MOFs材料和工艺技术路线.pptxVIP

四、MOFs气体分离技术应用前景

一、公司介绍

一、公司介绍

技术成果：

国内首套商业化运营的MOFs碳捕集设施，也是MOFs投用量最大气体分离项目

建成世界首个MOF浆液法天然气C2+组分回收工业中试项目

世界首次实现丙烷净化回收、正丁烷与异丁烷、正戊烷与异戊烷、甲烷与氢气的MOFs浆液净化分离中试实验，已具备工业化转化的条件

四、MOFs气体分离技术应用前景

二、MOFs材料和工艺

1995年，OmarYaghi在Nature杂志中报道了一个由刚性有机配体均苯三甲酸（BTC）与过渡金属Co合成的具有二维结构的配位化合物，并称其为金属有机框架(Metal-OrganicFrameworks,MOFs)；

MOFs（MetalOrganicFrameworks):金属有机骨架化合物的简称，是由有机配体和金属离子或团簇通过自组装方式形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。通过改变有机配体和/或金属离子，可以对MOFs进行充分改性以适应其预期目的。

这是金属有机框架这一概念第一次被正式提出，并在随后的近二十年中，作为配位化学中一个独立的分支以惊人的速度发展；

剑桥结构数据库(CSD)报道的金属有机骨架材料的数量呈现快速增长趋势，每隔3.9年材料报道数量翻番；

Prof.OmarM.Yaghi,(UniversityofCalifornia,Berkeley)

二、MOFs材料和工艺

MOFs

热稳定性高

多孔

晶体

低密度

结构多样

高比表面

规整结构,有序孔

结构单元多样化

从微孔到介孔

COF-103的BET4210m2/g

COF-108低至

0.17g/cm3

300-500℃

MOF-210的BET

6240m2/g

二、MOFs材料和工艺

二、MOFs材料和工艺

二、MOFs材料和工艺

工艺创新性

实现浆液吸收-吸附耦合分离，突破了物理吸附分离只能利用固定床切换操作这一工艺瓶颈，突破固定床传质与传热工艺难点；

双塔工艺流程显著简化流程，单级分离因子显著提高；

再生温度温和（60-80℃实现再生)，实现极致能耗运行；

全生命周期安全、环保、腐蚀极大改善

商业价值

极致能效：再生热耗实现平台级下降，实现低温余热再生，奠定低成本再生分离的基础；

稳定可靠：材料热稳定性强、耐受性强，运行周期整体损耗低；

高效应用：分离气体种类适应性强，以材料规模化生产实现降本；

简单灵活：经典的双塔结构，操作稳定，流程简单，产能灵活配置

安全环保：无毒害和爆炸物料，极高的安全运营保障能力

四、MOFs气体分离技术应用前景

MOF浆液技术工艺

三、MOFs浆液法气体分离技术

蓝壳洁能确定了MOFs浆液法气体分离技术的主要应用场景如下：

CO2捕集：石油伴生气、天然气、烟道气、煤气化发电的变换气

C2+回收：天然干气、LNG、催化干气

特殊气体提纯：氢气、氦气、氧气、氮气

同分异构分离：异丁烷、异戊烷

①溶剂

净化/逃逸组分

②配位金属

配位有机物

③配位有机体中的陷阱配位体

被捕集组分

被捕集组分

MOF浆液技术工艺

三、MOFs浆液法气体分离技术

CO2分离能耗和吸附容量之间的关系（引自文献Lin等,Naturematerials,2012)

MOF浆液技术工艺

三、MOFs浆液法气体分离技术

MOFs浆液法气体分离技术-烟道气CO2捕集项目胺法能耗统计

锦界项目再生热耗≤2.4GJ胜利油田再生热耗≤2.2GJ

句容项目再生热耗≤3.7GJ

MOF浆液技术工艺

三、MOFs浆液法气体分离技术

三、MOFs浆液法气体分离技术

三、MOFs浆液法气体分离技术

设计：净化气-甲烷；吸附气C2+；优化溶剂分离及强化MOF材料物理捕集，降低吸附接卸能耗-1200-1400KWh/tC2+。优势：操作条件温和，可实现天然气中C2+的低能耗富集。

效果：中试实验可以将原料气中5mol%左右的C2+提浓到80mol%左右，证明浆液法天然气乙烷回收工艺的可行性。

原料气：

C2+5mol%

200-483L/h

产品气：C2+含量65-80mol%

吸收塔：

10-22℃700-800kPa

闪蒸塔：

20-30℃100-120kPa

解吸塔：

35-45℃5-96kPa

（二）MOFs浆液法天然气回收C2+技术

（二）MOFs浆液法天然气回收C2+示范项目

三、MOFs浆液法气体分离