２００３年化工科技重大进展
钱伯章
丙烯/乙烯——烯烃转化工艺
UOP和阿托菲纳公司将联合开发的烯烃裂解工艺（OCP）推向工
业化，该工艺可将蒸汽裂解装置、催化裂化装置及甲醇转化为烯烃装
置中的C4～C8烯烃转化为丙烯和乙烯。OCP工艺采用固定床反应器，
操作条件为500～600℃和0.1～0.5MPa。OCP工艺验证装置已在阿托
菲纳公司比利时安特卫普地区工厂投运，现正进行进一步优化。
日本东京工业大学资源化学研究所开发出由乙烯直接合成丙烯的
新型催化反应工艺。新工艺使用硅系纳米多孔材料负载的镍催化剂，
可使原料乙烯连续转化成丙烯和丁烯。现已有几家石化公司参与此项
技术开发。
日本东京技术研究院化学资源实验室对乙烯直接转化为丙烯和丁
烯催化反应工艺进行了验证。工艺使用镍基催化剂，以孔径21的
MCM-41纳米多孔二氧化硅为载体，常压反应时即具有较高的选择性。
乙烯单程转化率约为53%，丙烯和丁烯选择性分别约为50%和42%。
该技术可用于更好地平衡裂解装置的烯烃产率，与现有生产乙烯的裂
解装置相组合可增产丙烯，在丙烯需求大于乙烯时尤为有用。该实验
室已与工业公司联合将该工艺推向工业化。
醋酸——
甲烷一步法生产工艺
醋酸是重要的工业化学品，现有甲烷生产醋酸工艺需要3个
步骤：甲烷转化为合成气，合成气转化为甲醇，甲醇转化成醋酸，转
化过程中温度高达900℃。美国南加州大学（USC）开发的一步法选
择性催化工艺，可使甲烷一步转化为醋酸，产率约为10%。新工艺采
用硫酸作溶剂和氧化剂，PdSO4作可溶性催化剂，转化过程可在180
℃下进行。与常规的多步法工艺相比，这种由甲烷一步法直接转化为
醋酸的工艺路线，投资要少很多。
聚乙烯——新型催化剂
Univation公司（埃克森美孚和陶氏化学公司的合资企业）
采用Prodigy双峰催化剂工艺，成功在工业规模装置上对单一反应器
生产双峰高密度聚乙烯（HDPE）的技术进行了验证。Univation公司
双峰催化剂已用于Unipol PE气相法反应器生产线生产双峰HDPE，
仅需对装置做少量改进。该技术可使投资费用减少约20%，Prodigy
双峰催化剂已于2003年底全面推向市场。Univation公司还推出新
型EZP催化剂，使用这种催化剂可生产出加工性能和透明度接近LDPE
的LLDPE、抗冲强度接近于采用茂金属催化剂的聚合物，促进了LLDPE
进入市场。
意大利巴塞尔聚烯烃公司已工业化1条新型铬系催化剂生产
线，生产名为Advent C的催化剂，用于生产HDPE。Advent C催化剂
由浸铬化合物的载体组成，载体为多孔二氧化硅，在氧化条件高温煅
烧制成催化剂，其中的铬含量小于10×10-12。由于铬嵌入在聚合物
中，不会被水萃取出来，且铬是以Cr3+价形式存在，符合欧盟的相
关规定。Advent C可直接作为气相法和淤浆法工艺中钛系催化剂的
替代品，不需增添特殊设备。这种铬系催化剂能一步法生产宽分子量
分布的HDPE，而钛系催化剂则需要两个阶段才能得到这类产品。新
型催化剂价格不比钛系催化剂高。
环氧丙烷——新生产技术
壳牌化学公司开发出第4代环氧丙烷-苯乙烯（POSM）技术，
与第3代工艺相比，可减少投资费用约10%，另外，热联合和反应器
的改进可进一步提高装置操作效率。第三代POSM工艺在中国惠州石
化联合装置投用后，该公司正将第4代技术在世界级装置上推向工业
化应用，可望2012年在亚洲或北美建成。
旨在解决氯醇法的环境问题和共氧化法联产副产品问题的新
工艺也取得新的进展。德固赛和乌德公司合作开发了过氧化氢氧化法
环氧丙烷（PO）新工艺。在新工艺中，丙烯与过氧化氢在1种专用催
化剂作用下转变为PO，与其他PO工艺相比较，效率更高，成本更低，
收率更高，而且该工艺环境友好、高效且无副产品产生。萨索尔
（Sasol）计划在南非米德兰德联合企业建设采用该技术的6万t/a PO
装置，可望在2006年建成。
巴斯夫与陶氏化学在PO生产工艺方面也取得重大进展，其
工艺以过氧化氢为氧化剂，新工艺中除产品外，无副产品，且投资低。
两公司计划于2003年底完成中试，首套世界规模工业装置设计工作
将于2004年初开始，预计2007年前在美国或欧洲建设建成30万t/a
工业装置。
美国莱昂德尔化学公司开发的直接氧化技术将丙烯、氢气、
氧气转化为PO。该公司在美国纽敦-斯奎尔建设中型装置，以进一步
将此工艺推向工业化。该技术投资费用较低，生产费用比现有工艺低
22美分/kg。与陶氏化学、巴斯夫和德固赛开发的基于过氧化氢的直
接氧化技术相比，莱昂德尔开发的技术更具吸引力。该工艺可一步法
生产PO，无需辅助原料设施，而前者需要就地建设过氧化氢装置。
东京大学和日本触媒公司的科学家开发出1种硅-钨催化
剂，这种催化剂能将丙烯等烯烃用H2O2作氧化剂转化成相应的氧化
物。反应中相应氧化物的选择性很高，H2O2的利用率高于99%，而且
催化剂可以很容易地从均相反应混合物中去除。
甲醇——新型催化剂和新工艺
由CO和H2在250～350℃和5～15MPa下，藉助Cu-Zn-Al
催化剂，气相反应制取甲醇的工艺过程单程转化率低，仅为15%～
20%。为了提高产率，需采用产品气体循环或者串联反应器。
日本东京科技研究院开发出1种新型固态催化剂，可在液相
反应中生产甲醇，一次通过转化率很高。催化剂由热稳定性阴离子交
换树脂（具有甲氧基功能基团）与铜催化剂组成。反应时，H2和CO
在100～150℃和5MPa下，通过多相催化剂的甲醇淤浆，CO与甲醇反
应生成中间产物甲酸甲酯（MeF），MeF再与H2催化转化成2个甲醇
分子，单程转化率可达70%。据称，增加催化剂的Cu成分，在150℃
和5MPa下的一次通过转化率可达98%。该技术目前尚处于基础研究
阶段。
韩国科学技术研究院（KIST）纳米技术研究中心开发的
Camere工艺，可将CO2转化为甲醇，有效地利用了燃烧产生的温室
气体。100kg/d甲醇的中型装置已进行现场试验。Camere工艺中，CO2
与H2藉助ZnAl2O4催化剂在600℃、常压下生成CO和H2O，产品气
干燥除水，进入甲醇合成反应器，CO与未反应H2藉助
CuO/ZnO/ZrO2/Al2O3催化剂在250℃和5MPa压力下生成甲醇。该工
艺生产甲醇费用约300美元/t，已有几家公司准备采用，验证装置可
望在5年内投运。
聚酯——新型反应器技术
EMS伊文达-费希尔（Inventa-Fisher）公司开发出1种新型聚
酯反应器技术，可降低生产聚酯的原材料消耗，并可提高产率。这种
称为ESPRE的塔式反应器可使转化费用降低26%，提高销售收益22%，
并使聚酯质量得到改进。该反应器可灵活地用于生产PET、PTT、PEN
和PBT及其共聚酯。现有技术生产PET切片的费用约为758.9美元/t，
而采用新技术的生产费用为728.5美元/t。
在新工艺中，酯化和缩聚同时在降低了压力和温度的条件下进
行，这有利于反应进行。另外，新技术采用反应气体或情性气体完成
相互混合，避免了机械混合，反应体系自动进行。采用新型反应器，
可避免产生副产物和反应死区，同时可达到优化分子量分布的目的。
目前，除1套1t/d的中型装置外，已有3套聚酯装置采用这种
新型反应器技术，德国1套240t/d装置正在建设，荷兰1套180t/d
装置现处于基础工程阶段，中国台湾已决定采用该技术建造1套
120t/d装置。
聚碳酸酯——简易的非光气法路线
韩国LG化学公司开发出简易的非光气法工艺制取聚碳酸酯树
脂，与其他方法相比，所需步骤和设备大大减少。该工艺使用新型催
化剂，并将聚合和结晶过程组合，可减少投资费用70%。首先碳酸二
甲酯（DMC）和苯酚经反应蒸馏生成碳酸二苯酯（DPC），然后采用专
用催化剂在单一反应器中，使DPC与双酚A（BPA）熔融缩聚并结晶。
其他非光气法替代工艺路线则先将DPC与BPA反酯化为预聚合物，在
减压下进行缩聚，聚碳酸酯被固化，然后在溶剂中再进行结晶、过滤
和干燥。
LG化学已在2kg/h装置上对新工艺进行了验证，生产出无色的
聚碳酸酯，透明度为98%，加工性能与其他非光气方法制造的聚碳酸
酯接近。据测算，6万t/a装置的投资费用将低于1亿美元，操作费
用也会降低，而采用其他路线的装置投资则高达2.5亿美元。LG化
学公司已申请6项与该技术相关的专利（涉及工艺过程、产品和催化
剂），正考虑进行技术转让，或组建合资企业将该技术推向商业化。