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第三十七期技术成果汇编(河南省科技成果转移转化服务平台)

发布时间:2022-05-23 10:39:57 信息来源: 河南省科技成果转移转化服务平台 字体大小:

261号技术成果

 

成果名称:有机液体氢化物储氢用高效脱氢催化剂

项目编号:A-7-022221-0

技术领域:新型材料

成果详情:氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源,展现了很好的应用前景。在利用过程中,其储存和运输是关键。近年来,基于化学反应法的液体有机氢化物储氢技术以其储氢量大、能量密度高、液态储运安全方便等优点引起了很多国家的关注。不饱和芳烃与对应氢化物(环烷烃)可以在不破坏碳环的主体结构下加氢和脱氢,从而实现大规模低成本储氢。该过程反应可逆,反应物产物可循环再利用,氢储量相对较高(约 60-75 kg H2/m3,质量分数为 6-8%),符合国际能源署和美国能源部(DOE)规定的指标,并以有机液体形式进行长途输送或可解决能源的地区分布不均匀问题。液体有机氢化物储氢过程包括芳烃加氢和环烷烃的脱氢。在环烷烃脱氢过程中,常用贵金属作为催化剂,特别是含铂 Pt、钯 Pd 等贵金属的催化剂具有良好的脱氢效果。但是,铂族金属来源稀少,价格昂贵。而廉价金属虽然也能够作为有机储氢介质的脱氢催化剂,但是转化率比较低。综合以上,寻求一种价格低廉、活性和选择性又高的有机液体储氢介质脱氢的催化剂,对于该术的推广具有重要意义。

技术创新性:本技术方案的创新点在于:在尽可能少地使用贵金属(小于0.1%)的情况下,通过适当配比其他组分比例,采取化学混合与物理混合交叉使用的组合策略,并通过溢流、传递、吸附等作用,活化了反应物,使贵金属快速引发了脱氢反应,最终使各组分之间产生了良好的协同催化作用,从而提高了催化活性。

市场及效益分析:该技术减少了贵金属的使用,降低了有机液体储氢介质脱氢的催化剂的成本,提高了生产效率,有利于推广液体有机氢化物储氢技术、实现大规模低成本储氢。

262号技术成果

 

成果名称:生物发酵低浓度乙醇与轻汽油醚化关键技术

项目编号:A-7-022219-0

技术领域:节能环保

成果详情: FCC 轻汽油醚化技术可在降低汽油烯烃含量的同时,提高汽油的氧含量和辛烷值,并降低汽油的蒸汽压,有利于减少燃烧产物对环境的污染以及对发动机的破坏。现行醚化工艺一般采用甲醇或乙醇对 FCC 轻汽油进行醚化,而甲醇毒性大,乙醇生产成本高。若采用生物燃料乙醇醚化则需进行萃取精馏、共沸精馏等分离过程。鉴于 FCC 轻汽油中含有大量的 C4~C6 活性烯烃,这些活性烯烃可进行水合醚化反应,生成低蒸汽压和高辛烷值的含氧醇醚类化合物的特点,本项目提出了用生物发酵低浓度乙醇对 FCC 轻汽油进行反应精馏水合醚化的工艺。

技术创新性:本工艺直接从含水的生物发酵低浓度乙醇出发,水合、醚化耦合进行,使常规高能耗方法要除去的水,变成了有用的油品组分的生产原料,由此而提高了整个过程的原子利用率。此外,反应精馏技术同时实现了醇水分离和 FCC 轻汽油水合醚化的目的,降低了原分离过程能耗,低成本地实现了分离目的,最大限度地实现物质、能量的高效综合利用。而目的产品具有优良的燃烧性能,与汽油有着良好的相容性,在降低 FCC 轻汽油烯烃含量的同时,提高了其辛烷值,增强了抗爆性和稳定性,而且增加了汽油的总量,可使单位体积汽油的生产成本大幅下降。

市场及效益分析:本工艺提出的以反应手段提高原子利用率,并全方位地超越单纯分离功效的新思路,将为其他化工节能新技术的开发带来新的启迪,从而推动行业相关领域的创新。含氧醇醚类化合物为无毒绿色化学品,可以大幅度减少汽油燃烧废气中有害物质的含量,对环境保护起着重要的作用,因此具有良好的社会效益。

 

263号技术成果

成果名称:尿素醇解法合成碳酸酯技术

项目编号:A-1-022218-0

技术领域:新型材料

成果详情:近几十年来,全球气候变暖趋势日益严重,二氧化碳的处理问题越来越多地引起各国政府的重视,将二氧化碳捕获封存与利用相结合,是经济上可行的技术路线之一。碳酸酯属于低毒的化学品,其具有广泛的用途。碳酸乙烯酯可以用作有机合成中间体,锂电池的电解质溶液、固体聚合物电解液的增塑剂,纺织工业用的抽丝液等。碳酸二乙酯是一种理想的汽油和柴油添加剂,其具有较高的含氧量,更好的油/水分配系数和抗挥发性,可促进油品的完全燃烧。此外,碳酸二乙酯释放到环境中会缓慢分解为二氧化碳和乙醇。若能将二氧化碳用于合成有机碳酸酯,就能带来经济和环境上的双重效益。但将二氧化碳直接用于有机合成,反应受热力学平衡的限制,其平衡转化率很低。所以,工业上并不可行。目前,二氧化碳已经大规模地应用于尿素的合成。若用尿素为原料合成有机碳酸酯,不但扩展了尿素的用途,还间接利用了二氧化碳。但直接采用尿素和乙醇合成碳酸酯收率较低。

项目创新点:本项目将碳酸乙烯酯的合成过程和氨气的化学吸收过程相耦合,打破了反应平衡促进了碳酸乙烯酯的合成,并副产氮磷复合肥。与传统的尿素醇解法制备碳酸乙烯酯相比,该合成工艺具有单位设备生产强度大,无废水、废气和废渣产生,实现了原子经济性反应,从而降低了生产成本。

市场及效益分析:该工艺生产条件温和,原料利用率高,利润空间大。同时,作为间接利用二氧化碳的有效途径,其显著的社会效益也将使该工艺具有较强的生命力。

 

264号技术成果

 

成果名称:煤基异丁烯的制备技术

项目编号:A-1-022217-0

技术领域:新型材料

成果详情:异丁烯是一种重要的基本有机化工原料,高纯度的异丁烯可用于制备丁基橡胶、聚异丁烯和甲基丙烯酸酯等多种精细化学品,全世界总需求量已超过 2000 万吨/年。目前,异丁烯的生产原料主要来源于石脑油蒸汽裂解制乙烯的副产 C4 馏分、炼厂催化裂化(FCC)装置的副产 C4 馏分和 Halcon 法环氧丙烷合成中的副产叔丁醇(TBA)。国内目前主要采用化学法中的醚化裂解技术生产异丁烯,即利用混合 C4 与甲醇醚化生成甲基叔丁基醚(MTBE),MTBE 进而裂解生成异丁烯。与其他方法相比,该技术具有对设备无腐蚀,对环境无污染、操作条件缓和、产品纯度高、装置规模灵活性大、可以根据市场需求生产 MTBE 或异丁烯等特点。但 MTBE 裂解制备异丁烯过程也还存在需要进一步提高反应活性、优化分离过程,降低生产成本等问题。

项目创新点:利用煤基合成气可制得甲醇,甲醇进而脱水生成二甲醚,二甲醚继续脱水生成低碳烯烃,如乙烯、丙烯等。分离后的丙烯与合成气在铑催化剂的作用下,发生羰基合成反应,得到正丁醇及副产物异丁醛和异丁醇。主产物正丁醇作为工业上的燃料及丁酯增塑剂使用。副产物之一异丁醛经过羟醛缩合反应,生成新戊二醇,可用作工业上重要的溶剂及涂料。而另一副产物异丁醇除了做溶剂和燃料之外,在适当的催化剂作用下,可发生脱水反应,生成 C4 烃(主要是C4 烯烃)混合物。C4 烃混合物经过吸附,精馏等操作,可获得比较高纯度的高碳烯烃异丁烯。

市场及效益分析:开发以异丁醇为原料制备异丁烯的新工艺,可以通过煤化工基本工艺获得传统的石油化学品。这对于改变精细化工对于石油资源的依赖,有效利用碳资源具有重要意义。

 

265号技术成果

 

成果名称:煤基碳酸酯的合成技术

项目编号:A-1-022216-0

技术领域:新型材料

成果详情:近几十年来,全球气候变暖趋势日益严重,二氧化碳的处理问题越来越多地引起各国政府的重视,将二氧化碳捕获封存与利用相结合,是经济上可行的技术路线之一。碳酸酯属于低毒的化学品,其具有广泛的用途。碳酸乙烯酯可以用作有机合成中间体,锂电池的电解质溶液、固体聚合物电解液的增塑剂,纺织工业用的抽丝液等。碳酸二乙酯是一种理想的汽油和柴油添加剂,其具有较高的含氧量,更好的油/水分配系数和抗挥发性,可促进油品的完全燃烧。此外,碳酸二乙酯释放到环境中会缓慢分解为二氧化碳和乙醇。若能将二氧化碳用于合成有机碳酸酯,就能带来经济和环境上的双重效益。但将二氧化碳直接用于有机合成,反应受热力学平衡的限制,其平衡转化率很低。所以,工业上并不可行。目前,煤气化为源头,经合成气、二氧化碳规模化制备尿素的工艺已非常成熟,因此若用尿素二氧化碳为原料合成有机碳酸酯,不但扩展了尿素的用途,还间接利用了二氧化碳,但直接采用尿素和乙醇合成碳酸酯收率较低。

技术创新点:本项目将碳酸乙烯酯的合成过程和氨气的化学吸收过程相耦合,打破了反应平衡促进了碳酸乙烯酯的合成,并副产氮磷复合肥。与传统的尿素醇 解法制备碳酸乙烯酯相比,该合成工艺具有单位设备生产强度大,无废水、废气 和废渣产生,实现了原子经济性反应,从而降低了生产成本

市场及效益分析:该工艺生产条件温和,原料利用率高,利润空间大。同时,作为间接利用二氧化碳的有效途径,其显著的社会效益也将使该工艺具有较强的生命力。

 

 

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