GreenChE┃最新研究成果为纯化天然气提供了一个很有潜力的替代方案

研究人员开发了一种新型的铜基金属-有机框架 (Cu-MOF) 材料来去除甲烷中的丙烷和乙烷杂质。它为纯化天然气提供了一个很有潜力的替代方案。

甲烷因其高氢碳比和低二氧化碳 (CO₂) 排放被视为是一种高质量的清洁能源。近年来，为实现气候变化目标，各国对甲烷的需求也在逐步增长。

天然气的主要成分是甲烷，另外还含有少量的乙烷 (C2) 和丙烷 (C3) 等气体杂质。为了满足行业标准，天然气中的杂质须在运输及使用前去除掉。因此，有效地捕获天然气中的丙烷和乙烷非常重要，这不仅有益于环境，同时被捕获的碳氢化合物可以为其他化工过程提供原料。

由于各种气体的沸点不同，现在常用于去除乙烷和丙烷的工艺为低温蒸馏法。然而，这种低温工艺属于能源和成本密集型，基于蒸馏的分离过程目前占全球能源消耗的 10-15%。因此，人们正在寻找更便宜、更环保和更节能的分离方法。

在期刊《Green Chemical Engineering》上发表的一项研究中，研究人员描述了他们最新开发的一种具有创新意义的铜基金属-有机框架 (Cu-MOF)，用于从甲烷中分离丙烷和乙烷。该MOF材料对乙烷-丙烷等碳氢化合物有极高的吸附能力。从吸附等温线可以看到，该材料表现出很高的丙烷吸附量（134.0 cm³g^-1），以及很高的 C₃H₈/CH₄（204）和 C₂H₆/CH₄（9）分离比。

图：研究人员开发了一种节能和高效的天然气纯化工艺

来源：西安交通大学

来自西安交通大学的通讯作者杨庆远解释说：“我们的 Cu-MOF 对不同的轻烃有不同的吸附差异，同时对 C₃H₈ 和 C₂H₆ 的选择性优于 CH₄。更重要的是，循环突破实验表明，Cu-MOF 可以有效地将乙烷和丙烷从C1/C2/C3 混合物中分离出来，并且具有优异的循环性能。”

文章名称

A copper-based metal-organic framework for upgrading natural gas through the recovery of C₂H₆ and C₃H₈

研究团队

Shao-Min Wang，Qing-YuanYang

文章路径

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期 刊 介 绍

期刊主页

Green Chemical Engineering（GreenChE）是由中国科学院主管，中科院过程工程所主办，与科爱出版合作的英文期刊。

期刊以绿色化工为学科基础，聚焦“绿色”，立足“工程”，注重绿色化学、绿色化工及其交叉领域的前沿问题，紧紧围绕低碳化、清洁化和节能化的发展要求，重点刊登原始创新论文和引领技术重大变革的文章，努力搭建科研成果交流展示平台，促进科研成果转化为生产力，促进国内外学术成果的交流与探讨。

期刊目前已被DOAJ、Scopus、CSCD三大重要数据库收录。

主 编 介 绍

张锁江 院士

• 中国科学院院士

• 中国科学院过程工程研究所所长

• 中国化工学会副理事长

• 中国化工学会离子液体专业委员会主任

研究领域：

主要从事绿色能源、材料及化工过程研究，尤其是在离子液体基础及应用研究方面做出了系统性创新成果，实现了多项绿色技术的示范及工业应用。

成就及奖项：

• 国家自然科学二等奖

• 何梁何利科学与技术进步奖

• 中科院科技促进发展奖

• 侯德榜化工科技成就奖等
  

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