零排放的原料生產 全新3D打印膜問世

魔猴君  行業資訊   1340天前

大多數3D打印材料采用的是塑料材質，而塑料的生產卻并不是一個有可持續性的制造工序。由巴斯夫、陶氏化學、殼牌與艾恩德霍芬科技大學等機構聯手開發一項簡稱為AMAZING的零排放創新綠色化學增材制造項目，用于尋求通過開發3D打印膜并將其集成到生產過程中來使塑料生產更具可持續性。該項目研發成一種全新的膜狀材料，可以從塑料生產工藝中分離出副產品，并將其進一步利用。

使用3D打印生產的由氧化鎂（MgO）制成的膜載體

眾所周知，許多塑料是由乙烯和丙烯制成的，它們屬于稱為烯烴的不飽和烴類。這些烯烴的原料是烷烴，例如輕汽油和石腦油，它們在反應器內發生的稱為蒸汽裂化的熱過程中分解。

在此過程中，氫作為副產物釋放出來，必須費力地分離出來才能進一步使用。蒸汽裂化過程需要通過燃燒化石燃料產生的最高攝氏850度的溫度，使烯烴生產成為產生大量排放物的最耗能的工業過程之一。

AMAZING項目正在尋求通過開發一種基于膜的工藝來使烯烴的生產更具可持續性，該工藝將反應過程中的產物與裂化過程分離開來，并可供進一步使用。為了進一步減少該過程產生的排放量，AMAZING項目中使用的反應堆將由可再生能源提供的電力加熱。

根據目前正在運行的蒸汽裂化設施的數量，僅在德國該項目的流程每年就可以節省約5.2太瓦小時（TWh）的能源和3,871千噸（kt）的二氧化碳。隨后，與燃料加熱系統相比，所開發的過程可以為電動系統節省大量成本。

巴斯夫生產的蒸汽裂解裝置

項目合作伙伴將使用3D打印來創建陶瓷膜并將其集成到反應器中，從而能夠生產烯烴并同時分離純氫。3D打印膜具有催化功能，可降低烷烴的脫氫溫度，從而使氫與產物氣體分離。

通過部署3D打印以創建膜，可以針對裂化工藝專門定制其表面，微觀結構和化學成分。可以調整和優化膜的各種特性，以提高過程中的效率，例如膜如何很好地傳輸分離出的氫，以及膜如何有效地支持將氫從烷烴中分離出來。

3D打印還可以使膜原型和組件易于測試，如果該技術被證明適合大規模使用并且在經濟上可行，那么合作伙伴相信3D打印膜組件可以在未來以商業規模生產。

創新的膜反應器在HTE的實驗室中進行測試

除了提高能源效率外，所提出的方法還產生可直接使用的氫氣，該氫氣以前僅在熱方面用作裂化過程的副產物。為了實現這一目標，合作伙伴將創建一種混合導電薄膜（MIEC），該薄膜可除去氫氣，因此可以用作能量載體或化學原料。

該項目提出的兩種工藝還顯示出了烯烴生產以外的應用前景，例如在其他工業工藝或交通運輸部門中使用可持續產生的氫氣以減少排放，從而支持歐洲在2050年實現氣候中和的目標。

為了證明其3D打印膜和薄膜澆鑄膜的技術潛力，項目合作伙伴將在演示器中安裝其膜反應器，以評估其大規模使用的可行性。

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/40125.html