成果發(fā)布 /清華大學(xué)-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專項

清華大學(xué)-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專項于2022年2月正式啟動，由鄂爾多斯碳中和研究院組織實施。項目緊密結(jié)合鄂爾多斯資源稟賦和發(fā)展需求，圍繞“風(fēng)光氫儲車”全產(chǎn)業(yè)鏈布局，重點突破零碳園區(qū)建設(shè)、綠電利用、制氫裝備等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。專項實施以來，已取得多項原創(chuàng)性科研成果并在當(dāng)?shù)爻晒β涞剞D(zhuǎn)化，為資源型城市綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)支撐和實踐樣板，對推動區(qū)域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

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二氧化碳加氫制綠色芳烴(Green PX)

項目背景：

在“雙碳”背景下，如何有效利用二氧化碳（CO?）資源是當(dāng)前科學(xué)研究的重要課題。芳烴作為一類重要的大宗化學(xué)品，主要用于生產(chǎn)聚酯纖維和PET塑料等，且需求量日益增加。然而，傳統(tǒng)以石油為原料的芳烴生產(chǎn)工藝存在高能耗和高碳排放問題。因此，開發(fā)一種以CO?為碳源，通過加氫反應(yīng)制備綠色芳烴的技術(shù)，具有重要的環(huán)境和經(jīng)濟意義。

項目創(chuàng)新性：

清華大學(xué)化工系魏飛-張晨曦教授團隊提出CO?結(jié)合可再生能源電解水產(chǎn)生的綠氫，生產(chǎn)高附價值芳烴。系統(tǒng)研究了雙功能催化劑在芳烴制備過程中高效穩(wěn)定運行的關(guān)鍵技術(shù)與裝置，創(chuàng)新發(fā)展了雙功能催化劑的成型技術(shù)與高壓流化床反應(yīng)器，并形成了CO?加氫一步法制綠色芳烴的成套工業(yè)示范技術(shù)。

研究成果：

本項目的研究成果是開發(fā)了CO?加氫一步法制芳烴成套工藝新技術(shù)，首先從原子和分子微觀尺度對催化機理進行全面深入研究，構(gòu)筑了CO?加氫芳構(gòu)化的理論基礎(chǔ)；在此基礎(chǔ)之上開發(fā)綜合性能優(yōu)異的流化床CO?加氫制芳烴催化劑；最后進行流化床CO?加氫制芳烴工藝的優(yōu)化與工業(yè)驗證，從而獲得CO?加氫制芳烴成套工業(yè)技術(shù)的最優(yōu)方案，實現(xiàn)了CO?到芳烴的高效循環(huán)轉(zhuǎn)化。

項目意義及應(yīng)用情況：

在“碳達峰-碳中和”目標(biāo)下，巨量CO?的高效利用與分散可再生能源的儲運消納是新能源范式的瓶頸。魏飛-張晨曦教授團隊系統(tǒng)研究二氧化碳加氫制備綠色芳烴的反應(yīng)機制與工業(yè)催化劑和氣固流動與多相反應(yīng)器，實現(xiàn)CO?回收率超過95%、芳烴組分的烴基選擇性超過80%，與內(nèi)蒙古久泰集團、內(nèi)蒙古久泰馨遠新材料有限公司一起開展推進全球首套萬噸級“CO?一步法制芳烴關(guān)鍵技術(shù)”關(guān)鍵裝置示范性工程，是探索二氧化碳資源化利用的一次重要嘗試，對于實現(xiàn)二氧化碳減排和推動現(xiàn)代能源經(jīng)濟發(fā)展具有重要示范意義，并為鄂爾多斯開辟了新的產(chǎn)業(yè)增長點，優(yōu)化當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，推動其從傳統(tǒng)能源經(jīng)濟向綠色低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，為全國乃至全球的綠色能源技術(shù)發(fā)展提供了示范和借鑒。

百噸級中試平臺

萬噸級工業(yè)試驗項目建設(shè)現(xiàn)場