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  • (1)炔醛法合成14-丁二醇加氢催化剂研究开发与应用    

          1,4-丁二醇(BDO)作为一种具有高附加值的基本有机化工原料和有机合成中间体,在精细化工、医药、纺织、军工等领域有着十分广泛的用途。随着下游聚酯类产品PBTTPUPTMEGNMPPBS等的迅速发展,国内BDO需求量急剧增加。1,4-丁二醇成为近十年发展最快的朝阳产业之一。

          长期以来,对于1,4-丁二醇国外只出口产品不转让技术,山西大学精细化学品教育部工程研究中心赵永祥教授团队,与有关企业协作开展了高性能加氢催化剂的研究开发。创制出具有水解-异构化-加氢多功能,高活性、高选择性及稳定性好的加氢催化剂,并逐级放大获得了工业规模催化剂的制备工艺,形成了具有自主知识产权催化剂制备技术。以该催化剂动力学参数为设计基础,山西大学联合相关企业,构建出加氢反应器,配套相关工艺技术,在运行压力12~13 MPa生产出国际最高品质的BDO,形成了我国独有的较低压力条件下生产高品质BDO的成套工艺技术。

          该技术比国际上代表性的BASFINVISTA工艺运行压力低了7~16MPa,高压加氢系统设备投资低约30%,运行能耗低约50%,从产品质量、经济效益都超越了国际现有水平,呈现出强大的技术竞争优势。在国内推广建成总产能51.5万吨/年的BDO装置(山西三维、河南开祥、河南煤化、新疆国泰新华)。其中,新疆国泰新华单套产能12万吨/年的BDO生产装置,是目前世界单套产能最大的装置。该技术成功应用标志着我国掌握了炔醛法1,4-丁二醇(BDO)成套生产技术,打破了国外对该技术近四十年的技术封锁。这对于我国BDO及下游聚酯产业链的发展与国际竞争力的提高意义重大。炔醛法生产BDO是利用煤化工初级产品乙炔及甲醛为原料,生产高附加值精细化学品的一条重要途径,该项目对提高煤炭综合利用率,促进煤化工产业结构升级起到了重要作用。


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    (2)顺酐加氢制丁二酸酐催化剂及成套工艺技术研发与工业应用


        丁二酸酐是一种重要的化工中间体,在农业、汽车、塑料等行业的功能有机材料,食品以及医药等领域应用广泛,市场前景广阔。在催化剂存在下,由顺酐一步选择性加氢合成丁二酸酐是典型的绿色催化合成技术,符合绿色化工和可持续发展战略,该技术至今无工业化报道。

         本项目完成了催化剂及成套加氢工艺技术的研发,开展了300 /年顺酐选择加氢制丁二酸酐中试试验,开发出3000 /年工艺包,采用该技术建成3000 /年工业示范装置,实现稳定运行。装置达产并具有良好的超产条件,产能达到原工艺包设计的130%,原料转化率100%,目标产物选择性98%以上,丁二酸酐纯度在99.7%以上,达到荷兰壳牌公司产品质量品质。在此基础上开发出2万吨/年工艺包。该项目形成了我国独有的、具有自主知识产权的顺酐制丁二酸酐成套技术(包括催化剂、反应工艺及相关配套技术)。为全生物降解塑料PBS产业以及丁二酸酐其他下游产业提供可靠的原料保障。解决的关键或共性技术及创新点:1)突破高效加氢催化剂及反应工艺技术,开辟了丁二酸酐低碳绿色催化合成新路线;2) 通过多种纳米催化材料制备策略的关联创新,精细调控活性相组成、形貌、尺寸、电子组态、与载体相互作用等微观特征,创制出在温和反应条件下具有高催化性能的顺酐加氢制丁二酸酐催化剂;3) 通过液相为连续相的鼓泡床反应器,配合外循环撤热工艺的技术集成创新,解决了顺酐加氢制丁二酸酐强放热引起的催化剂床层局部过热与床层飞温,实现了反应装置稳定运行。

         采用本技术河南能源化工集团精细化工有限公司建成了3000/年工业示范装置。目前正在推进2万吨/年的工业装置建设。据预测,未来几年仅超市购物袋就需PBS 300 万吨/年,需要其原料丁二酸酐190万吨/年,市场容量巨大。本技术为焦化苯提供了一条新的高附加值、清洁化、环境友好的利用途径,对于促进我省资源型经济转型、创新驱动发展也具有重要意义。


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