Synergistic sorbent separation for one-step ethylene purification from a four-component mixture

乙烯 吸附剂 乙炔 微型多孔材料 色谱法 化学工程 聚合物 二氧化碳 组分(热力学) 气体分离 吸附 化学 材料科学 有机化学 催化作用 工程类 物理 热力学 生物化学
作者
Kai‐Jie Chen,David G. Madden,Soumya Mukherjee,Tony Pham,Katherine A. Forrest,Amrit Kumar,Brian Space,Jie Kong,Qiuyu Zhang,Michael J. Zaworotko
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:366 (6462): 241-246 被引量:596
标识
DOI:10.1126/science.aax8666
摘要

Purification of ethylene (C2H4), the largest-volume product of the chemical industry, currently involves energy-intensive processes such as chemisorption (CO2 removal), catalytic hydrogenation (C2H2 conversion), and cryogenic distillation (C2H6 separation). Although advanced physisorbent or membrane separation could lower the energy input, one-step removal of multiple impurities, especially trace impurities, has not been feasible. We introduce a synergistic sorbent separation method for the one-step production of polymer-grade C2H4 from ternary (C2H2/C2H6/C2H4) or quaternary (CO2/C2H2/C2H6/C2H4) gas mixtures with a series of physisorbents in a packed-bed geometry. We synthesized ultraselective microporous metal-organic materials that were readily regenerated, including one that was selective for C2H6 over CO2, C2H2, and C2H4.
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