固載離子液體催化CO2轉化制備DMC/EG綠色工藝通過鑒定

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2018年12月21日,由中國科學院過程工程研究所離子液體與綠色工程團隊歷時十五年持續研發,并于2014年與江蘇奧克化學有限公司簽約合作完成的“固載離子液體催化二氧化碳轉化制備碳酸二甲酯/乙二醇(DMC/EG)綠色工藝”項目通過了由中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果鑒定。會議由中國石油和化學工業聯合會副秘書長胡遷林主持,中國石油和化學工業聯合會三屆理事會會長李勇武出席會議并作講話,江蘇奧克化學有限公司朱建民董事長及中科院過程工程所張鎖江院士出席會議并作報告。

本次鑒定委員會由以石油化工科學研究院何鳴元院士擔任主任委員,清華大學費維揚院士和中國科學院化學研究所韓布興院士擔任副主任委員的9位委員組成。鑒定委員會專家一致認為,該技術成果屬于世界首創,國際領先,是綠色工程與綠色化學應用的成功范例,為二氧化碳資源化利用、現有乙二醇工藝節能及延伸環氧乙烷產業鏈開辟了新途徑。

該項技術成果利用乙烯氧化制環氧乙烷排放的二氧化碳廢氣為原料,與環氧乙烷在離子液體催化劑的作用下,通過羰基化反應生成碳酸乙烯酯,然后碳酸乙烯酯再與甲醇反應生產碳酸二甲酯和乙二醇。研究開發了固載離子液體催化二氧化碳轉化制備碳酸二甲酯/乙二醇綠色工藝,實現了原子經濟性反應和二氧化碳溫和轉化,突破了現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;發明了固載離子液體催化劑,具有環氧乙烷單程轉化率高、原料適應性強、催化劑無需分離等優勢,并實現量產工業化示范應用;攻克了羰基化反應器氣液均勻分布等關鍵技術,創新開發了萬噸級固載離子液體氣液固三相列管式反應器;研究開發了醇解反應-變壓共沸精餾耦合過程強化技術,創新實現了全系統熱網絡優化集成,大幅降低了能耗、顯著提高了經濟性、減少了設備投資;形成了具有自主知識產權的成套技術專利成果。由遼寧省石油化工規劃設計院有限公司設計,江蘇奧克化學有限公司采用該技術建成了萬噸級工業化示范裝置并實現了穩定運行,碳酸二甲酯品質達到電池級標準,乙二醇品質優于國家標準。

碳酸二甲酯是重要的基礎原料,被譽為21世紀綠色化學的“新基石”。近年來,隨著動力鋰電池和聚碳等相關行業的快速發展,對碳酸二甲酯的需求持續快速增長,亟待開發清潔高效的生產技術。乙二醇是戰略性大宗化工原料,主要用于生產聚酯纖維和樹脂等,我國2017年需求量超1400萬噸,對外依存度高于60%。但伴隨著煤基乙二醇工藝的快速發展,環氧乙烷水合生產乙二醇工藝面臨競爭壓力。環氧乙烷與二氧化碳為原料生產碳酸二甲酯聯產乙二醇,開辟了一條兼具經濟和社會效益的新途徑,符合我國當前產業布局要求,具有廣闊的推廣應用前景。

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