气态甲烷直接转化为液态甲醇的新方式

2017年5月刊

环球聚氨酯 Polyurethane Monthly

气态甲烷直接转化为液态甲醇的新方式

苏黎世联邦理工学院和保罗谢尔研究所的化学

家研究发现了一种直接把气态甲烷转化为液态甲醇

的新方法。目前工业用气的主要方式是燃烧，这种

新方法为工业用气提供了新的可能。虽然该工艺目

前还无法用于工业，但是它为未来的工业化生产提

供了更多的可能性。

甲烷价格廉价且来源广泛，作为合适的基材和

能源被广泛用于化工等产业，在全球范围内主要它

的使用方式主要是燃烧，尤其是在炼油厂和油田。

虽然气态甲烷转化为液态甲醇的过程易于进行，且

甲醇更便于运输，但是从目前的工业水平来看，该

转化过程复杂，间接，耗能，且转化过程中还会产

生合成气体，因此收益不大。

全球页岩气产量的增加也导致了甲烷释放量的

增加。催化剂研究员Bokhoven 指出，由于甲烷来

源丰富且性价比较高，全球工业领域也热衷于使用

甲烷。最近Bokhoven 和他的团队在工作中发现了

一种气态甲烷转化为液态甲醇的新方法。

从理论上来说，使用铜硅铝化合物（沸石）作

催化剂，有可能将甲烷转化为甲醇。该方法在可不

同的温度下进行，并且具有周期性。活性催化剂在

450℃的高温下才能起到催化作用，但是温度超过

200℃时，温度过高会导致甲醇燃烧，因此甲烷和

氧气生成甲醇的反应是不可能发生的。反应若要进

行，需反复加热和冷却反应器。因此，这种方法一

直以来仅存在于实验室中，难以应用于工业领域。

以前甲烷到甲醇的转化过程是在高温和低于1

巴的压力下进行的。现在， Bokhoven 和他的团队

在200℃的恒温和36巴的高压下，证明了此循环反

应具有可行性。

研究人员用射线吸收光谱法证明了，在原子

水平上最新的低温/高压条件下进行的催化反应与

之前的高温法进行的催化反应并不发生在同一位置

上。

Bokhoven 说，高压法以不同的方式在原子水

平上进行催化，可以尝试使用多种催化剂来进行反

应。对于目前尚未考虑的催化剂也可以尝试使用，

也许它们会更适用于高压法生成甲烷。