我國(guó)首創(chuàng)DMC/EG綠色工藝

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為二氧化碳資源化利用和延伸環(huán)氧乙烷產(chǎn)業(yè)鏈辟新途

    12月21日，固載離子液體催化二氧化碳轉(zhuǎn)化制備碳酸二甲酯/乙二醇(DMC/EG)綠色工藝項(xiàng)目在江蘇揚(yáng)州通過(guò)了中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果鑒定。由中國(guó)科學(xué)院院士何鳴元、費(fèi)維揚(yáng)和韓布興組成的鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，該技術(shù)成果屬于世界首創(chuàng)，為二氧化碳資源化利用、現(xiàn)有乙二醇工藝節(jié)能及延伸環(huán)氧乙烷產(chǎn)業(yè)鏈開辟了新途徑，建議加強(qiáng)國(guó)際專利申請(qǐng)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用推廣。

    該項(xiàng)技術(shù)成果由中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所和江蘇奧克化學(xué)有限公司合作完成。中國(guó)科學(xué)院院士、中科院過(guò)程工程研究所所長(zhǎng)張鎖江介紹，該項(xiàng)技術(shù)成果開發(fā)了固載離子液體催化二氧化碳轉(zhuǎn)化制備碳酸二甲酯/乙二醇綠色工藝，實(shí)現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)和二氧化碳溫和轉(zhuǎn)化，攻克了現(xiàn)有碳酸二甲酯和乙二醇工藝能耗高、效率低、污水難處理的難題。

    據(jù)張鎖江介紹，該項(xiàng)技術(shù)利用乙烯氧化制環(huán)氧乙烷排放的二氧化碳廢氣為原料，與環(huán)氧乙烷在離子液體催化劑的作用下，通過(guò)羰基化反應(yīng)生成碳酸乙烯酯，然后碳酸乙烯酯再與甲醇反應(yīng)生產(chǎn)碳酸二甲酯和乙二醇。該項(xiàng)技術(shù)的主要?jiǎng)?chuàng)新如下：一是發(fā)明了固載離子液體工業(yè)催化劑并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，具有環(huán)氧乙烷單程轉(zhuǎn)化率高、原料適應(yīng)性強(qiáng)、催化劑無(wú)需分離等特點(diǎn);二是攻克了羰基化反應(yīng)器氣液均勻分布等關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新開發(fā)了萬(wàn)噸級(jí)固載離子液體氣液固三相列管式反應(yīng)器;三是研究開發(fā)了醇解反應(yīng)—變壓共沸精餾耦合過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全系統(tǒng)熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化集成，大幅降低了能耗，顯著提高了經(jīng)濟(jì)性，減少了設(shè)備投資，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)。

    據(jù)奧克集團(tuán)董事長(zhǎng)朱建民介紹，該技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，江蘇奧克化學(xué)有限公司采用該技術(shù)建設(shè)了萬(wàn)噸級(jí)的工業(yè)化示范裝置，并實(shí)現(xiàn)一次投料開車成功。該裝置由遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司設(shè)計(jì)，目前裝置已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行近5個(gè)月，各項(xiàng)參數(shù)可控，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到*及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

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    近年來(lái)，我國(guó)聚酯產(chǎn)品的市場(chǎng)消費(fèi)急劇增長(zhǎng)，乙二醇消費(fèi)量持續(xù)增加。2017年我國(guó)乙二醇的表觀消費(fèi)量達(dá)1440萬(wàn)噸，而年產(chǎn)量?jī)H為571萬(wàn)噸，對(duì)外依存度高達(dá)60%。我國(guó)現(xiàn)有的近20套乙二醇生產(chǎn)裝置，大都采用環(huán)氧乙烷直接水合法。該工藝水比高、能耗高，面臨淘汰。

    我國(guó)碳酸二甲酯的年產(chǎn)能為73萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到400萬(wàn)噸，而且以每年10%的速度增長(zhǎng)。目前，國(guó)內(nèi)共有20多家碳酸酯廠商，產(chǎn)能多以工業(yè)級(jí)碳酸酯為主，均采用環(huán)氧丙烷酯交換工藝，裝置規(guī)模小、污染重、效益差，亟待開發(fā)清潔高效的生產(chǎn)技術(shù)。