基于碳化物的碳制乙炔(C2H2)工艺是将各种碳源直接转化为乙炔和一氧化碳的简单途径。然而,目前基于电石(CaC2)的工业过程受到高能耗、大量二氧化碳和工业固体废物排放的限制。

为碳制乙炔工艺提出的新型可持续耦合技术

近日,中国科学院上海高等研究院赵红研究员和蒋飚研究员领导的研究团队提出了一种基于BaCO3-BaC2-Ba(OH)的可持续乙炔和一氧化碳联产工艺。2-BaCO3钡循环,可在温和的动态条件下同时实现CO2捕集和乙炔-一氧化碳联产,能耗更低,废物排放更少。

研究结果发表在8月16日的《绿色化学》杂志上。

研究人员发现,以碳和BaCO3为原料,可以在1500℃左右高效固相合成BaC2,且不排放CO2,​​比CaC2的生产温度低600℃以上。

此外,电石气化乙炔产生的Ba(OH)2很容易回收,并通过吸收CO2转化为BaCO3,然后用于合成电石,验证了碳制乙炔与碳的偶联过程。基于Ba循环的二氧化碳捕集,减少电石渣的浪费。

结果表明BaC2是比CaC2更适合碳制乙炔过程的中间体,因为其形成温度更温和,反应速率更快,并且更容易将钡回收到碳化物生产中。

该技术具有成本低、废物少、联产乙炔和一氧化碳效率高等特点,有望以C2H2和CO作为平台化学品,代替碳气化产生的CO和H2合成各种化学品。