新型反应堆可在从天然气制取塑料和橡胶原料时节省数百万美元

密西根大学工程师设计了一种新型化学反应器，可以从天然气中制造塑料、粘合剂、地毯纤维、家用清洁剂等重要成分，从而在后石油时代节省数百万美元的生产成本。

这种反应器生产丙烯，这是一种重要的化工产品，也用于制造多种工业化学品，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。目前，大部分丙烯来自石油精炼厂，这些厂将其作为原油加工成汽油的副产品收集起来。

随着石油和汽油退出历史舞台，天然气、太阳能和风能的发展势头迅猛，来自原油的产品，包括丙烯在内，可能无法满足当前需求，因此需要新的生产方式。

页岩气中富含丙烷，与丙烯非常相似，可以作为一种有前途的前体材料。然而，目前从天然气中生产丙烯的方法仍然效率不高。

研究人员设计的新型反应器系统通过将丙烷分解成丙烯和氢气，高效地从页岩气中制造丙烯。同时，氢气也有了排放通道，改变了丙烷浓度和反应产物之间的平衡关系，从而更多地生成丙烯。氢气可以安全地燃烧，加热反应器，促进反应，并不会产生任何不良化合物。

这一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，将丙烷分解成丙烯和氢气。虽然大部分丙烯留在最内层腔室中，但氢气可以通过膜层中的孔隙逸出到外层腔室。在外层腔室内，氢气通过混入精确量的氧气被可控地燃烧。

由于氢气可以在反应器内燃烧并在较高的丙烷压力下运行，这项技术可以让工厂无需额外安装加热器即可从天然气中生产丙烯。根据研究人员的估算，年产50万吨丙烯的工厂可以比其他从页岩气开始的方法节省多达2350万美元。这些节省额外来自于燃烧反应产生的氢气，而不是其他燃料。

该研究得到了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的资助。

该反应器材料在密歇根材料表征中心进行了研究。研究团队正在寻求专利保护，并寻找合作伙伴将该技术推向市场。

Suljo Linic还是一名综合系统与设计教授。