Cell旗下的《Chem》（影响因子22.804）近日在线发表了皇冠新体育app定明月教授课题组关于费托合成制取烯烃的最新成果。

论文题为“Techno-economic analysis of olefin production based on Fischer-Tropsch synthesis”（费托合成制取烯烃的技术经济性分析）。武汉大学为论文第一作者和通讯作者单位，皇冠新体育app2019级硕博连读生徐艳飞为第一作者，定明月教授为通讯作者。

课题组前期工作（Science, 2021, 371, 610-613）中开发了一种新型疏水性FeMn@Si-c催化剂，在工业反应条件下（320 °C和 2-3 MPa），实现了合成气高选择性直接制取烯烃，二氧化碳和甲烷等C1副产物的选择性显著降低到23%以下，烯烃选择性可达65%，烯烃产率高达36%以上。

本文对该催化剂进一步进行了工业规模上的技术经济性分析。在Aspen Plus V11中对整个煤制烯烃过程进行了仿真模拟，设定工厂规模为2.87 Mt煤/年、运行时间为8000 h/年。煤制烯烃过程主要由煤气化单元、水煤气变换单元、酸性气体移除单元和费托合成单元等组成（图1）。

图1 煤基费托合成制取烯烃过程

根据模拟结果计算了FeMn@Si-c催化剂和传统催化剂的原材料消耗量、二氧化碳排放量和产品成本。生产1吨烯烃，传统催化剂需要消耗约4.0吨煤，而FeMn@Si-c催化剂只需要约3.3吨煤，意味着更少的原材料消耗。在费托合成单元中，使用传统催化剂生产单位产品的二氧化碳排放量为2.18 t/t，而使用FeMn@Si-c催化剂时降低到0.75 t/t，意味着更少的二氧化碳排放。传统催化剂和FeMn@Si-c催化剂的产品成本估算分别为5594 RMB/t和4446 RMB/t，意味着产品成本降低了约20.5%。

相比于传统催化剂，新型FeMn@Si-c催化剂具有更低的煤耗、碳排放和产品成本，表现出了良好的工业应用潜力。在不久的将来，随着更高效催化剂的开发和产品分离技术的进步，煤制烯烃路线将变得更加经济可行。

原文链接：https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(21)00364-8