碳一化学省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,低碳经济中碳一化学,1/21,地球碳循环,转化,生产与生活,相互转化,固碳,CO,2,C,O,2,2/21,从去年开始，到哥本哈根联合国气候改变大会，“低碳”这个词语渐渐进入了国人视野。在后金融危机时代，世界经济把低碳经济当成救命稻草形势下，这股低碳经济之风也在神州大地刮起。不论是网上关于两会热点民意调查，还是媒体披露政协委员们提案重点，低碳经济已经越来越受到全社会所重视。,年,3,月，,生态环境保护、可连续发展成为两会主题，全国政协“一号提案”内容就是谈低碳环境保护。,3/21,全球碳排放各项数据,4/21,什么是低碳经济？,低碳经济，是指在可连续发展理念指导下，经过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等各种伎俩，尽可能地降低煤炭石油等高碳能源消耗，降低温室气体排放，到达经济社会发展与生态环境保护双赢一个经济发展形态。,5/21,CO,2,是最主要温室气体,而其能够作为碳一化学主要原料,经煤炭或生物质制得,CO,可充分利用,大自然固碳资源合成化工原料,.,清洁利用天然气等其它碳一资源,低碳经济与碳一化学关系,6/21,什么是碳一化学,选择催化化学转化,小分子活化,定向转化,以含一个碳原子化合物,CH4,、,CO,和,H2,、,CO2,、,CH3OH,、,HCHO,等为初始反应物,主要化工原料和燃料化学,7/21,碳一化学路径演示图,CO,2,生物质,甲醇,大量化工原料,生物质衍生物,碳氢化合物,CH,4,CO+H,2,其它含氧化合物,8/21,1.,生物质制合成气,植物每年经过光合作用制造了大量生物质,是替换现有常规能源最正确选择,.,光合作用,催化转化,太阳能,生物质,工业原料,9/21,生物质转化,热化学及催化,液化,汽化,热解,原材料,产物,木炭,(,比较原始,),CH,4,CO,H,2,等混合气体,液体,也称衍生物,(,如各种生物质原油,脂肪醇等,),10/21,我国有着丰富煤炭资源,所以清洁利用煤炭成了我国科学家主要研究领域,.,而煤制合成气则是其中主要方向之一,.,煤制合成气,C,H,2,O,CO,H,2,+,+,11/21,合成气利用,F-T,反应,(,制碳氢化合物,),主要用于合成长链烃,及乙烯,丙稀等不饱和烃类,CO+H,2,制备含氧化合物,主要合成甲醇及其下游产品,C,2,含氧化合物,(,如乙醛,乙醇,乙酸等,),12/21,n CO+2n H,2,(-CH,2,-),n,+n H,2,O,F-t,反 应,催化体系,:Co,Fe,Ni,Ru,等催化剂,主要生成产物为直链脂肪族碳氢混合物,而依据,SF,分布,轻质碳氢化合物,(C,2,-C,4,),汽油,(C,5,-C,11,),轻油,(C,12,-C,17,),馏分最大收率 分别只有,56%,47%,和,40%.,而为了提升主产物选择性,普通能够经过对载体改性,添加助催化剂来控制碳链增加,.,eg:,在,Fe,中加入,Mn,K,等助剂,可促进,CO,解离,抑制氢吸附,从而增加稀烃选择性,.,13/21,合成甲醇,CO+H,2,CH,3,OH,催化剂,:Cu-Zn-Al,工艺,:,帝国化学企业和德国鲁奇工艺,存在不足,:1),低温对甲醇合成有利,但传统催化,在较高温度进行,所以单程转化率低,.,2),合成过程中反应热难移出,.,合成含氧化合物,14/21,合成,C,2,含氧化合物,CO+H,2,CH,3,CH,2,OH,CH,3,CHO,CH,3,COOH,等,催化剂,:Rh,基催化剂和,F-T,改良型催化剂,15/21,CO,加氢反应机理,CO,O,a,+C,a,CO,a,CH,3,OH,+4H,+3H,CH,3a,CH,3,C,a,+CO,+nH,C,n,H,2n+1,OH,Hydrocarbons,CH,4,+H,+CO,CH,3,CO,a,CH,3,CH,2,OH,CH,3,CHO,CH,3,COOH,16/21,甲醇利用,甲醇既是,C1,化学起始化合物,也是可由合成气工业化生产基本原料,其在基本有机原料中有着相当主要地位,仅次于乙烯,丙稀和 苯,.,下面简单介绍一下甲醇在碳一化学中应用,:,17/21,甲醇羰基化制醋酸及酸酐,甲醇羰基化制醋酸及酸酐是近年来,C1,化学重大进展,在美国和英国均已实现工业化,.,主要采取铑络合催化剂,助催化剂为碘化物,.,甲醇与丙酮合成乙二醇,日本国立工业化学研究所开发,采取氧化铑催化剂在常温常压下光催化反应,18/21,甲醇羰基化制甲酸甲酯,德国,Huls,企业以甲醇和,CO,在叔二胺与乙烷作用下进行加压羰基化反应制甲酸甲酯,转化率可达,80.7%,选择性到达了,99.4%.,甲醇裂解制稀烃,美国,Mobil,企业开发成功,ZSM-34,沸石分子筛,对甲醇转化为稀烃选择性到达了,80%.,值得一提是,这方面我国大化所工作具世界领先水平,.,他们所制催化剂甲醇转化率,100%,稀烃选择性到达了,85%-90%.,19/21,合成尿素,2NH,3,+CO,2,=CO(NH,2,),2,+H,2,O,制甲醇,CO,2,+H,2,=CH,3,OH,催化剂,:,当前效果最好催化剂是,Cu-Zn-Zr,体系,与甲烷重整,CO,2,+CH,4,=CO+H,2,催化体系,:1,贵金属,;2,过渡金属氧化物,;Ni-Co,基催化剂,CO,2,利用,20/21,谢谢大家,21/21,