瑞士開發(fā)甲烷直接轉(zhuǎn)化甲醇新工藝取得進(jìn)展

甲烷是天然氣的主要成分，甲烷可轉(zhuǎn)化成甲醇作為燃料和基本化工原料，相對于氣態(tài)的甲烷，液態(tài)的甲醇運(yùn)輸方便、安全性好，對天然氣的綜合利用具有很好的前景。目前雖已有工業(yè)化的甲烷轉(zhuǎn)化甲醇工藝，但反應(yīng)需要高溫高壓條件，并經(jīng)過兩步化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)裝置體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，而且過程中出現(xiàn)一氧化碳、二氧化碳和甲醛等有害或無用的副產(chǎn)物。

瑞士保羅謝爾研究所(PSI)催化與可持續(xù)化學(xué)研究所開發(fā)出一種將甲烷直接轉(zhuǎn)化成甲醇的新工藝，通過一次化學(xué)反應(yīng)，即可實(shí)現(xiàn)甲烷和水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生甲醇，反應(yīng)過程溫和，不需要另外加入氧化劑（如氧或過氧化氫），選擇性好，副產(chǎn)物少（除獲得甲醇外只有氫氣生成）。該項(xiàng)新技術(shù)的關(guān)鍵是一種新型催化劑，是一種多孔的沸石狀材料，空隙中嵌入銅原子，反應(yīng)過程中甲烷分子在其表面分解為碳和氫原子，通過由水分解產(chǎn)生的氧原子氧化后形成甲烷和氫氣。科研人員用遠(yuǎn)紅外光譜和該所內(nèi)的大型科研設(shè)備-瑞士同步輻射光源（SLS）對反應(yīng)過程進(jìn)行研究以揭示其機(jī)理，同時在瑞士超級計算中心進(jìn)行了理論模擬計算。該項(xiàng)研究成果將在《Science》發(fā)表。

科研人員認(rèn)為，依托這種新工藝可開發(fā)出結(jié)構(gòu)緊湊的甲烷轉(zhuǎn)化甲醇裝置，適用于將油田開采過程中伴生的天然氣就地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，減少因安全和運(yùn)輸原因只能將其就地燃燒處理的很大浪費(fèi)，“變廢為寶”實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。