全新的芳構化即將問世

近日，中國科學院大連化學物理研究所甲醇制烯烴國家工程實驗室劉中民、朱文良團隊在甲醇與一氧化碳耦合制取芳烴研究中取得新進展。該研究以通訊形式發表在《德國應用化學》(Angew.Chem.Int.Ed.)上，并被評為熱點論文(Hot Paper)。

芳烴(苯、甲苯、二甲苯)是重要的基礎化工原料，其產量和規模僅次于乙烯和丙烯。目前，芳烴的大規模工業生產是通過石腦油為原料的芳烴聯合裝置實現。近年來，我國聚酯工業高速發展，芳烴消費量快速上升，供應缺口逐年加大。因此，加快芳烴生產、發展芳烴新技術對于我國聚酯業的健康發展至關重要。

由于我國石油資源短缺，煤炭豐富，能源及化學品的清潔高效供應已成為國家發展中亟須解決的問題。發展煤經甲醇制芳烴等化學品技術，對于降低原油對外依存度和保障國家能源安全意義重大，且市場前景廣闊。甲醇制芳烴反應常選用具有擇形性的ZSM-5分子篩作為催化劑。因為氫轉移反應存在，生成芳烴的同時會伴隨著烷烴生成，芳烴選擇性有待進一步提高。

在該工作中，科研人員發現在無金屬改性的純H-ZSM-5分子篩上，甲醇與一氧化碳能夠發生耦合反應，獲得約80%芳烴選擇性。另外，該工作還提出了一種全新的芳構化機理：甲醇與一氧化碳在H-ZSM-5上發生羰化反應生成羰化物中間體，然后與烯烴反應生成環戊烯酮類中間體，經脫水得到芳烴。

通過13C核磁與同位素示蹤等方法，證明了一氧化碳的碳能進入到芳烴以及環戊烯酮類中間體中。由于一氧化碳中的碳部分進入到芳烴中，相對甲醇直接制芳烴，其能提升芳烴的產量，有利于提高工業化過程的經濟性。