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Oct 23, 2023

사이언스 차이나 프레스

이미지: 제올라이트 공동 미세 환경의 제한된 반응 중간체 및 코크스 종, 복잡한 반응 네트워크의 우선적인 반응 경로, 촉매 비활성화 및 분자 확산이 공동 제어 메탄올 전환에 결합되어 MTO 반응의 동적 진화를 주도합니다.더보기

출처: ©Science China Press

비석유화학 자원을 통한 혁신적이고 효율적인 올레핀 생산 경로인 MTO(메탄올-올레핀) 공정은 산업계에서 성공적인 개발 및 적용을 달성했으며 기초 연구에서 C1 화학 및 제올라이트 촉매 작용에 대한 관심을 끌었습니다. 대련화학물리연구소(DICP)는 석탄에서 메탄올을 통해 올레핀을 생산할 수 있는 DMTO 기술을 개발하여 경제적 소득과 기술 혁신에서 상당한 성공을 거두었으며, 비석유 자원에서 지속 가능한 올레핀 제조의 새로운 시대를 열었습니다. 그 이후로 DICP는 중국에서 에텐과 프로펜 생산의 중요한 경로가 되고 있는 DMTO 공정(DMTO-II 및 DMTO-III)의 2세대 및 3세대를 개발했습니다. 신흥 석탄화학 산업의 경쟁력과 지속가능성을 유지하기 위해서는 촉매반응 공정의 기본 및 선택적 제어 원리에 대한 포괄적이고 심층적인 이해를 지속적으로 심화시켜 새로운 촉매 물질 및 공정 기술 개발을 지원해야 합니다.

분자체 촉매, 특히 작은 기공을 갖는 공동형 제올라이트에 대한 공동형 구조를 내장한 복잡한 미세 환경은 MTO 반응의 형태 선택성에서 입증 가능한 특징과 장점을 보여줍니다. 이 복잡한 촉매 환경은 생성물 분포, 촉매 비활성화 및 분자 확산에 큰 차이를 일으켜 8원 고리(8-MR) 및 공동형 제올라이트 촉매에 대한 공동 제어 메탄올 전환을 나타냅니다.

최근 National Science Review에 발표된 리뷰에서 Profs. LIU Zhongmin과 WEI Yingxu(CAS, DICP 국립 저탄소 촉매 기술 공학 연구 센터 소속)는 메탄올-올레핀 반응에서 공동 제어 원리를 요약했습니다. 공동 제어 메탄올 전환 반응 거동, 공동 제어 탄화수소 풀 종의 형성 및 반응 경로, 공동 제어 촉매 비활성화 및 확산 거동, 영감된 제어 전략은 다음과 같이 검토됩니다.

공동 제어 MTO 반응 거동 : 캐비티 구조와 크기에 따라 제품 분포, 촉매 비활성화 및 분자 확산이 직접적으로 제어됩니다. 저자들은 기공 크기는 유사하지만 공동 구조가 다른 일반적인 8-MR 및 공동형 제올라이트 촉매에 의해 촉매되는 메탄올 전환에서 반응 거동 및 생성물 분포의 차이를 검토했습니다. 공동 제어 MTO 반응 거동을 이해하면 제올라이트 재료의 형태 선택성을 확립하는 데 도움이 됩니다.

공동 제어 반응 중간체 및 반응 경로 : 공동형 제올라이트의 특별한 촉매 미세환경은 MTO 반응 과정에서 반응 중간체와 반응 경로를 변화시킵니다. 이 특별한 촉매 미세 환경은 MTO 반응의 역동적인 진화를 주도합니다. 저자는 복잡한 반응 네트워크에서 탄화수소 풀 종의 생성과 올레핀 생성의 주요 반응 경로로 인한 공동 제어 효과를 설명했습니다.

공동 제어 코크스 형성 및 촉매 비활성화 : 저자는 저온 아다만탄 종의 발견, 폴리메틸벤젠이 폴리메틸나프탈렌으로 진화하는 동안 주요 전구체 식별, 케이지 통과 성장 모드 제안 메커니즘 등 SAPO-34의 코크스 종 침착 및 비활성화 모드를 요약했습니다. 다환 방향족 탄화수소. 그런 다음, 서로 다른 공동 구조를 갖는 제올라이트 촉매의 코크스 종과 비활성화 메커니즘의 차이에 대해 논의했습니다.