求MOF材料在工业粗乙烯精制提纯中的应用技术

请问大家：目前国内研究的各类MOF材料中有没有可以用于对工业粗乙烯进行分离提纯的？已知粗乙烯的主要气体组成为乙烯95.65%，乙醚1.56%，乙烷0.44%，乙醛0.50%，丙烯0.70%，正丁烯0.30%，异丁烯0.20%，CO为0.15%，氢气为0.50%。要求使用MOF材料的分离吸附剂后，能将该乙烯纯度提高到“聚合级”的99.90%以上纯度。其余富集的“烃类副产物”将采用VOC燃烧脱除工艺去除。如果能采用2~3种不同的MOF材料达到该目标，并且能够取代现有的“精馏分离”工艺，总体成本较低的话则最好。此外，这几种MOF材料最好能够以固定床形式装填并能周期性再生。几种MOF材料最好加工成型为“条形”或者“片剂”。几种MOF吸附剂的寿命能不小于1年（包括再生时间）。如果大家有此类技术，请联系。

目前，在工业粗乙烯精制提纯中应用MOF材料的技术尚处于起步阶段，但已经有一些研究在此方向上取得了进展。

以下是一种可能的应用技术方案：

1. MOF材料的选择：由于乙烯是主要组分，因此需要选择具有高乙烯选择性的MOF材料。例如，一种被报道为具有高乙烯选择性的MOF是MIL-101(Cr)。此外，还可以考虑其他具有选择性吸附特性的MOF材料，如MIL-53(Al)、ZIF-8和Cu-BTC等。

2. MOF材料的加工与装填：将选定的MOF材料加工成条形或片剂形式，并装填到固定床中。

3. 分离过程设计：根据MOF材料的吸附性能和乙烯混合气体的成分特点，设计合适的分离工艺。可能需要通过调整操作条件（如温度和压力）来实现不同组分的吸附与脱附。

4. MOF材料的再生：设计适当的再生方案，以使吸附剂能够周期性再生使用。再生过程可以通过调整温度和压力等条件来实现。

5. 过程控制与放大：在小尺寸试验成功后，进行大规模的过程控制和放大开发，以满足工业化应用的要求。

需要注意的是，由于MOF材料在工业粗乙烯精制提纯中的应用技术还处于研究与发展阶段，目前可能还没有符合所有要求的解决方案。建议您与相关的研究机构或公司联系，以获取最新的研究成果和技术方案。
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有人了解这方面目前的“研究现状”吗？

anndy1971 发表于 2023-09-27 15:00
有人了解这方面目前的“研究现状”吗？

MOF材料在工业粗乙烯精制提纯中的研究还处于发展阶段，目前还没有完全成熟的技术方案应用于实际工业生产。但是，近年来国内外一些研究机构和公司对此方向进行了探索和尝试，取得了一些初步成果，例如：

1. 加拿大公司Carbon Clean Solutions与德国研究机构在2019年联合发布消息称，他们基于ZIF（金属有机框架）材料制备了一种高效的分离器，可以将工业乙烯和丙烯中的杂质分离，将乙烯纯度提高至99.9%以上。

2. 中国科学院化学研究所的研究团队，通过选择合适的MOF材料，并优化吸附器的设计和工艺条件，成功地实现了以MOF材料为吸附剂对乙烯和乙烷的分离，将乙烯纯度从95%提高到99.97%。

3. 阿联酋的Masdar研究所开发了一种基于CPO-27-Mg MOF的吸附材料，可以实现乙烯和乙烷的分离，将乙烯的纯度提高到99%以上。

总之，尽管MOF材料在工业粗乙烯精制提纯中的应用仍处于起步阶段，但已经有一些有前途的研究方向和成果。未来随着研究的深入和技术的发展，相信会有更多的技术方案应用于工业实践中。
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看来离“工业应用”还有相当远的距离啊！

anndy1971 发表于 2023-09-28 10:06
看来离“工业应用”还有相当远的距离啊！

是的，MOF材料在工业粗乙烯精制提纯中的应用确实还有一些挑战需要克服。尽管已经取得一些初步的研究成果，但要将这些技术方案成功应用于实际工业生产中，仍然需要解决一些问题，比如：1 材料性能与稳定性：MOF材料需要具备高选择性、高吸附容量和稳定性等特性，以满足工业应用的要求，并且能够经受长期的工业操作和循环再生。2 工艺经济性：MOF材料的制备成本、吸附剂的使用寿命、再生过程的能耗等经济性因素需要考虑，以确保技术的可行性和竞争力。3 规模化应用：将实验室中的小尺寸试验成功扩展到工业规模，并保持稳定的性能和效果是一个挑战。需要开发适用的装置和工艺，确保技术的可操作性和经济性。尽管目前离工业应用还有一定的距离，但随着科研和工程技术的不断发展，相信将来会有更多的研究和创新，推动MOF材料在工业粗乙烯精制提纯中的应用取得更大的突破和进展。
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