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甲醛为何在高温时活跃

2019-08-26

甲醛是自然界和人类活动环境中广泛存在的一种物质,它具有多种生物和人工有机物的自然和人工分解途径。1-3目前,就甲醛在工业中的定价性而言,这些甲醛生产途径仍然发挥着较小的作用。然而,当基于可再生资源的植物生物质加工在未来完全取代化石加工,从而导致生物质的甲醛生产时,这种情况将会改变。几十年来,甲醛作为日常生活用品的重要组成部分(即交联剂)在50多个工业生产过程中得到了应用,例如在医院、制药、油漆/油墨、化妆品、树脂、聚合物/粘合剂等。4-6所有这些分支机构的商业重要性总计为一个全球数十亿美元的市场,每年对甲醛的需求超过3000万吨,分别为7多聚甲醛,预测年增长率为4%。然而,到目前为止,甲醛作为一种平台化合物在全球能源存储领域还没有发挥重要作用,尽管与其他替代解决方案相比,它提供了一些有趣的特性。以甲醛和醇为原料合成的亚甲基醚(OME)为研究对象,研究了其作为燃烧燃料和燃料添加剂的潜力。8-10可以设想使用长链生物衍生醇来扩展这种方法,从而产生适合补充生物柴油等生物燃料的长链小体(方案1)。值得一提的是,自20世纪30年代以来,固体甲醛衍生物作为固体燃料片长期以来一直被广泛用于小型野营炉的直接燃烧,尤其是军用设备。这些无灰燃烧燃料片由1,3,5-三恶烷或更常见的六亚甲基四胺(也称为乌洛托品)组成,后者通常以Esbit®商业名称出售。此外,利用乙醇作为甲醛的清除剂,在木质素解聚过程中可以以OME的形式获得甲醛,因此在芳烃生产过程中,OME将是一种有价值的副产品。11 .在另一种情况下,甲醛杂质由于观察到含甲醛的核废料产生H2和N2O的可燃混合物,也在水处理核废料的安全和储存问题方面发挥作用。12 .在这方面,在储存或进一步处理受污染和潜在的易燃废物之前,最好采用新的甲醛净化技术对这些废物进行安全的预处理。从另一个角度来看,甲醛本身是一种富含氢的分子,在气态中含有6.7 wt% H2,在水介质中由于对甲烷二醇的良好平衡,该值上升到8.4 wt%。因此,它有潜力成为一种液态有机氢载体(LOHC)分子,用于氢燃料电池技术的高纯度氢的输送。在这方面,由于热力学性质的不同,它可能比c1族的富氢甲醇(12.5% wt%)更具吸引力。甲醛重整工艺是火用重整工艺,与甲醇重整过程中需要较大的能量投入形成了巨大的对比,甲醛重整工艺是火用重整工艺,因此更适合于一种自我维持的氢传递途径。与低温甲醛合成相结合,甲醛重整将得到适合氢燃料电池技术的可充电氢电池(方案1)。
 
图像文件:c6gc03093a-s1.tif
 
方案1 c1 -水甲醛互转换网络关系:(I)还原低温甲醛合成,2、5、7 (II)甲醛分解为合成气,4 (III) OME作为潜在的燃烧燃料(添加剂)8、10和(IV) LOHC作为氢燃料电池的应用。1,14,15绿色的通路已经实现,而红色的通路仍然是这个网络中缺失的拼图。
 
本文介绍了近年来通过降低CO2和CO来实现更可持续的甲醛合成5、7、16及其衍生物8、17 - 21的研究进展和努力,以及低温甲醛重整的方法。1、14、15、22种新的甲醛生产方法也需要满足未来可能在能源部门大规模应用的需要,因为目前生产的甲醛已经用于已建立的合成应用。同样,由于化工和制药行业对甲醇(∼80 ~ 90公吨/年)的需求,目前的全球甲醇年生产能力(∼110公吨)也不能仅用于能源部门。
本文链接:
http://www.khhbkj.com/kanghengboshi/277.html
 

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