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数量:16 (8)DOI: 10.37532 / 0974 - 7516.2022.16 .1-2 (8)

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碳氢化合物的分离和净化与多孔材料

*通信:

朱丽叶·劳伦印度日报》编辑部,有机化学:英国汉普郡,电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

除了化学和石化行业,碳氢化合物是至关重要的全球能源系统。他们是至关重要的创造我们的许多化工产品的原料和材料,包括制药、涂料、和塑料。他们不仅是重要的燃料,如汽油,柴油,煤油,也关键材料。然而,碳氢化合物来自原油或天然气几乎通常必须分开的混合和提炼成一个单独的组件用于其他产品,如塑料。仍然很难单独的碳氢化合物具有相似大小和分子结构,因此类似的物理化学性质。根据吸附剂分离技术有潜力取代低温蒸馏的当前的工业实践。

关键字

多孔有机碳氢化合物分离、有机框架,框架,沸石多孔材料

介绍

天然气在全球的角色能源系统正在扩大。据报道,2018年,全球天然气消费增长了5.3%,这是自1984年以来的增长率最高的国家之一(1]。在全球范围内对天然气的需求也大幅增长以及生活水平的不断提高和消费有关。甲烷是天然气的主要成分,尽管它还含有各种杂质,如氮气、二氧化碳、水、硫化氢等硫化合物。

实现管道标准,一般> 90%甲烷,所有原始自然气体包含这些污染物必须接受某种形式的治疗。此外,天然气的可获得性显著增加由于页岩气等非常规资源的发展,煤层气,垃圾填埋气和甲烷厌氧废水处理设施(2]。这些来源现在桥接天然气供需缺口的关键。水、氮、二氧化碳和硫通常遇到污染物在这样不同寻常的天然气。这些杂质必须增加天然气体的纯度和消除能源内容。其中一个最困难和重要的分离使用天然气的CH4 / N2分离,因为接近物理化学相似性CH4和N2 (3]。

二甲苯同分异构体的分离和石蜡的烯烃。世界上最常生产合成塑料,聚乙烯,聚丙烯,是由基本石化原料乙烯和丙烯。蒸汽裂解碳氢化合物的过程从乙烷真空气体油、乙烯和丙烯与许多其他碳氢化合物共存包括乙烷和丙烷,通常产生乙烯和丙烯。乙烷和丙烷必须清除由于PE和PP的创建需要聚合级(> 99.5%)乙烯和丙烯4]。

目前,能源密集型低温蒸馏方法分离乙烯和乙烷和丙烷丙烯。这个过程是在大规模进行列有超过100托盘。Adsorption-based分离被认为是一个更有效的和负担得起的替代技术进行能源密集型操作。三个二甲苯同分异构体paraortho,间二甲苯,乙苯、C8芳烃,这作为起点的合成许多重要的化学中间体。原料用于创建对苯二甲酸是最有价值的芳香,因为对苯二甲酸作为创作的主要前体的聚酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) (5]。

因为有太多的多孔材料迅速找到最优和有前途的吸附剂可能具有挑战性。吸附剂的快速评价和合理的设计成为可能,得益于高通量计算筛选(htc) [6]。一种筛选方法与分子模拟或大规模筛选DFT计算,已快速识别有前途的结构和准确地评估的关键多孔吸附剂的吸附和分离性能。

这种筛查策略浪费巨大的计算资源,以及宝贵的科研时间,由于大量模拟数据的积累和吸附剂的快速增长(主要是财政部)。基于不同的大规模筛选策略机器学习由训练数据,可以解决上述问题逐渐得到了更多的关注[7]。

引用

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2. 陈崔H, S,阿曼H, et al . SQL的微孔有机框架拓扑结构乙炔/二氧化碳分离。Inorganica Chimica学报。2019;495:118 - 938。

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3. 他Y,杨平方,周L等。二维有机框架与超高水稳定从二氧化碳和乙炔乙烯的分离。ACS应用材料&接口。2022年7月12日,14日(29日):33429 - 37。

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4. Ediger V ?。一个集成的多能从耦合的审查和分析化石燃料可再生能源。能源Procedia。2019年1月1;156:2-6。

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5. Faramawy年代,扎基T, Sakr AE。天然气来源、成分、加工:审查。天然气科学与工程杂志》,2016年8月1:34-54。

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7. Sadrameli SM。热/液态碳氢化合物的催化裂解生产烯烃:先进的审查II:催化裂化审查。燃料。2016年6月1;173:285 - 97。

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