2006大盘点·科技启示录
科技创新 拓展自主知识产权
我国化工科技新进展——2006年巡礼
禾火
2006年,我国化工科技自主开发和创新能力大大提高,取得了一系列技术成果,涉及煤化工、有机原料和中
间体、精细与专用化学品、合成材料、催化剂、生物技术等各个领域,同时科技成果产业化步伐也在加快并推动了
化工生产向清洁、高效、节能和环保的良性循环发展。
煤化工建设如火如荼
◆ 甲醇制低碳烯烃(DMTO)技术获得新突破
2006年8月23日,由中科院大连化物所、陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司和中石化洛阳石油化工工程
公司共同完成的“甲醇制取低碳烯烃(DMTO)技术开发项目”通过了中国石油和化学工业协会组织的技术鉴定。利
用该技术在陕西建成的设计甲醇加工能力1.5万t/a的DMTO工业化试验装置,完成了具有自主知识产权的新型专
用催化剂工业放大、试验装置工程设计、工程技术开发、工业化条件试验等过程的技术开发,取得了专用分子筛合
成及催化剂制备、工业化DMTO工艺包设计基础条件、工业化装置开停工和运行控制方案等系列技术成果,为规模
化建设DMTO工业化示范装置提供了技术基础。2006年12月份,采用该技术建成的内蒙古包头神华煤化工有限公
司60万t/a DMTO项目获得国家发改委核准。
◆ 多喷嘴对置式水煤浆气化技术实现产业化
由华东理工大学和山东兖矿集团共同研究开发的、具有自主知识产权的“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”2006
年1月份通过鉴定。该技术的研究开发和产业化的成功,实现了我国大型煤气化技术零的突破。项目组提出的气化
过程层次机理模型、气化反应分区模型、气化炉流场结构模型的气流床气化理论,具有创新性。与国外技术相比,
新技术降低了原料煤和氧气的消耗,减少了专利实施许可费,同时具有良好的环保性能。目前已建成煤处理能力为
1150t/d的煤气化工业装置。
◆ 煤气制甲醇项目建成投产
2006年12月16日,我国最大焦炉煤气制甲醇20万t/a装置在山东兖矿集团建成投产。这一项目是焦炉煤气
再利用项目,与之相配套的200万t/a超大型焦炭项目在亚洲也属规模最大。焦炉煤气采用高效冷却、洗涤、脱硫、
回收设备和工艺进行净化回收,同时利用环保节能技术设备,将附加值较低的煤气转化为高附加值的化工产品和原
料——甲醇。
◆ 一步法甲醇制汽油技术完成中试
中科院山西煤炭化学研究所与化学工业第二设计院共同开发的一步法甲醇转化制汽油技术2006年12月完成中
试。中试规模为500kg/d甲醇,汽油选择性为37%~38%(wt,下同),LPG选择性为3%~4%,催化剂单程寿命22d。
一步法技术省略了甲醇转化制二甲醚的步骤,甲醇在ZSM-5分子筛催化剂的作用下一步转化为汽油和少量LPG产品,
工艺流程短,汽油选择性高。
清洁生产推出新工艺
◆ 离子液体制备清洁工艺
中科院过程工程研究所自主开发成功国内第一套离子液体规模化制备清洁工艺技术,迈出了离子液体走向产业
化应用的重要一步。该装置的核心技术和创新点是:开发了多功能离子液体合成反应器,并在一个装置上集成了反
应、萃取、结晶、固液分离、干燥等不同操作模式,解决了规模制备中合成、分离与过程放大的关键技术问题。该
工艺还集成了废溴水回收工艺和废水循环利用系统,将废水回收的溴代烷烃作为主要原料之一,实现了废溴水高值
利用及全系统“零排放”,大大降低了离子液体生产成本。
◆ 铬盐清洁工艺与集成技术
中科院过程工程研究所完成的铬盐清洁工艺与集成技术,在国内外首次从生产源头彻底解决了铬盐行业重金属
污染的老大难问题,消除了高毒性铬废渣、含铬粉尘对人体健康和生态环境的危害。项目组建立了铬资源全组分
Cr-Al-Mg-Fe深度利用-反应介质内循环-高毒性铬渣、含铬芒硝、含铬硫酸氢钠零排放的清洁生产新模式;建立
了我国铬化工产品高值化的加工技术。目前已在河南义马建成1万t/a铬盐清洁生产产业化示范工程。
◆ 甲基丙烯酸甲酯环境友好新技术
中国石油兰州石化研究院与中科院过程所合作完成“裂解碳四的综合利用——甲基丙烯酸甲酯(MMA)新生产
工艺研究”项目通过验收。新工艺以混合C4烃中的异丁烯为原料制取叔丁醇,叔丁醇氧化生成甲基丙烯醛(MAL),
再一步氧化酯化制MMA。该工艺原子回收率高、污染少、毒副作用小,是一条清洁生产工艺技术。
有机原料和中间体成套技术上台阶
◆ 二甲基甲酰胺法丁二烯抽提技术
由中国石化工程建设公司(SEI)提供技术的茂名10万t/a DMF(二甲基甲酰胺)丁二烯抽提装置于2006年8
月初投产成功,标志着我国DMF法丁二烯抽提技术国产化、大型化获得成功。该装置是茂名100万t/a乙烯改扩建
工程的主生产装置之一。SEI作为专有技术的拥有者提供了工艺包和基础设计。
◆ 环丁砜抽提蒸馏分离苯/甲苯技术
由中国石化石油化工科学院、石化工程建设公司、上海赛科石化有限公司(SECCO)共同承担的“环丁砜抽提
蒸馏分离苯/甲苯工业成套技术开发及应用”项目,2006年3月份通过中国石化科技开发部组织的技术鉴定。芳烃
抽提装置是赛科石化乙烯联合装置9套主装置中惟一采用国产化技术的装置,同时也是环丁砜抽提蒸馏技术在乙烯
裂解汽油中同时分离苯和甲苯的首次工业应用,具有创新性和自主知识产权。
◆ 对二甲苯氧化制对苯二甲酸技术
2006年3月14日上海石化公司开发的对二甲苯(PX)经氧化制对苯二甲酸(PTA)的氧化反应装置因其实用
性获第四届上海市发明创造专利奖。新技术通过在蒸馏脱水段安置一种斜槽波纹金属填料等创新手段,改变了气相
原料进入方式。该技术使原装置在不更换氧化反应器的前提下,通过对塔内件的结构进行改造,提高了反应器的分
离效率和处理能力。
精细与专用化学品技术获进展
◆ 烷基二苯醚二磺酸钠合成技术
大连化工研究设计院研制成功双子型(Gemini)表面活性剂——烷基二苯醚二磺酸钠合成工艺路线,采用该技
术已建成100t/a装置并试产成功。新工艺路线避免了烷基化反应,副产物少,产品纯度高。
◆ 耦合工艺生产γ-丁内酯和2-甲基呋喃
用传统工艺生产γ-丁内酯和2-甲基呋喃这两种产品时,一个生产过程中副产氢气,另一个需购买氢气作原料。
获国家技术发明二等奖的“耦合工艺生产γ-丁内酯和2-甲基呋喃”项目,成功地将这两种中间体的生产合二为一,
实现了用一套设备生产出两种产品,同时副产氢气也被充分利用。新工艺已成功应用于江苏七洲绿色化工公司和内
蒙古伊化集团乌审旗新型化工公司,与同等生产规模比较,投资降低约45%,利润提高约55%。
◆ D-生物素工业全合成路线
复旦大学课题组开发出以不对称催化合成为核心的D -生物素工业全合成路线,并建成30t/a工业化装置。该
技术以富马酸为起始原料,经氯代、相转移催化苄胺化和关环得到环酸,经脱水、不对称甲酯化、还原和硫代制得
关键手性合成砌块(3aS,6aR)-硫内酯,再经格氏反应、羧化、脱水、立体专一性还原成D -双苄生物素,进而经
脱苄/开环,再关环即得D -生物素,总收率约为50%。
合成材料技术高歌猛进
◆ 聚砜-聚酰亚胺共聚物及聚酰亚胺合成新工艺
中科院长春应化所研发成功通过偶联反应直接合成聚砜-聚酰亚胺共聚物方法,使聚砜-聚酰亚胺共聚物产率达
91%~100%,既省去了合成联苯二酐的步骤,又减少了双氯代二酞酰亚胺的用量,大大改善了聚合物的性能,降低
了生产成本。
此外,该所还开发成功聚酰亚胺及制品合成新工艺,新工艺使氯代苯酐合成聚酰亚胺的反应步骤由原来的6步
反应简化为2步,大幅度减少辅助试剂和溶剂的使用量,减少废弃物排放,降低过程消耗,生产成本降低30%以上。
◆ 新型共聚酯研发
辽阳石化公司研究院自主研发的新型共聚酯(PETG)项目通过中国石油超前共性科研项目验收。新型共聚酯在
2万t/a PTA法半连续聚合装置完成工业化试生产。
◆ SEBS合成橡胶实现产业化
1996年巴陵石化成功开发出SEBS合成工艺,2002年建成300t/a中试装置,2005年建成1万t/a的生产装置,
2006年初实现了工业化生产。目前巴陵石化已开发出8个SEBS牌号,产品性能均已达到或超过国外公司同类产品
指标。
◆ 稀土顺丁橡胶系列产品开发及工程化研究获新进展
2006年12月17日,由中国石油锦州石化分公司和中国科学院长春应用化学研究所承担的“稀土顺丁橡胶系
列产品开发及工程化研究”项目,通过了中国石油石化研究院组织的专家验收。该项目开发出具有我国自主知识产
权的稀土顺丁橡胶万吨级生产成套技术,有利于更大规模推进稀土顺丁橡胶的工业化生产。
◆ 高聚物基纳米特种功能纤维研发
东华大学承担的高聚物基纳米特种功能纤维及制品项目实现产业化,采用新技术已建成3000t/a功能性纳米复
合树脂加工生产线以及1万t/a功能性纤维生产线。
◆ 芳纶纤维产业化技术开发
山东烟台氨纶股份有限公司芳纶1313纤维产业化技术开发项目2006年6月14日通过鉴定。芳纶1313纤维最
大的特性是热稳定性好,可耐受200~300℃的高温,不会在空气中燃烧,无滴熔,不发烟,具有自熄性。在突遇
900~1500℃的高温时,芳纶布面还会迅速碳化并增厚,形成一种特有的绝热屏障,可保护穿着者有效逃生。
◆ 复合导电纤维研发
北京中纺优丝特种纤维科技有限公司依托中纺院研发中心自主设计建成国内第一条复合导电短纤生产线,产能
达150t/a。采用新技术生产的炭黑型导电纤维导电性能优异,可用于毛纺、服装、地毯的生产加工。
◆ PMMA突变型塑料光纤技术
中科院理化技术研究所攻克了从本体聚合法直接生产聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)突变型塑料光纤的技术难关,
掌握了批量连续化生产塑料光纤技术。该所已研制成功10万m/d PMMA塑料光纤的全自动流水线,累计生产出低损
耗塑料光纤数百万米。
生物技术拥有自主产权
◆ 生物柴油新技术已趋成熟
中国石化采用自主研发的HPT技术已建成2000t/a生物柴油中试装置,2007年将建成5万t/a工业示范装置。
预计到2010年,我国生物柴油生产能力将达300万t/a。同时,清华大学在产油藻类发酵制备生物柴油、北京化
工大学在酶法合成生物柴油等方面都取得了较大的进展。
◆ 发酵法生产1,3-丙二醇技术
天冠集团公司与清华大学等部门联合攻关的发酵法生产1,3-丙二醇技术,在通过教育部组织的成果鉴定后,
又成功进行了500t/a的工业性试验。发酵法1,3-丙二醇技术所采用的菌种耐受性好,发酵浓度高、周期短,生产
强度高,生产成本也相对降低,原料转化率已达到50%。课题组还针对1,3-丙二醇发酵过程中副产大量有机酸(盐)
的特点,将电渗析脱盐技术引入提取工艺,并通过膜过滤、浓缩和精馏等工序,解决了后提取过程中发酵液粘度大、
不易处理的难题,产品纯度达99.9%。
催化剂研发成果异彩纷呈
◆ 烯烃环氧化催化剂
中科院大连化物所在“反应控制相转移催化用于烯烃环氧化反应研究”项目研究过程中发明了活性高、选择性
好、易分离回收、可循环使用的反应控制相转移催化剂。在此基础上,该所将蒽醌法制H2O2过程与反应控制相转
移催化丙烯环氧化反应耦合,开发出环氧丙烷生产新技术,弥补了传统氯醇化法和共氧化法工艺存在的污染环境和
联产副产品等问题。
◆ 丙烯酸生产催化剂
兰州石化研究院研发成功一种复合多金属氧化物催化剂,该催化剂是丙烯氧化制丙烯醛、丙烯酸催化剂的核心
技术,开创了使用国产化催化剂生产丙烯酸的先河。该院先后成功开发出LY-A-8201、8202、LY-A-8801、8802和
LY-A-9601、9602两代不同体系、3个系列6种牌号的催化剂。目前LY-A-9601、9602新型丙烯醛、丙烯酸催化剂
技术,已在上海华谊、吉林石化及齐鲁石化丙烯酸工业装置上获得应用,性能达到国外同类催化剂的先进水平。
◆ 己内酰胺加氢精制用非晶态合金催化剂
中石化石油化工科学研究院通过将晶态催化剂的结构非晶化,使生产上广泛应用的雷尼镍催化剂加氢性能实现
了质的飞跃,并结合均匀磁场和非晶态合金催化剂的磁性形成磁稳定床反应工艺,实现了非晶态催化剂和磁稳定床
反应工艺在工业上的应用,产品的优级品率达到100%,催化剂的消耗也明显降低。
◆ 制备长链烷基苯离子液体催化剂
由中石化石科院开发的《连续式离子液体催化制备长链烷基苯工艺》,通过科技开发部组织的评议和验收,该
工艺简单合理,所用离子液体催化剂成本低,用量少,烷基化产物与催化剂易分离。
◆ 甲烷直接催化脱氢催化剂
中科院大连化物所在“甲烷直接催化脱氢转化为芳烃和氢新反应”研究过程中发现了Mo/HZSM-5催化剂在甲烷
活化中的双功能特性,提出甲烷在多相催化中的酸助活化机理;获得了分子筛B酸中心在高温催化反应中的动态变
化规律;在对该反应构效关系充分认识的基础上,又成功发展了具有较高性能的Mo/MCM-22催化剂,提出并初步验
证了甲烷无氧芳构化与甲烷氧化偶联反应的耦合过程,使甲烷转化率和芳烃收率分别达到18%和12%。
◆ 汽车尾气净化催化剂
天津化工研究设计院开发的三效催化剂GYM制备技术、三效催化剂用稀土储氧材料技术完成中试和产业化建
设,汽车、摩托车尾气净化催化剂制备以及稀土储氧材料的发明等3项成果已申报国家发明专利。
2006年5月26日,由中科院上海硅酸盐研究所与浙江达峰汽车有限公司合作开发的金属载体纳米催化剂三元
催化转换器系统,通过浙江省科技厅的成果鉴定。
◆ 处理有机污染物光催化剂
中科院化学所成功研制出二元协同改性的新型可见光光催化剂Ni2O3/TiO2-xBx。用该光催化剂在可见光照射
下,以空气中氧气为氧化剂,可将有毒有机污染物有效地降解为二氧化碳、水和氯离子。福州大学研制出纳米同体
超酸光催化剂,该催化剂催化活性高、深度氧化力强、抗湿性好、杀菌力强,在处理有机污染物时不会产生二次污
染。
◆ 乙醛酸法合成香兰素氧化催化剂
由吉化集团公司开发成功的乙醛酸法合成甲(乙)基香兰素的氧化催化剂,获国家发明专利。该高效氧化催化
剂已在工业装置上应用,具有效率高、选择性好、用量少、成本低等特点。吉化集团正在建设1套2000t/a乙醛酸
法甲基香兰素生产装置。但是该工艺存在严重的污染问题,应尽快加以解决。
