo)的應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)展開合作，組建技術(shù)攻關(guān)小組 ， 并與陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司進(jìn)行合作 。
“最初我們過來看的時(shí)候，這里是一片空地，但企業(yè)非常支持，千噸級(jí)合成氣直接轉(zhuǎn)化制低碳烯烴工業(yè)試驗(yàn)裝置很快拔地而起 。”潘秀蓮說 。經(jīng)過多方協(xié)力攻堅(jiān)，2019年9月，單反應(yīng)器一次投料成功 。2020年9月完成全流程工業(yè)試驗(yàn) ， 性能指標(biāo)超過了設(shè)計(jì)水平，低碳烯烴（乙烯、丙烯和丁烯）選擇性達(dá)77.9%，驗(yàn)證了技術(shù)的先進(jìn)性和可行性 。從實(shí)驗(yàn)室發(fā)表原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究成果到完成千噸級(jí)全流程工業(yè)試驗(yàn)僅用了四年時(shí)間 。
“催化劑從實(shí)驗(yàn)室的幾百毫克放大到噸級(jí)，并完成了千噸級(jí)工業(yè)性試驗(yàn)，可以說這速度是非?？斓?。”潘秀蓮說，這得益于基礎(chǔ)與應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合 ， 與企業(yè)產(chǎn)研融合、協(xié)同攻關(guān)的合作模式 。
正優(yōu)化催化劑，初步建成合成氣直接轉(zhuǎn)化新技術(shù)平臺(tái)
“千噸級(jí)全流程工業(yè)試驗(yàn)裝置可以說是‘麻雀雖小 ， 五臟俱全’，能把工業(yè)化可能遇到的問題全部暴露出來，并提前驗(yàn)證解決 ?！标兾餮娱L(zhǎng)石油（集團(tuán)）科技部部長(zhǎng)王軍峰介紹，按照工程經(jīng)驗(yàn)，公司計(jì)劃按照30萬(wàn)噸-60萬(wàn)噸規(guī)模進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化放大 。目前，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正持續(xù)優(yōu)化催化劑，同時(shí)對(duì)工藝流程和分離系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化 ?！白鳛辇堫^裝置，其可以把合成氣高效轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯 ， 往下游可以制成聚烯烴，用來生產(chǎn)塑料制品等 。隨著后續(xù)產(chǎn)品的豐富，附加值也將越來越大 ?！?br /> 團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步拓展研究，實(shí)現(xiàn)了其他基礎(chǔ)化學(xué)品和燃料的定向合成，如乙烯、汽油、芳烴（BTX）、液化石油氣等 ， 初步將OXZEO?技術(shù)發(fā)展成為繼費(fèi)托技術(shù)平臺(tái)、甲醇技術(shù)平臺(tái)之后的第三個(gè)合成氣轉(zhuǎn)化技術(shù)平臺(tái) 。
潘秀蓮說，這項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新之處就在于它將“反應(yīng)物分子的活化”與“中間體碳-碳鍵偶聯(lián)”這兩個(gè)關(guān)鍵步驟分開在兩種活性中心上進(jìn)行 。首先 ， 合成氣在金屬氧化物催化劑上變成活潑的中間體，隨后，中間體小分子在“籠子”（沸石分子篩孔道）中按照一定規(guī)則組裝形成產(chǎn)物 。
這樣，金屬氧化物催化劑決定了中間體的種類及生成的速率，分子篩孔道大小、結(jié)構(gòu)及其環(huán)境性質(zhì)決定了最終得到什么產(chǎn)物 。按照設(shè)想 ， 大孔道里可以得到較大分子的產(chǎn)品，比如汽油；小孔道里可以得到較小分子的產(chǎn)品，比如乙烯、丙烯 。因此 ， 通過調(diào)變氧化物和分子篩及兩者之間的匹配耦合，就有可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品組成的調(diào)控，合成氣制烯烴的體系也將由此拓展到制芳烴、制汽油等領(lǐng)域 。這一成果如能成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，將給我國(guó)的煤化工領(lǐng)域帶來新的革命性影響 。
新京報(bào)采訪人員 張璐
編輯 陳靜 校對(duì) 李立軍

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