新一代綠色技術(shù)促進(jìn)化工行業(yè)清潔生產(chǎn)

    中國科學(xué)院過程工程研究所和山東易達(dá)利化工有限公司合作完成的“以異丁烯/叔丁醇為原料的甲基丙烯醛、酯和醇系列產(chǎn)品清潔生產(chǎn)新工藝”，不久前順利通過了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的成果鑒定。新技術(shù)具有原創(chuàng)性和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已獲多項(xiàng)國際和國內(nèi)授權(quán)技術(shù)發(fā)明專利，在山東菏澤建立了國內(nèi)外首套萬噸級甲基丙烯酸甲酯（mma）聯(lián)產(chǎn)甲基丙烯醇（mao）工業(yè)示范裝置，形成了甲基丙烯醛、酯和醇系列產(chǎn)品的新一代綠色技術(shù)。
   
    甲基丙烯醛、酯和醇系列產(chǎn)品是重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品。甲基丙烯醛（mal）是生產(chǎn)香料、醫(yī)藥等化學(xué)品的重要中間體，可進(jìn)一步氧化生成酸和酯，可還原生成醇。目前主要以丙醛為原料羥醛縮合、以異丁烯為原料氧化或以異丁烯醇為原料氧化制備，大多限于實(shí)驗(yàn)室或小規(guī)模制備，沒有工業(yè)化商品，限制了下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。甲基丙烯酸甲酯是生產(chǎn)有機(jī)玻璃、特種光纖、高檔涂料等的核心單體，目前mma國際年需求量超過400萬噸，我國約70萬噸，其中2/3主要依靠國外進(jìn)口和外企提供，國內(nèi)企業(yè)普遍采用傳統(tǒng)丙酮氰醇法生產(chǎn)，規(guī)模小、污染重、安全隱患大，且受丙烯腈生產(chǎn)的限制，難以擴(kuò)大規(guī)模。以石油裂解副產(chǎn)碳四為原料的專利技術(shù)則由國外公司壟斷，對我國嚴(yán)格封鎖。甲基丙烯醇是生產(chǎn)第三代高性能混凝土減水劑的聚醚封端劑，目前均采用異丁烯氯化—水解工藝，安全性差、設(shè)備要求高、水解過程使用強(qiáng)堿、三廢排放大、環(huán)境污染嚴(yán)重。因此迫切需要研究開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的mal、mma和mao新一代綠色技術(shù)。
   
    中科院過程工程研究所“離子液體清潔過程與節(jié)能創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”在科技部、中科院、國家自然基金委等項(xiàng)目支持下，與山東易達(dá)利化工有限公司合作，研究開發(fā)了以石油裂解副產(chǎn)異丁烯/叔丁醇為原料催化氧化生產(chǎn)mal、氧化酯化生產(chǎn)mma和催化加氫生產(chǎn)mao的新工藝。通過對反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)的深入研究，成功設(shè)計(jì)開發(fā)了異丁烯/叔丁醇選擇性氧化生產(chǎn)mal、mal氧化酯化生產(chǎn)mma、mal加氫生產(chǎn)mao的系列新型高活性、高穩(wěn)定性催化劑；通過對多相催化反應(yīng)體系中反應(yīng)—傳遞耦合規(guī)律的系統(tǒng)研究，設(shè)計(jì)開發(fā)了強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)的新型高效反應(yīng)器；通過對吸收、萃取、精餾等過程中分子間相互作用的研究，設(shè)計(jì)開發(fā)了新型分離介質(zhì)及低能耗分離純化新技術(shù)；通過對聚合和阻聚機(jī)理的研究，開發(fā)了系列新型阻聚劑及組合阻聚技術(shù)；通過對全系統(tǒng)反應(yīng)、分離各單元能耗的分析和集成，形成了以異丁烯/叔丁醇為原料生產(chǎn)甲基丙烯醛、酯和醇系列產(chǎn)品的工藝包，建立了萬噸級工業(yè)示范裝置。該裝置已成功累計(jì)運(yùn)行7200小時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
   
    新技術(shù)的成功應(yīng)用，標(biāo)志著我國擁有了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的替代有毒有害原料/介質(zhì)生產(chǎn)甲基丙烯醛、酯和醇系列產(chǎn)品的綠色技術(shù)，有望徹底擺脫我國mma行業(yè)長期依賴進(jìn)口和傳統(tǒng)丙酮氰醇技術(shù)的局面，推動(dòng)我國mao綠色技術(shù)在水泥行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用，促進(jìn)mal下游衍生產(chǎn)品的發(fā)展，具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的技術(shù)推廣應(yīng)用前景，為實(shí)現(xiàn)我國化工行業(yè)清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排的目標(biāo)提供了重要的科技支撐。