12月2日,由上海院、天津石化、上海工程、青岛安工院共同完成的“15万吨/年CHP法制环氧丙烷(S-APO)成套技术开发及工业应用”通过集团公司科技部鉴定,技术整体达到国际领先水平。该技术将为进一步提高我国绿色环氧丙烷生产水平、石化产业结构调整及绿色高端新材料产业发展注入新动能。
上海院攻关团队于2004年开展CHP法制环氧丙烷催化剂研究,历时20年创新研制了安全高效、绿色环保、产品质量优的S-APO成套技术,应用该技术的装置物耗能耗低、投资低、占地面积少、废水排放量少,经济和社会效益显著。
应用该技术的天津石化15万吨/年CHP法制环氧丙烷工业装置于今年6月30日完成满负荷标定,各项技术指标全面超越攻关目标,环氧丙烷产品纯度超过99.99%,产品已成功在高端聚醚等多个客户企业应用。此外,基于该技术开发的30万吨/年S-APO技术工艺包已在国内两家企业完成技术许可,计划明年正式投产。
目前PO的工业化生产方法主要包括氯醇法、共氧化法(Halcon法)、异丙苯过氧化氢制环氧丙烷(CHPPO)法和过氧化氢制环氧丙烷(HPPO)法等。中国PO生产厂家使用的工艺有氯醇法、PO/SM、PO/MTBE 、CHP以及HPPO。
上海院技术以丙烯和CHP为原料制备环氧丙烷,共有3个主要反应:一是异丙苯空气氧化制CHP,二是丙烯与CHP在环氧化催化剂存在条件下反应生成环氧丙烷和α,α-二甲基苄醇,三是α,α-二甲基苄醇催化氢解制异丙苯。
早些年,国内基本没有先进绿色的环氧丙烷生产技术,企业大部分采用氯醇法,或与国外有技术垄断优势的企业合资。为解决技术上的关键难题,攻关团队首创超疏水性含钛介孔分子筛环氧化催化剂,并开发脱水加氢双功能氢解催化剂。前者在根本改善介孔材料稳定性的基础上,解决了催化剂选择性与转化率此消彼长的“跷跷板”问题,实现了环氧化反应稳定性、选择性、转化率的共同提升;后者则将α,α-二甲基苄醇的脱水和加氢反应合二为一,使其在一个反应器内即可实现高效转化。
针对过氧化物易分解并有潜在安全风险的特点,攻关团队创新开发了多段串联、段间撤热的丙烯环氧化反应及系统控制技术,确保反应温度可控及CHP充分转化,实现装置长周期、满负荷安全稳定运行。
目前,环氧丙烷的主要合成工艺:氯醇法、间接氧化法、直接氧化法,随着其在化工合成方面的应用越来越广泛,环氧丙烷的制备也受到了更多的重视,开发出一系列新的催化剂和催化技术,如光催化氧化法、放生催化法等。
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