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大乙烯時(shí)代!全球乙烯生產(chǎn)技術(shù)都在做著哪些新嘗試新革新?

日期:2021-10-20


  大乙烯時(shí)代!全球乙烯生產(chǎn)技術(shù)都在做著哪些新嘗試新革新?

 
乙烯鏈涉及產(chǎn)品:乙烯、α-烯烴、丁二烯、乙二醇、環(huán)氧乙烷、氯乙烯、乙苯、苯乙烯、C4C5

 

美生物煉廠選用Hummingbird?乙醇制乙烯催化劑

  法國(guó)德西尼布能源公司和美國(guó)LanzaJet公司達(dá)成供應(yīng)協(xié)議,前者將為后者位于美國(guó)佐治亞州首套商業(yè)示范裝置的一體化生物煉廠提供Hummingbird?乙醇制乙烯催化劑。

   該專有催化劑是用于乙醇脫水生產(chǎn)乙烯的第二代低成本催化劑,原料可以是生物乙醇,在較低溫度、較高壓力下,生產(chǎn)出選擇性99%以上的聚合級(jí)乙烯。

   該催化劑的應(yīng)用有望助力LanzaJet業(yè)務(wù)的規(guī)模化和戰(zhàn)略性增長(zhǎng),滿足航空業(yè)對(duì)可持續(xù)燃料的需求。有望在2022年助力美國(guó)將可持續(xù)航空燃料(SAF)產(chǎn)量和使用量翻一番,減少碳排放的同時(shí)降低航空業(yè)對(duì)化石燃料的依賴。與傳統(tǒng)的化石噴氣燃料相比,LanzaJetSAF在應(yīng)用過(guò)程中可減少70%以上的CO2排放。

   2019年,該Hummingbird催化劑首次應(yīng)用在LanzaJet母公司LanzaTech的裝置中。

公司擬與雀巢合作生產(chǎn)可再生乙烯/丙烯

  日本三井化學(xué)、豐田公司與瑞士雀巢公司宣布,將合作實(shí)現(xiàn)日本首個(gè)由100%生物基烴類物質(zhì)制可再生塑料和化學(xué)品的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。

   三井化學(xué)公司將在2021年期間使用雀巢RE原料(由雀巢生產(chǎn)的100%生物基烴類)替代其部分化石原料,用于大阪工廠裂解裝置生產(chǎn)各種塑料和化學(xué)品。屆時(shí)三井有望成為日本首家在其裂解裝置中使用生物基原料的公司。

  三井將生產(chǎn)可再生乙烯、丙烯、C4餾分和苯等,并將其加工成苯酚等基礎(chǔ)化學(xué)品或聚乙烯和聚丙烯等塑料。與化石原料生產(chǎn)的產(chǎn)品相比,三井化學(xué)從原材料階段一直到產(chǎn)品,其過(guò)程的CO2排放降低,質(zhì)量與傳統(tǒng)化石基產(chǎn)品相當(dāng)。

  三井和豐田計(jì)劃為該類生物基產(chǎn)品申請(qǐng)國(guó)際可持續(xù)發(fā)展與碳認(rèn)證(ISCC Plus)。

   作為合作的一部分,雀巢將完全使用可再生原材料(如生物基廢物和渣油)生產(chǎn)大宗化學(xué)品,不使用任何化石原料如石油、石腦油等。

   通過(guò)這次合作,三井化學(xué)有望在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和與循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

陶氏推進(jìn)乙烷脫氫和電裂解技術(shù)

 美國(guó)陶氏化學(xué)正在推進(jìn)乙烷脫氫(EDH)和電裂解(e-cracking)技術(shù),以期降低現(xiàn)有裂解裝置的碳排放,并有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)零排放。

  乙烷脫氫(EDH)技術(shù)

陶氏將利用其專有技術(shù)開(kāi)發(fā)EDH,同時(shí)還評(píng)估了包括Eco催化技術(shù)在內(nèi)的多家潛在技術(shù)供應(yīng)商。

陶氏EDH技術(shù)基于其UNIFINITY流化催化脫氫(FCDh)技術(shù)。其位于路易斯安那州普拉克明的一臺(tái)混合進(jìn)料裂解裝置將采用FCDh技術(shù),技改后可以生產(chǎn)10萬(wàn)噸/年的專產(chǎn)丙烯。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)2021年開(kāi)建,2022年投產(chǎn)。

2022年陶氏將繼續(xù)開(kāi)展乙烯、丙烯技術(shù)研究。其最終目標(biāo)是在裂解裝置上通過(guò)EDH技術(shù),實(shí)現(xiàn)乙烷制乙烯。

電 裂解(e-cracking)技術(shù)

20206月,陶氏與殼牌宣布了一項(xiàng)聯(lián)合開(kāi)發(fā)協(xié)議,旨在加速開(kāi)發(fā)乙烯蒸汽裂解裝置的電氣化新技術(shù)。

目前,蒸汽裂解裝置利用化石燃料燃燒來(lái)加熱裂解爐,產(chǎn)生大量的CO2。隨著能源電網(wǎng)朝著可再生能源為主導(dǎo)方向發(fā)展,利用可再生電力加熱蒸汽裂解爐或成為化學(xué)工業(yè)減少碳排放的主要途徑之一。

 據(jù)悉,若將EDH與電裂解技術(shù)整合,CO2排放可降低40%50%

陶氏計(jì)劃通過(guò)實(shí)施該類技術(shù),到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

韓國(guó)熱穩(wěn)定大孔硅酸鋁分子篩研究獲進(jìn)展

 韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用多重?zé)o機(jī)陽(yáng)離子”“電荷密度失配的合成策略,制備出兩種具有3D大孔且熱穩(wěn)定的硅酸鋁分子篩PST-32PST-2。其中,PST-32具有SBT骨架結(jié)構(gòu),PST-2是具有SBS/SBT共生結(jié)構(gòu)的無(wú)序材料。PST-32PST-2的硅鋁比(SAR)略高,其結(jié)構(gòu)與Y型沸石的超籠和寬孔窗相似,在催化裂化過(guò)程中表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)》。

研究者使用Na+Cs+作為主要和次要的無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(ISDA),以及N,N'-二甲基-1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(Me2-DABCO)作為有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(OSDA),通過(guò)多種無(wú)機(jī)陽(yáng)離子法合成PST-32,得到一種熱穩(wěn)定的鋁硅酸鹽(Si/Al=4.0)結(jié)構(gòu)的UCSB-10SBT)。同時(shí),使用四乙銨(TEA+)作為電荷密度失配的OSDACs+作為100℃下狹窄結(jié)晶場(chǎng)的結(jié)晶ISDA,合成PST-2

 研究者進(jìn)一步考察了兩種大孔分子篩在600℃高溫下柴油烴類裂解制輕質(zhì)烯烴反應(yīng)中的催化活性和穩(wěn)定性,并將其與經(jīng)典分子篩H-βSi/Al=12.5)和商業(yè)化沸石H-USY的柴油裂解催化性能對(duì)比。

結(jié)果表明,在柴油裂解轉(zhuǎn)化率37%45%條件下,PST-32具有最優(yōu)的輕質(zhì)烯烴(乙烯和丙烯)產(chǎn)率,高達(dá)21%PST-2上的輕質(zhì)烯烴產(chǎn)率為18%,明顯高于H-USYH-β分子篩(均為13%)。

此外與H-USY不同,PST-32PST-2即使在48小時(shí)-1的高空速催化反應(yīng)下運(yùn)行100分鐘,輕質(zhì)烯烴產(chǎn)率也沒(méi)有明顯下降,說(shuō)明其催化穩(wěn)定性能更好。這些結(jié)果表明PST-32PST-2在催化裂化領(lǐng)域?qū)⒕哂袘?yīng)用潛力。

  日本開(kāi)發(fā)生物質(zhì)生產(chǎn)丁二烯技術(shù)

日本瑞翁株式會(huì)社(ZEON)、理化學(xué)研究所、橫濱橡膠有限公司采用新的人工代謝途徑和生物酶,成功開(kāi)發(fā)生物質(zhì)生產(chǎn)丁二烯技術(shù)。該研究成果發(fā)表于《自然通訊》。

與傳統(tǒng)代謝途徑相比,該技術(shù)通過(guò)微生物合成粘康酸(一種不飽和二羧酸),這是丁二烯生產(chǎn)的中間體。該技術(shù)通過(guò)使用成本更低的中間體,以及與生物催化劑相結(jié)合,降低了丁二烯發(fā)酵生產(chǎn)成本。同時(shí)該研究團(tuán)隊(duì)以生物基丁二烯為原料,成功制得聚丁二烯橡膠。

該技術(shù)高效地從生物質(zhì)(生物資源)中生成丁二烯的方法,有望減少對(duì)石油的依賴,同時(shí)降低CO2排放。

魯姆斯與Synthos合作開(kāi)發(fā)生物基丁二烯技術(shù)

美國(guó)魯姆斯公司與波蘭Synthos公司擬合作開(kāi)發(fā)生物乙醇制生物基丁二烯技術(shù),旨在將Synthos丁二烯技術(shù)商業(yè)化,進(jìn)而生產(chǎn)高附加值、可持續(xù)的生物基橡膠。

 該項(xiàng)目第一步是對(duì)2萬(wàn)噸/年生物基丁二烯裝置開(kāi)展可行性研究,這是投資決策的基礎(chǔ);其次開(kāi)發(fā)Synthos產(chǎn)品組合的可持續(xù)性,旨在采用生物基丁二烯為單體制生物橡膠,從而實(shí)現(xiàn)行業(yè)脫碳與可循環(huán)。


 


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