包信和课题组：煤经合成气直接制低碳烯烃技术成功完成工业试验 加速摆脱原油进口依赖

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中国科学院大连化学物理研究所包信和课题组（以下简称“大连化物所”）与陕西延长石油（集团）有限责任公司合作，近日在陕西榆林进行了煤经合成气直接制低碳烯烃技术的工业试验，取得圆满成功，催化剂性能和反应过程的多项重要参数超过设计指标，总体性能优于实验室水平。

该技术基于大连化物所包信和院士和潘秀莲研究员领导的团队取得的“合成气高选择性转化制低碳烯烃” OX-ZEO原创性基础研究成果 （2016年发表于美国《科学》杂志，当年被评为中国科学十大进展），试验开车一次成功，实现CO单程转化率超过50%，低碳烯烃（乙烯、丙烯和丁烯）选择性优于75%，是世界上首套基于该项创新成果的工业中试装置。本次试验的成功，进一步验证了该技术路线的先进性和可行性，加快了该技术的产业化进程，将为我国进一步摆脱对原油进口的依赖，实现煤炭清洁利用提供一条全新的技术路线。


OX-ZEO从原理上颠覆了90多年来煤化工一直沿袭的由德国科学家于上世纪20年代发明的费托合成路线，创造性地采用复合氧化物和分子筛耦合的催化新策略，创制新型复合催化剂，实现煤经合成气（CO和H2混合气体）直接制备转化制低碳烯烃等高值化学品的新路线。该成果摒弃了传统的高水耗和高能耗的水煤气变换制氢过程以及中间产物（如甲醇和二甲醚等）转化工艺，从原理上开创了一条低耗水（反应中没有水循环，不排放废水）进行煤基合成气一步转化的新途径，初步回应了李克强总理 “能不能不用水或少用水进行煤化工”的关切。这项成果被同行誉为“煤转化领域里程碑式的重大突破”，《科学》杂志同期刊发了以“令人惊奇的选择性”（Surprised by Selectivity）为题的专家评述文章，认为该过程未来在工业上将具有巨大的竞争力。


OX-ZEO在2016年首次报道后，大连化物所包信和院士和潘秀莲研究员领导的团队立即与所内刘中民院士领导的应用开发团队进行合作，优势互补、强强联合，大力推动该技术的应用研究，并积极与陕西延长石油（集团）有限责任公司合作，实现高端架构、产研融合。三年来，合作各方聚焦本领域世界科技前沿，紧扣国民经济发展的重大需求，通力合作、奋力拼搏，攻克一道道技术难关、克服一个个实际困难，成功走出了一条从实验室基础研究成果到工业化开发的创新引领、协同攻关之路，为我国科技成果的转化应用示范了一条有效新途径。


该项目的研究得到了中国科学院洁净能源先导科技专项、中国科学技术部、国家自然科学基金委员会、以及中国科学院大连化学物理研究所的资助。


OX-ZEO催化剂设计概念，通过部分还原的金属氧化物和分子筛耦合的纳米复合双功能催化剂，使合成气化学中CO活化与C-C偶联这两个关键步骤有效分离，可高选择性地制备C2=-C4=混合低碳烯烃、乙烯、芳烃和高品质汽油等高附加值产品。


包信和，男，汉族，1959生于江苏省。理学博士，中国科学院大连化学物理研究所研究员，博士生导师。1987年获复旦大学理学博士学位；1987-1989年在复旦大学化学系任教；1989-1995年获洪堡基金资助在德国马普协会柏林FRITZ-HABER研究所进行合作研究；1995年至今，在大连化学物理研究所工作，任催化基础国家重点实验室研究员，博士生导师，所学术委员会主任，洁净能源国家实验室（筹）能源基础和战略研究部部长，中国科学院研究生院教授；2000年8月至2007年2月，任中国科学院大连化学物理研究所所长；2009年4月至2014年6月任中国科学院沈阳分院院长；2009年当选为中国科学院院士；2015年7月至2017年6月任复旦大学常务副校长；2017年6月8日起任中国科学技术大学校长。


潘秀莲，博士，中国科学院大连化学物理研究所研究员，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，洁净能源国家实验室碳基能源纳米材料研究组组长。1996年大连理工大学获学士学位，2001年大连化学物理研究所获博士学位（与德国弗朗和费生物技术与界面工程研究所联合培养），2001-2003年德国弗朗和费生物技术与界面工程研究所博士后，2003年底受聘为大连化学物理研究所副研究员，2009年晋升为研究员。