科學(xué)家撰文探討甲醇制烯烴領(lǐng)域相關(guān)發(fā)展

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、中國工程院院士劉中民，研究員葉茂，研究員魏迎旭，研究員田鵬團隊，受邀發(fā)表了甲醇制烯烴領(lǐng)域Perspective評述文章，系統(tǒng)總結(jié)了團隊理解和調(diào)控甲醇制烯烴動態(tài)復(fù)雜催化體系的觀點和研究成果，包括動態(tài)催化原理的提出和定量模型的凝練，以及其與新一代甲醇制烯烴（DMTO-III）技術(shù)的內(nèi)在聯(lián)系。相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上。

甲醇制烯烴相關(guān)成果。大連化物所供圖

甲醇制烯烴（MTO）已成為非石油資源轉(zhuǎn)化利用的典范，促進了烯烴原料多元化發(fā)展，未來也可與綠氫結(jié)合，用于低碳化的煤制烯烴產(chǎn)業(yè)。深入理解完整真實的MTO動態(tài)復(fù)雜體系的催化原理，并實現(xiàn)反應(yīng)定向調(diào)控一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界持續(xù)努力的目標(biāo)，是實現(xiàn)MTO原理發(fā)展和工業(yè)技術(shù)迭代創(chuàng)新必須克服的挑戰(zhàn)。

自20世紀(jì)80年代起，大連化物所基于對MTO動態(tài)復(fù)雜催化體系的認(rèn)識和調(diào)控，通過機理和模型支撐DMTO技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，在完成世界首創(chuàng)DMTO技術(shù)工業(yè)化的基礎(chǔ)上，形成了DMTO-II、DMTO-III系列技術(shù)，相繼實現(xiàn)工業(yè)化。截至目前，DMTO系列技術(shù)已實現(xiàn)技術(shù)許可36套，投產(chǎn)20套工業(yè)裝置，引領(lǐng)了煤制烯烴產(chǎn)業(yè)快速形成與發(fā)展。

基于上述研究，該評述總結(jié)了團隊在MTO動態(tài)反應(yīng)機理、MTO動態(tài)反應(yīng)-擴散模型、基于機理和模型的工業(yè)過程調(diào)控方面形成的理論和實踐應(yīng)用。在MTO動態(tài)催化學(xué)術(shù)方向上的原理性認(rèn)識包括三部分：一是由活性中心動態(tài)演變更替引導(dǎo)的MTO動態(tài)完整自催化反應(yīng)歷程；二是由明線和暗線共同構(gòu)建的MTO動態(tài)復(fù)雜反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；三是MTO反應(yīng)-擴散-催化劑多尺度動態(tài)交互作用機制。同時，該評述總結(jié)凝練了MTO動態(tài)過程定量模型，包括反應(yīng)動力學(xué)模型、客體分子擴散模型、多尺度反應(yīng)-擴散模型和反應(yīng)器積碳分布模型。進一步，該評述提煉出通過整合動態(tài)催化原理、反應(yīng)擴散模型和積碳動力學(xué)，實現(xiàn)機理和模型共同驅(qū)動的MTO過程調(diào)控。MTO動態(tài)催化原理、定量模型、基于機理和模型的過程調(diào)控機制，構(gòu)成了MTO動態(tài)復(fù)雜催化體系的核心理論，對動態(tài)復(fù)雜反應(yīng)體系的分子篩催化理論發(fā)展具有重要意義。

該評述還認(rèn)為未來應(yīng)結(jié)合人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)，持續(xù)深化對MTO動態(tài)復(fù)雜催化體系的研究。