从乙烷气体中分离有用乙烯的经济新方法

乙烯是人们日常使用的许多产品的一部分，从汽水瓶到聚酯服装。为了满足需求，壳牌石油公司正在宾夕法尼亚州比弗县建造一个乙烷裂解厂，专门从天然气中存在的大量乙烷合成乙烯分子。

但是将乙烷转变为有用的乙烯的化学反应是缺乏的。因此，这些植物产生乙烷和乙烯的不纯混合物。从乙烷中分离纯乙烯是一项困难而昂贵的工艺。然而，一项新的研究表明匹兹堡大学斯旺森工程学院已经准备好简化这一过程。

该方法在两篇新论文中分析，发表在美国化学协会和有机金属杂志通过设计一种只结合乙烯分子的材料，从而将它们从乙烷中分离出来，从而消除了液化和蒸馏的需要。

乙烯是一种烯烃，它是一种具有不饱和键的分子(类似于不饱和脂肪)。现有的从乙烷中分离乙烯的方法需要将混合物冷却到非常低的温度，液化，并将其供应到一个大的蒸馏塔。这一过程是能源密集型和昂贵的。

这个新工艺是由化学和石油工程的卡尔·约翰逊教授和Götz Veser教授以及化学系的Nathaniel Rosi教授领导的研究团队制定的。它可能会节省大量能源，同时减少碳排放和成本。

这种新分离技术的核心是分离出铜原子，而烯烃(如乙烯)可以安全地附着在铜原子上。铜原子自然地倾向于聚集在一起，这使得它们无法与烯烃结合。因此，匹兹堡大学的科学家们使用金属有机框架(MOFs)成功地在正确的位置分离出铜的单个原子，从而制造出纯度至少为99.999%的高级乙烯。

这种材料的独特之处在于，孤立的铜原子处于正确的氧化状态，在金属有机框架内具有正确的几何形状，从而提供非常高的选择性——比其他吸附方法更高——而且它可以很容易地放大。MOFs是一种实用的替代方案，以降低效率和昂贵的过程．

卡尔·约翰逊，博士，W.K. Whiteford教授，化学与石油工程系，斯旺森工程学院，匹兹堡大学

约翰逊也是计算机研究中心的副主任。

来源:https://www.engineering.pitt.edu