【海川科技前沿】纯相碳化铁催化剂开启长链α-烯烃工业化的十年历程

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以纯相碳化铁催化剂开启长链α-烯烃工业化新纪元
现代煤化工 2024年10月18日 08:52 北京
10月16日，国家能源集团北京低碳清洁能源研究院（以下简称低碳院）与荷兰埃因霍芬理工大学等机构合作开发取得重大突破性进展，相关研究成果以《基于纯相χ-Fe5C2催化剂的高碳效率合成气直接制线性α-烯烃技术》为题，发表于《自然》（Nature）期刊。

该研究通过原创“纯相χ-碳化铁”催化剂，实现煤炭、天然气或生物质转化得到的合成气（氢气与一氧化碳的混合气）直接转化为高端化学品线性α-烯烃，可大幅提高碳效率、降低二氧化碳生成，填补了国际技术空白，为一步法制备高端线性α-烯烃提供了新途径。研究成果提出“纯相碳化铁催化剂体系”新理论，并将新技术命名为“FTLAO”技术。

这也是低碳院煤间接液化技术研究中心团队继CNFT系列铁基费托合成催化剂成功开发和工业应用之后取得的又一重大研究成果，团队的研究领域从煤制油扩展到煤制高端油品化学品。低碳院煤间接液化技术研究中心定向合成催化部以“十年磨一剑”的韧劲和“一辈子办成一件事”的执着，在催化关键核心技术领域实现重大技术突破，为“费托十年之路”书写了浓墨重彩的一笔。

长链α-烯烃（linear α-olefins, 简称LAO）作为是现代化学工业的核心原料和重要中间体，全球消费量逐年递增，具有广阔的市场，需求巨大。受制于传统的乙烯齐聚合成技术，我国的长链α-烯烃需要依赖大量进口，严重限制了我国高端化工产业发展。

面对国家战略的迫切需求，自2015年伊始，低碳院煤间接液化技术研究中心青年科学家、团队技术带头人王鹏博士挺身而出，开始对合成气转化直接制线性α-烯烃这一难题发起挑战。课题研发的第一道难关是技术路线的选择，钴基催化剂活性卓越，但价格不菲；铁基催化剂价格低廉，但普遍存在CO2选择性高、碳利用效率低、液体产品中C6+ α-烯烃组分少等问题，技术路线如何选择成为一大难题。

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