大乙烯時代!全球乙烯生產技術都在做著哪些新嘗試新革新?
乙烯鏈涉及產品: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
法國德西尼布能源公司和美國LanzaJet公司達成供應協議,前者將為后者位于美國佐治亞州首套商業(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,生產出選擇性99%以上的聚合級乙烯。
該催化劑的應用有望助力LanzaJet業(yè)務的規(guī)?;蛻?zhàn)略性增長,滿足航空業(yè)對可持續(xù)燃料的需求。有望在2022年助力美國將可持續(xù)航空燃料(SAF)產量和使用量翻一番,減少碳排放的同時降低航空業(yè)對化石燃料的依賴。與傳統(tǒng)的化石噴氣燃料相比,LanzaJet的SAF在應用過程中可減少70%以上的CO2排放。
2019年,該Hummingbird催化劑首次應用在LanzaJet母公司LanzaTech的裝置中。
公司擬與雀巢合作生產可再生乙烯/丙烯
日本三井化學、豐田公司與瑞士雀巢公司宣布,將合作實現日本首個由100%生物基烴類物質制可再生塑料和化學品的工業(yè)規(guī)模生產。
三井化學公司將在2021年期間使用雀巢RE原料(由雀巢生產的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各種塑料和化學品。屆時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。
三井將生產可再生乙烯、丙烯、C4餾分和苯等,并將其加工成苯酚等基礎化學品或聚乙烯和聚丙烯等塑料。與化石原料生產的產品相比,三井化學從原材料階段一直到產品,其過程的CO2排放降低,質量與傳統(tǒng)化石基產品相當。
三井和豐田計劃為該類生物基產品申請國際可持續(xù)發(fā)展與碳認證(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)生產大宗化學品,不使用任何化石原料如石油、石腦油等。
通過這次合作,三井化學有望在2050年實現碳中和與循環(huán)經濟。
陶氏推進乙烷脫氫和電裂解技術
美國陶氏化學正在推進乙烷脫氫(EDH)和電裂解(e-cracking)技術,以期降低現有裂解裝置的碳排放,并有望在未來實現零排放。
乙烷脫氫(EDH)技術
陶氏將利用其專有技術開發(fā)EDH,同時還評估了包括Eco催化技術在內的多家潛在技術供應商。
陶氏EDH技術基于其UNIFINITY流化催化脫氫(FCDh)技術。其位于路易斯安那州普拉克明的一臺混合進料裂解裝置將采用FCDh技術,技改后可以生產10萬噸/年的專產丙烯。該項目預計2021年開建,2022年投產。
2022年陶氏將繼續(xù)開展乙烯、丙烯技術研究。其最終目標是在裂解裝置上通過EDH技術,實現乙烷制乙烯。
電 裂解(e-cracking)技術
2020年6月,陶氏與殼牌宣布了一項聯合開發(fā)協議,旨在加速開發(fā)乙烯蒸汽裂解裝置的電氣化新技術。
目前,蒸汽裂解裝置利用化石燃料燃燒來加熱裂解爐,產生大量的CO2。隨著能源電網朝著可再生能源為主導方向發(fā)展,利用可再生電力加熱蒸汽裂解爐或成為化學工業(yè)減少碳排放的主要途徑之一。
據悉,若將EDH與電裂解技術整合,CO2排放可降低40%~50%。
陶氏計劃通過實施該類技術,到2050年實現碳中和目標。
韓國熱穩(wěn)定大孔硅酸鋁分子篩研究獲進展
韓國浦項科技大學研究團隊通過使用“多重無機陽離子”“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-32和PST-2。其中,PST-32具有SBT骨架結構,PST-2是具有SBS/SBT共生結構的無序材料。PST-32和PST-2的硅鋁比(SAR)略高,其結構與Y型沸石的超籠和寬孔窗相似,在催化裂化過程中表現出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。相關研究成果發(fā)表于《科學》。
研究者使用Na+和Cs+作為主要和次要的無機結構導向劑(ISDA),以及N,N'-二甲基-1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(Me2-DABCO)作為有機結構導向劑(OSDA),通過多種無機陽離子法合成PST-32,得到一種熱穩(wěn)定的鋁硅酸鹽(Si/Al=4.0)結構的UCSB-10(SBT)。同時,使用四乙銨(TEA+)作為電荷密度失配的OSDA、Cs+作為100℃下狹窄結晶場的結晶ISDA,合成PST-2。
研究者進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烯烴反應中的催化活性和穩(wěn)定性,并將其與經典分子篩H-β(Si/Al=12.5)和商業(yè)化沸石H-USY的柴油裂解催化性能對比。
結果表明,在柴油裂解轉化率37%~45%條件下,PST-32具有最優(yōu)的輕質烯烴(乙烯和丙烯)產率,高達21%;PST-2上的輕質烯烴產率為18%,明顯高于H-USY和H-β分子篩(均為13%)。
此外與H-USY不同,PST-32和PST-2即使在48小時-1的高空速催化反應下運行100分鐘,輕質烯烴產率也沒有明顯下降,說明其催化穩(wěn)定性能更好。這些結果表明PST-32和PST-2在催化裂化領域將具有應用潛力。
日本開發(fā)生物質生產丁二烯技術
日本瑞翁株式會社(ZEON)、理化學研究所、橫濱橡膠有限公司采用新的人工代謝途徑和生物酶,成功開發(fā)生物質生產丁二烯技術。該研究成果發(fā)表于《自然通訊》。
與傳統(tǒng)代謝途徑相比,該技術通過微生物合成粘康酸(一種不飽和二羧酸),這是丁二烯生產的中間體。該技術通過使用成本更低的中間體,以及與生物催化劑相結合,降低了丁二烯發(fā)酵生產成本。同時該研究團隊以生物基丁二烯為原料,成功制得聚丁二烯橡膠。
該技術高效地從生物質(生物資源)中生成丁二烯的方法,有望減少對石油的依賴,同時降低CO2排放。
魯姆斯與Synthos合作開發(fā)生物基丁二烯技術
美國魯姆斯公司與波蘭Synthos公司擬合作開發(fā)生物乙醇制生物基丁二烯技術,旨在將Synthos丁二烯技術商業(yè)化,進而生產高附加值、可持續(xù)的生物基橡膠。
該項目第一步是對2萬噸/年生物基丁二烯裝置開展可行性研究,這是投資決策的基礎;其次開發(fā)Synthos產品組合的可持續(xù)性,旨在采用生物基丁二烯為單體制生物橡膠,從而實現行業(yè)脫碳與可循環(huán)。
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