12月2日,由上海院、天津石化、上海工程、青島安工院共同完成的“15萬噸/年CHP法制環氧丙烷(S-APO)成套技術開發及工業應用”通過集團公司科技部鑒定,技術整體達到國際領先水平。該技術將為進一步提高我國綠色環氧丙烷生產水平、石化產業結構調整及綠色高端新材料產業發展注入新動能。
上海院攻關團隊于2004年開展CHP法制環氧丙烷催化劑研究,歷時20年創新研制了安全高效、綠色環保、產品質量優的S-APO成套技術,應用該技術的裝置物耗能耗低、投資低、占地面積少、廢水排放量少,經濟和社會效益顯著。
應用該技術的天津石化15萬噸/年CHP法制環氧丙烷工業裝置于今年6月30日完成滿負荷標定,各項技術指標全面超越攻關目標,環氧丙烷產品純度超過99.99%,產品已成功在高端聚醚等多個客戶企業應用。此外,基于該技術開發的30萬噸/年S-APO技術工藝包已在國內兩家企業完成技術許可,計劃明年正式投產。
目前PO的工業化生產方法主要包括氯醇法、共氧化法(Halcon法)、異丙苯過氧化氫制環氧丙烷(CHPPO)法和過氧化氫制環氧丙烷(HPPO)法等。中國PO生產廠家使用的工藝有氯醇法、PO/SM、PO/MTBE 、CHP以及HPPO。
上海院技術以丙烯和CHP為原料制備環氧丙烷,共有3個主要反應:一是異丙苯空氣氧化制CHP,二是丙烯與CHP在環氧化催化劑存在條件下反應生成環氧丙烷和α,α-二甲基芐醇,三是α,α-二甲基芐醇催化氫解制異丙苯。
早些年,國內基本沒有先進綠色的環氧丙烷生產技術,企業大部分采用氯醇法,或與國外有技術壟斷優勢的企業合資。為解決技術上的關鍵難題,攻關團隊首創超疏水性含鈦介孔分子篩環氧化催化劑,并開發脫水加氫雙功能氫解催化劑。前者在根本改善介孔材料穩定性的基礎上,解決了催化劑選擇性與轉化率此消彼長的“蹺蹺板”問題,實現了環氧化反應穩定性、選擇性、轉化率的共同提升;后者則將α,α-二甲基芐醇的脫水和加氫反應合二為一,使其在一個反應器內即可實現高效轉化。
針對過氧化物易分解并有潛在安全風險的特點,攻關團隊創新開發了多段串聯、段間撤熱的丙烯環氧化反應及系統控制技術,確保反應溫度可控及CHP充分轉化,實現裝置長周期、滿負荷安全穩定運行。
目前,環氧丙烷的主要合成工藝:氯醇法、間接氧化法、直接氧化法,隨著其在化工合成方面的應用越來越廣泛,環氧丙烷的制備也受到了更多的重視,開發出一系列新的催化劑和催化技術,如光催化氧化法、放生催化法等。
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