Cell旗下的《Chem》（影响因子22.804）近日在线发表了我院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，我院2019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