Världens första projekt för att industriellt syntetisera 25 kt/a högre alkoholer från syngas klarade ett kontinuerligt 72-timmars katalysatorprestandatest den 3 november, 2019 i Yulin, Shaanxi-provinsen, Kina.

Projektet, utvecklad av forskare från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin, erbjuder en ny metod för att direkt syntetisera finkemikalier med högt förädlingsvärde från syngas och föreslår nya sätt att rent omvandla och utnyttja kolresurser.

Resultaten av katalysatortestet visade att vid 30 % av katalysatorbelastningen, total omvandling av syngas översteg 84 %; selektiviteten för metan var mindre än 6 %; och selektiviteten för alkoholer/aldehyder/olefiner översteg 60%.

Högre alkoholer - nyckelprodukterna i denna process - används ofta som mellanprodukter i syntesen av mjukgörare, rengöringsmedel och smörjmedel, och produceras i allmänhet genom Ziegler- och Oxo-processerna. Dock, dessa processer innebär nackdelar, såsom besvärliga steg samt användningen av farliga katalysatorer i Ziegler-processen.

DICP-forskare och deras medarbetare har bedrivit grundforskning och industriella tester på högselektiv produktion av högre alkoholer från syngas över Co-baserade katalysatorer sedan 2004. Som en del av deras forskning, de designade en serie nya Co-baserade katalysatorer, nämligen, aktivt kol stödd Co-Co ₂ C-katalysatorer. Det aktiva stället för dessa katalysatorer antas vara gränsytställena mellan metallisk Co och koboltkarbid (Co ₂ C).

Forskarna föreslog också mekanismen genom vilken alkoholer bildas på gränssnittsställena mellan Co och Co ₂ C platser. Det är, CO-molekyler adsorberas associativt på ytan av Co ₂ C-ställen och sedan införda i alkylkedjan som bildas på de intilliggande metalliska Co-ställena.

Den nya katalytiska metoden kan göra Fischer-Tropsch-syntes (FTS) mer praktisk. FTS är en av de mest mångsidiga processerna för omvandling av syngas (CO+H ₂ ) som härrör från kol, naturgas, och biomassa till olika kemiska produkter. FTS är känt för att producera högkvalitativa paraffiner. Dessutom, att använda FTS för att direkt syntetisera olefiner och oxygenater (främst linjära α-alkoholer) från syngas är en lovande "one-pot-one-step"-metod på grund av det höga mervärdet och den stora potentiella efterfrågan på dessa olefin- och oxygenatprodukter. Dock, inget katalytiskt system har hittills fungerat tillräckligt bra för industriell implementering.

Resultaten av det aktuella katalysatortestet tyder på att den direkta omvandlingen av syngas till finkemikalier med högt förädlingsvärde nu kan åstadkommas i industriell skala, vilket föreslår många fler möjligheter att rent och effektivt utnyttja kolresurserna.