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开辟煤基新路线 乙烯—合成气制MMA技术通过鉴定
来源:中国化工报 发布时间:2019-3-14 13:47:54

  由中国科学院过程工程研究所离子液体与绿色工程团队研发的离子液体催化乙烯—合成气制甲基丙烯酸甲酯(MMA)成套技术,上周通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。该技术开辟了MMA及下游产业发展新路径和新空间,为我国现代煤化工的高端化、差异化、绿色化发展提供了科技支撑。

 

  中国科学院何鸣元院士担任主任委员、中国科学院化学研究所韩布兴院士担任副主任委员的鉴定专家组指出,该项目研究开发了乙烯—合成气制MMA成套技术,突破了氢甲酰化、羟醛缩合、醛氧化、酯化四步催化剂及工艺开发中存在的难题,开辟了煤基合成MMA的新路线。

 

  该项目采用煤化工下游产品乙烯、合成气、甲醛、甲醇为原料,经四步反应生产MMA.项目组从2008年起,历时10余年,先后攻克了氢甲酰化、羟醛缩合、醛氧化、酯化四步催化剂、分离纯化及工艺集成等科技难题,形成了具有自主知识产权的成套技术。他们通过离子液体络合金属催化体系创新及新型反应器结构设计,突破了氢甲酰化反应过程催化剂失活和夹带的难题;采用正负离子协同强化原理,实现了温和条件下羟醛缩合反应高转化率和高选择性,解决了高温高压、设备及运行成本高等难题。

 

  2010年,项目组与河南能化集团签约,共同推进新技术产业化。河南能化集团选择其下属的河南省中原大化集团有限责任公司进行工业性试验,于2018年建成首套千吨级工业试验装置并成功实现了稳定运行,产品性能优异,验证了技术的可靠性和先进性。

 

  MMA是航空航天、电子信息、光导纤维、光学镜片、机器人等高端材料的基础原料。中国MMA用量全球第一,对外依存度超60%,年需求增长率高于10%,是有机化工进口依存度最高的十大产品之一。

 

  世界MMA主要生产技术是丙酮氰醇法,受HCN原料限制,且安全风险大、污染重,面临淘汰。近年来,以石油副产异丁烯为原料生产MMA技术,在我国相继实现产业化示范及应用,为扭转我国MMA短缺局面带来了新机会。我国以煤为主的资源禀赋,决定了煤基MMA技术发展的天然优势。乙烯—合成气法制MMA技术的研发成功,开辟了MMA及下游产业发展新路径和新空间,为我国现代煤化工的高端化、差异化、绿色化发展提供了科技支撑。同时,离子液体在该技术中的成功应用,为世界离子液体研究提供了新的应用范例,将进一步引领推动离子液体绿色技术的产业化进程。

 

  四大技术创新点

 

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  ●开发了离子液体络合铑的新型催化体系和新型管式反应器,解决了乙烯氢甲酰化合成丙醛工艺中铑催化剂聚集和夹带的难题,提高了催化剂的活性和稳定性,降低了催化剂的消耗;

 

  ●研发了离子液体温和催化的丙醛和甲醛合成甲基丙烯醛(MAL)的清洁工艺,离子液体催化剂稳定、腐蚀性低,选择性和转化率高;

 

  ●发展了多级结构的杂多酸MAL氧化催化剂,提高了反应转化率和选择性,提出了催化剂梯级装填方法,解决了氧化反应强放热温升的难题;

 

  ●开发了甲基丙烯酸(MAA)新型酯化反应—精馏耦合强化技术,能耗低、经济性好。

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