页岩气反应器可能在丙烯生产中节省数百万美元。

密歇根大学的工程师设计了一种新的化学反应器，可以从天然气中制造塑料、胶粘剂、地毯纤维、家用清洁剂等重要成分。这一概念有望在后石油经济时代节省数百万美元的制造成本。

这项研究论文已经发表在《科学》杂志上。

该反应器制造出丙烯，这是一种工业化学品，也被用于生产一系列工业化学品，包括汽车软管和密封件中所使用的丙烯腈橡胶成分以及蓝色防护手套。

如今，大部分丙烯来自炼油厂，这些炼油厂将其作为从原油提炼成汽油的副产品收集起来。随着石油和汽油不再受青睐而受到天然气、太阳能和风能青睐，如果没有新的制造方法，丙烯和其他石油衍生产品的生产量可能会低于当前需求。

从页岩提取的天然气提供了一种替代原油来源丙烯的潜在途径。这种天然气富含丙烷，它与丙烯相似度足以成为有前途的前体材料，但目前从天然气制造丙烯的方法仍然效率过低，无法弥补供需不平衡的鸿沟。

《科学》杂志发表的研究中，苏尔乔·利尼克（Suljo Linic）解释说："从丙烷转化为丙烯在经济上非常困难。你需要加热反应以推动产物生成，标准方法需要非常高的温度才能产生足够的丙烯。在这些温度下，你不仅会得到丙烯，还会产生固体碳沉积物和其他不良产物，破坏催化剂。为了再生反应器，我们经常需要燃烧掉固体碳沉积物，这使得该过程效率低下。"

研究人员设计的新反应器系统可以有效从页岩气中制造丙烯，将丙烷分离为丙烯和氢气。这也为氢气提供了一种出路，改变了丙烷浓度和反应产物之间的平衡，从而更多地制造丙烯。一旦分离，氢气也可以安全地从丙烷中燃烧掉，加热反应器以加速反应而不产生任何不希望的化合物。

这种分离是通过反应器的嵌套、中空纤维膜管实现的。最内层管由材料组成，可以将丙烷分解成丙烯和氢气。虽然该管保留了大部分丙烯在最内层室内，但膜层中的孔道可以使氢气通过进入外层室。

在该室内，通过控制混入精确氧气量来燃烧氢气。

由于氢气可以在反应器内燃烧并能在较高的丙烷压力下运行，这项技术可以让工厂无需安装额外加热器就能从天然气中生产丙烯。

根据研究人员的估计，每年生产50万吨丙烯的工厂可以省下多达2350万美元，与采用页岩气其他方法相比。这些节省额外于通过燃烧反应中产生的氢气而非其他燃料的运营成本。

该研究的资助来自美国能源部基础能源科学办公室、RAPID制造研究所和国家科学基金会。反应器材料在密歇根材料表征中心进行研究。该团队正在与密歇根大学创新合作伙伴合作寻求专利保护，并正在寻求合作伙伴将这项技术推向市场。苏尔乔·利尼克还是综合系统与设计教授。

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尽管普通消费者购物时可能不会考虑丙烯，但几乎每位产品设计师都会考虑它，如果产品本身没有，包装可能涉及一些丙烯。在现代世界中，这是一种常见材料。

作者：Brian Westenhaus，通过新能源与燃料

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