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[成果] 1800180116 上海
[TQ221.211, TQ205] 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:1、项目所属科技领域:属于系统能量优化节能领域。 2、项目关键技术和解决方法: (1)节能潜力快速评估技术石油化工企业的乙烯裂解装置,急冷水热量过剩消耗大量循环水,工艺水汽提塔采用直接蒸汽造成浪费。在项目初期,出差成本和人工成本都很高。因此需要开发一种远程评估技术,通过客户上报的少量数据就可以快速评估得到节能潜力。通过研究发现,如果收集急冷油塔和急冷水塔及工艺水汽提塔的几个关键参数就可以得到。 (2)高效换热器模拟优化技术有些企业业主,由于温差较低,需要采用高效换热设备。高效换热器种类繁多,没有通用的计算方法,需要由生产厂计算确定。但优化过程中又需要进行多种高效换热器的对比,因此,需要开发一种有一定通用性的高效换热器模拟软件才能满足要求。 3、社会经济意义: (1)通过研究,发明了一种急冷油余热回收利用的新技术,即回收乙烯装置过剩的急冷油余热用于替代蒸汽,获得节能效益。通过这种改造,可以节约蒸汽,因此从源头上节约燃料。 (2)该项目以能量利用“三环节”理论为指导,从能量利用的本质出发,着手从源头入手解决问题。通过优化利用较高温位的急冷油的热量,从而减少了从急冷油进入急冷水塔的热量,从根本上解决了能量不合理使用的状况。实现大幅降低装置能耗及增加生产运行效益的目的。该技术的特点是源头入手,全系统优化,实施简便,效益显著。 (3)对环境的改善每个项目可以降低蒸汽用量9-12t/h,保守估计每个企业节蒸汽量8万吨/年,降低循环水用量400万吨/年,折标煤10400吨/年,公司预估每年平均可以完成项目2-4个,每年节约吨标煤3万吨/年,对环境的改善做出了直接贡献。 (4)对国民就业的贡献该项目完成后将培养5名就业人员,其中3名为化工专业,1名为软件专业,1名为项目管理。 (5)对自主创新和综合国力提升的促进专门为石油化工企业的乙烯裂解装置研发,专门解决急冷水热量过剩的问题,获得节能效益。对于这部分热量利用的方法主要是溴化锂制冷和发电技术。这些技术存在的问题是能量转换效率低,而且需要提供大量的冷却水。投资大,占地面积大。与传统的急冷水热量回收节能方法不同,该技术从源头入手进行优化。急冷水的热量来自于急冷油,如果取出了急冷油的高品位热量加以利用,不但可以替代蒸汽,同时急冷水的热量可以等量减少,可以降低急冷水的冷却负荷,节约循环水。通过这种改造措施,可以尽量减少投资和改造工作量,迅速获得节能效益,对于产业的促进有很大推进作用。 4、项目产品市场开拓与销售情况: (1)该项目已经在1个中外合资企业得到应用。 (2)项目产品已开发客户有:中国石化集团中原石油化工有限责任公司、中国石油吉林石化公司、中石化四川石化有限公司、中石油辽阳石油化工公司等5个客户。
[成果] 1800180010 上海
TQ116.21 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于新能源工程技术领域。太阳能具有能量密度低、不连续、不稳定的特点,利用光解水制氢可将其直接转换为可存储的高品质清洁能源-氢能,是人类能源与环境可持续发展最具潜力的道路之一,也是一个极具挑战性的难题。基于该技术具有成本低和可规模化的优势,美国DOE测算太阳光-氢能转化效率达到5%以上即可实现产业化。该项目深入研究了增强光吸收、光生载流子传输、以及表面能质转化等各个关键过程,揭示了光氢转化机理,构建了高效制氢反应体系,发展了提高光解水制氢效率的理论和方法。主要发现点如下: 1.揭示了光解水制氢反应体系能带结构与光氢转换的关系,发展了能带工程理论。提出了催化剂优化改性的原位固相策略,实现了温和条件下能带调控的绿色工艺;发现了稀土元素的电子结构与宽带隙半导体能带结构的杂化效应,实现了可见光直接分解水产氢;利用固溶体调变电子离域特征,解决了铋(钒)基催化剂能响应可见光却不能完全分解纯水的难题,丰富了能带工程理论。成果被评价为是一种“强有力的工具”和“典型例子”。 2.发展了界面复合催化剂和共催化剂体系,揭示了界面结构特征对能质传输和产氢效率的影响规律。阐明了“异质结”和“限域效应”对结构稳定性和光氢转化的作用机制;发现并阐明了反应体系中“雀巢”结构和“超氧阴离子”对增强产氢效率的促进机理。成果被评价为“显著的”的效果和“可行路径”。 3.提出了低成本高效率制氢系统设计原则和面向工程应用评价标准的科学依据。基于低量助催化剂设计原则,获得了低成本高效率的双负载催化反应体系,实现了6.02%的光氢转换效率;设计了内建磁核的核壳结构催化剂,解决了制氢系统中的分离和回收难题;阐明了多相流体系中固液界面上的氢氧气泡的生成和传输行为,以及电子施体对光氢转化效率的影响,为太阳能直接制氢工程应用研究的评价规范化提供了科学依据。成果被评价为是“优化了”,“仅有的”,揭示了“重要的影响因素”。 8篇代表作SCI他引总计680次,其中4篇论文单篇他引100次以上,3篇入选ESI高引论文。研究成果获得了Nature Reviews,Energy Environ. Sci.,Nano Energy等著名期刊的广泛引用、借鉴和正面评价。作为主要起草单位和起草人制订颁布了国际上首部关于太阳能光催化制氢量子效率和能量效率计算的国家标准。项目组2人连续四年入选“中国高引学者”榜单,产生大学教授6人,国家优青1人,出版专著1本。
[成果] 1700520393 陕西
TQ116.29 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:全球太阳能光催化制氢技术的光氢能量转化效率迄今远低于5%,美国DOE的工业化指标是5-10%。利用太阳能高效低成本规模制氢既是国际科学前沿,又符合中国能源安全和可持续发展的重大需求。该项目在国家自然科学基金、973、863等计划、陕西省科技创新工程重大科技专项等项目资助下,针对太阳能光催化制氢技术的高效、低成本、规模化世界性难题,通过深入研究从太阳光到氢能整个传输转化全过程的多相流体系内反应体系-相界面-催化剂颗粒三个层面及其之间的能质流动、传输、转化及互匹配机制,创建了太阳能光催化制氢的多相流能质传输集储与转化理论,提出了大幅提高光氢转化效率的新理论新方法,研制出首套低成本直接太阳能聚光催化连续制氢装置并中试成功,光氢能量转化效率达6.6%,为国际同期最高值,使产业化发展成为可能。8篇代表性论文SCI他引1113次、其中6篇入选ESI,成果被该领域多国著名学者和院士们在Chem. Rev.等期刊上撰文认为“首次清晰展示出太阳光解水制氢的大规模应用前景”、“创造性的”。促进了多相流科学与光催化化学、光催化材料学等的交叉融合,使多相流科学得到拓展与深化,在国际上产生广泛的学术影响。
[成果] 1800260016 云南
TQ221.2 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于有机化学学科,主要围绕不对称催化反应中高效手性催化体系的建立,并将其应用于冰片烯类化合物的不同反应中,取得了一系列高水平的具有原创性的研究成果。开展的主要研究工作如下:(1)创造性的将协同催化的理念应用于冰片烯的不对称开环反应中,当在反应体系中加入路易斯酸后,成功实现了炔烃对氧氮杂苯并冰片烯的不对称开环反应,取得了非常优异的成果,对映体过量值最高可达99%ee以上,这一高效催化体系的建立,让催化效率提升,手性控制能力增强,底物适用范围更加宽广。针对这一方法,加拿大著名有机化学家Mark Lautens在2013年将其作为有机合成亮点工作予以推介,他认为,在炔烃与冰片烯的不对称开环反应中,以前的方法都具有较大的局限性,而该钯与铜组成的协同催化体系有了非常大的突破,底物适用范围非常广。 (2)在国际上,冰片烯的不对称开环反应催化体系主要为加拿大Mark Lautens组开发的铑催化体系,而申请人开发的钯与路易斯酸的协同催化体系,极大的降低了催化剂成本,并成功实现了杂原子亲核试剂如胺、酚等对冰片烯的不对称开环反应,取得了该类反应目前报道的最好结果。该工作在2015年被Mark Lautens和日本化学家Yamamoto共同作为有机合成亮点工作推介,他们认为,该催化体系不仅能够取得很高的收率,而且还能够实现高水平的手性控制。 (3)开发了基于过渡金属铱和铑的两种手性催化体系,该体系不仅能够催化端基炔烃与冰片烯的不对称加成反应,还能够实现高水平的手性控制,产物的对映选择性可以高达>99%ee,该反应的成功实现,为高光学纯度的炔烃的制备提供了两种新的高效的方法。该铑催化体系在2013年被日本化学家Hisashi Yamamoto作为有机合成亮点工作在Synfacts杂志上推介,他认为该铑催化剂在简单加成反应中能够实现优秀的选择性,取得了较以往报道的更好结果。 (4)在炔烃与冰片烯的不对称催化反应中,仅通过改变手性配体,就实现了对反应的调控,反应由不对称炔基化转变为不对称[2+2]环化反应,制备了一系列高光学纯度的斑蝥素类似物,部分产物还具有良好的抗癌活性。 通过研究,课题组在冰片烯参与的反应中开发了一系列高效的手性催化体系,开展了一系列系统的研究,取得了具有高水平的原创性成果。本项目在Angew. Chem. Int. Ed.、Org. Lett.、Adv. Syn. Catal.、Chem. Eur. J.等国际著名化学期刊发表研究论文20篇,申请美国发明专利3项并获授权。研究受到同行广泛关注,并有5篇文章被Synfacts杂志作为亮点文章予以介绍。
[成果] 1700520405 上海
TQ221 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:乙烯、丙烯是化学工业的基石。中国富煤少油,发展煤制烯烃可减少对石油资源的高度依赖,具有重大战略意义。该项目历经十余年持续创新,率先创制了扩散性能优异的纳米片晶多级孔SAPO-34分子筛,开发了高效流化床MTO催化剂,选择性>81%,比同类技术损耗降低28%;首次开发了MTO大型快速流化床反应器技术,与湍流床工艺相比,时空收率提高2倍以上,反应器直径减小三分之一;首创了前脱乙烷-碳四烃吸收的高效分离新工艺,烯烃回收率达到99.98%以上,解决了从实验室到大型化的高效反应与分离关键科学与工程技术问题。通过上述原创及重大技术突破,全流程S-MTO技术各项指标明显优于国内外同类技术,实现了国际领先。2007年万吨级工业示范通过鉴定,2011年60万吨/年工业装置成功运行,2016年世界最大规模的360万吨/年工业装置建成投产。正在中安建设新装置,与“一带一路”国家开展合作。在国际上首次提出并证实“烯烃烃池活性中心”新概念,研究成果相继发表于国际顶尖学术期刊,获授权发明专利283件。S-MTO技术的成功开发使中国成为世界上第一个掌握自主知识产权全流程MTO技术的国家,成套大型工业装置的完全自主开发-设计-制造-建设-运行,践行了中国创造,具有里程碑的意义。
[成果] 1800140148 上海
TQ116.2 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:煤炭高效、清洁、高值转化是中国能源可持续发展的必由之路,氢能是国家重大战略需求之一,廉价制氢是氢能发展的巨大挑战,水蒸气煤气化热转化是国际上公认的最切实可行的制氢方法,但技术流程复杂,过程受强吸热和热力学平衡限制,能耗高,转化率、选择性和氢气纯度均较低,排放CO2。该项目在国际上首次研发了循环流化床气化联合吸附强化制氢新技术,以分级阶段热转化思想,创新流态化气化原理,实现了大量劣质粉煤高效清洁水蒸气热化学转化,以动力学上反应/分离耦合,突破热力学平衡限制,将水蒸气重整、水汽变换、CO2分离相互促进、高度耦合,连续、一步制取了高纯度氢气,回收了CO2,该项目提升了中国能源重大装备的创新能力和技术水平,推动了行业进步,关键技术与核心工艺应用于中国十几家企业,取得了显著的经济效益、社会效益与环境效益。 主要科技成果为: (1)构建了逐级流态化循环流化床粉煤燃烧气化新技术。针对不同原料煤热化学特征,克服循环流化床气固混合、流动和反应的不均匀性,提出:逐级流态化,以不断修正流化压降计算,多级非均匀进风、进料,锥形炉膛设计使颗粒浓度随床层高度增加呈现不同分布特征,对不同原料、不同颗粒均能达到满意气化,气化效率高,排渣和飞灰碳含量较小,底部发明多旋涡燃烧方式,气固剧烈湍动,提供热量,上部较低线速,减少粉尘率,改善了流化床空隙特征,气流内循环旋流有效防止了对炉膛的冲击磨损,保护了炉膛,改进储热装置,强化过程传热,根据物料配比、属性,结合流体力学原理和气化工艺特点,优化了床层结构和操作条件,控制条件同时炉内喷钙增效,抑制污染物的产生。 (2)提出了慢速移动填充床连续吸附强化重整制氢新方法。针对重整制氢受强吸热和热力学平衡限制,操作温度较高,氢气纯度不高,排放CO2问题,提出:以动力学上的反应/分离耦合,原位吸收CO2,将制氢可逆反应转变为非平衡的不可逆过程,提高了转化率和选择性,制氢温度比常规至少低150℃,一步连续制氢纯度达93.9%以上,揭示了定量控制平衡移动和强化水汽变换进程作用机理,解决了不同传递、不同反应在同一可接受范围相互促进的难题,在国际上第一次提出并构建了慢速填充移动床连续吸附强化重整制氢新装置,发明填充床提高蓄热能力设备,以多相紧密接触同时连续移动、反应和再生,解决了国际吸附强化重整制氢工程应用“瓶颈”问题。 (3)创建了循环流化床气化联合吸附强化制氢新工艺。研究不同特性大物料量的联合循环流化床气化与连续吸附强化重整制氢的匹配特性,探讨连续式进料模式下包含气化、重整、水汽变换和再生等多个反应器操作的相互影响及物质交换与能量转换方式,创建了整体流化床气化联合吸附强化制氢新工艺,建立了在线故障诊断装置,由于前置高温气化仅是实现将固态转换为易于流动的气态进料制氢,大大降低了循环流化床气化难度,新工艺对几乎所有的固体原料均具有较好的适应性,连续获得90%以上氢气,富集回收了纯CO2,是高效、低成本制氢切实可行的新途径,被国内外同行高度评价,是具原创性的重大科研成果。 该项目发明核心工艺,创制重大装备,技术成熟,可靠实用,关键技术建立了生产基地,2012年4月一次点火成功,各项技术指标达到了预期设计值,运行至今,安全、可靠、高效、环保,受到了用户好评。 该项目授权国家发明专利17项,授权实用新型专利3项,发表国际SCI收录论文81篇,其中SCI影响因子5.0以上论文15篇,3.0以上论文54篇,他引超过3500次,全球工程领域top 1% ESI高引论文5篇。出版国际书籍章节6篇。被国际同行誉为:“发展了新的连续吸附强化重整获得高纯度氢气的概念”。项目直接经济效益超过2亿3千万元,新增2850万元利润,税收1010万元,创造了较好的社会和经济效益
[成果] 1900010289 上海
TQ221.211 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:稀乙烯来自炼油化工装置的尾气,中国每年资源量高达1900万吨,折合纯乙烯200多万吨,因精制分离为纯乙烯的投资高、成本大,大多数企业作为低品位燃料气使用,造成资源严重浪费。而通过催化反应使稀乙烯直接转化为高值化学品,则可大幅度提高稀乙烯附加值,实现石油资源的高效利用。但稀乙烯有效成分浓度低(通常乙烯浓度10-20wt%),杂质组成复杂,需要突破多项技术瓶颈。该项目历经十余年的持续创新,实现了稀乙烯增值转化制乙苯技术的重大突破,包括高活性耐杂质催化材料及反应工艺、高效节能低耗预处理及分离技术、大型化装备技术等。主要创新点如下: 创制形貌择向的纳米MFI分子筛材料,开发了超长稳定性及低苯烯比稀乙烯烧基化高效催化剂。针对稀乙烯浓度低、杂质组成复杂影响催化剂活性稳定性的技术难题,创新了基于分子筛择向扩散控制的高稳定催化剂设计思路,突破了纳米形貌MFI分子筛合成难题,创制了纳米球状和b轴取向纳米片状分子筛,开发了超长稳定性及低苯烯比高效苯与乙烯烷基化催化剂。工业运行结果表明,与同类技术相比,乙烯转化率提高14个百分点,再生周期提高2~3倍,苯烯比由6.5降低至5.2。 创制贯通多级孔高硅FAU分子筛材料,开发了低温高活性烷基转移催化剂。针对二乙苯烷基转移反应中重质芳烃组成复杂影响催化剂活性难题,提出了通过降低重组分扩散限制提高催化剂活性思路,创制了贯通多级孔高硅FAU分子筛,开发了低温高活性二乙苯与苯烷基转移催化剂,反应温度比同类技术降低50℃,二乙苯转化率提高了12个百分点。 创新选择性预处理及高效反应和分离工艺,大幅提高了资源利用率。集成了“二次解析稀乙烯预处理回收”创新技术、“动力学控制的床层分段”独创技术和“高效脱杂分离”新技术等,资源利用率大幅提升,与同类技术相比,乙烯总回收率由70%左右提高到96%以上,原料苯的物耗降低6%。 集成创新了节能和大型化成套技术,可适应多种稀乙烯原料,增产高端产品。创新了低苯烯比烷基化、低温烷基转移节能反应工艺及高效热集成技术,解决了大型化装备及适应多种稀乙烯原料、可生产高附加值产品的关键技术难题,开发包括世界最大规模30万吨/年成套技术,并实现工业化,装置能耗同比降低27%,稀乙烯转化产品价值大幅提升。 获中国授权发明专利36项,中国石化专有技术5项,发表论文25篇,获上海市科技进步一等奖和中国石化科技进步一等奖。主要完成人多次在全国分子筛学术大会、国际催化大会、全国催化学术会议等作大会及邀请报告,具有重要的学术影响。 项目已许可及应用于21家生产企业,包括世界最大规模30万吨/年中海石油宁波大榭石化稀乙烯制乙苯装置,整体技术指标达到国际领先水平。近三年累计新增销售额158.1亿元,新增利润27.9亿元。获得美国GTC、台湾中鼎化工、台湾国乔、荷兰Shell等多家公司技术认可和应用意向,市场前景广阔。该项目为推动化工产业可持续发展、建设资源节约型国家提供重要技术支撑。
[成果] 1800270108 内蒙古
TQ26 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该成果属于有机化学研究领域。金属有机化学与催化是当代化学的前沿领域之一,也是内蒙古大学自建校以来一直从事的前沿基础研究。二茂铁是最早发现的金属有机化合物,近七十年,人们对其在生物医药、航天航空、功能材料及不对称催化等领域的应用进行了详细研究,取得了重要的研究成果。但是国内外有关二茂铁联烯化合物的合成及其相关反应的报道非常少。因此,研究二茂铁联烯化合物的性质及转化,对结构新颖的二茂铁衍生物的合成具有重要的推动作用,也是该领域的挑战性工作。该项目历时8年,在国家自然科学基金和内蒙古杰出青年培育基金的支持下,依托内蒙古自治区精细有机合成重点实验室,结合该区二茂铁化学领域的科研优势,围绕金属有机化学领域发展的重要科学前沿以及面向国家重大需求开展系统的基础研究,解决二茂铁联烯衍生物在合成、性质及应用方面的基础理论和关键技术问题,主要创新成果如下:1)首次合成了一系列单取代以及双取代二茂铁联烯化合物,发展了多个立体选择性加成反应,研究了体积较大的二茂铁基团对反应选择性的影响,提出立体效应对该类加成反应的区域和立体选择性具有决定性作用的理论,这些研究成果为联烯反应高选择性的获得提供了新思路。2)发展了卤素单质促进的二茂铁联烯的高选择性加成反应新方法,成功实现了二茂铁联烯、卤化物及各种亲核试剂的立体选择性加成,构筑了含二茂铁基团的烯基碘化物,为其进一步应用奠定了基础。3)以二茂铁炔烃和二茂铁联烯为底物,实现了多种含二茂铁的含氮杂环化合物的合成;与此同时,发展了非二茂铁类含氮杂环的新合成方法,为杂环化合物的制备提供了有效手段,在医药和材料领域有重要的应用前景。4)制备出首例含有三唑杂环的二茂铁金属有机液晶化合物,获得了较好的热致液晶性及较宽的介晶相温度范围;以三唑环邻位为羰基的二茂铁三唑化合物与过渡金属离子Cu和Zn配位,得到的配合物具有较好的燃速催化性质,有望解决二茂铁类燃速催化剂存在迁移性的问题。 2009-2016年该成果完成期间,在Angew. Chem. Int. Ed.;J. Org. Chem.;ChemCatChem;Tetrahedron等国际权威期刊发表论文31篇(通讯作者或第一作者全部为成果完成人),全部被SCI收录,累计他引总次数158次,获授权发明专利2项。承担各类项目11项,其中国家自然科学基金3项。成果第一完成人先后获第十五届霍英东青年教师奖、第十届内蒙古自治区青年科技奖、首届内蒙古大学乌可力青年教师奖,并入选首批内蒙古自治区高等学校"青年科技英才"计划、内蒙古杰出青年基金、自治区"新世纪321人才工程"一层次人选、自治区"草原英才"工程。2016年12月获霍英东青年教师奖,是近5年该区唯一获奖人,《内蒙古日报》等媒体对此进行了报道,《新华网》、《中国青年网》等分别进行了转载。发表在Angew. Chem. Int. Ed.(SCI 11.994)上的论文入选ESI高被引论文。因此该成果不仅对内蒙古金属有机化学基础研究领域具有重要意义,而且提升了内蒙古自治区和内蒙古大学在国内外的知名度,推进内蒙古地区化学领域的研究向世界水平迈进。
[成果] 1800290063 江苏
TQ225.1 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:从能源战略和环境保护的角度出发,针对废弃油脂加工制备脂肪酸甲酯的传统工艺存在的问题,以及乳状液在使用结束后难以完全破乳、表面活性剂回收利用难等问题,开发了固体颗粒乳化剂催化关键技术,在油脂预处理、乳化催化甲酯化及生物柴油、润滑油产品的开发等领域取得了突破性的成果,构建了原料广适性的工艺系统,实现了废弃油脂基能源产品的规模化清洁生产。 针对油脂成分复杂,常规表面活性剂乳化油脂-醇两相的稳定性差等难题,该项目通过分子设计、合成开发了一系列表面活性剂,其中新型超低界面张力表面活性剂的质量浓度0.01%~0.5%,能使油脂/醇界面张力降至10-3mN/m数量级;通过表面活性剂改性固体酸(碱)催化剂,获得固体酸(碱)纳米颗粒乳化剂。 采用固体酸(或固体碱)纳米颗粒乳化剂,构建了原料广适性的Pickering乳状液催化脂肪酸甲酯技术。采用高剪切乳化技术,改变了常规制备生物柴油工艺中反应物料的叶片式机械搅拌方式,反应时间较传统机械搅拌缩短80%左右,解决了油脂与低碳醇相溶性问题,具有表面活性剂用量少(表面活性剂用量10-5~10-3mol/L)、反应效率高(20分钟~1小时,生物柴油收率97%)、反应温度低(<50℃)等优点。 该项目在催化反应结束后向通过关闭纳米固体颗粒的表面活性,使乳状液破乳分层,建立了新型Pickering乳状液分离回收技术。
[成果] 1900010286 北京
TQ221.21 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于催化反应工程科学技术领域。 乙烯、丙烯是石油化工重要基础原料,全球约95%乙烯和70%丙烯都来自轻烃蒸汽裂解装置。由于轻烃资源短缺,开发以重油为原料、低成本生产烯烃技术一直是全球研究热点。中国上世纪首创国际领先的催化裂解生产丙烯DCC技术在当时理论知识水平下丙烯产率已达极限,且认为乙烯仅是热裂化反应产物,用酸催化方法无法增产乙烯,导致催化裂解技术在烯烃产率上难以超越和突破,亟须新的基础理论和知识指导。 该项目依据反应化学理论研究,开发了集高选择性定向转化多反应区系统、新催化材料及催化剂、高效脱烟气设备及优化的气体精制分离流程的重油催化裂解直接生产乙烯、丙烯成套的催化热裂解CPP和重油选择性裂解MCP工业化核心技术,引领炼油行业去产能调结构、向化工转型。主要创新点如下: 取得重油催化裂解直接生产乙烯、丙烯反应化学的新认识。发现了五配位正碳离子的引发反应可促进乙烯生成,并且丙烯在催化裂解条件下可进一步转化。提出抑制正碳离子的异构化反应是提高丙烯选择性的关键。 国际独创了高选择性定向转化反应系统。创建了重质原料反应进程及反应深度精准控制、催化剂酸性和孔结构定向修饰、导向碳四/轻石脑油齐聚-选择性裂解反应路径的多反应金新型反应系统;首次提出并实现了采用工艺路线靶向修饰催化剂,破解了单一催化剂难以同时满足多反应区不同催化反应环境需求的技术难题,实现了关键组分选择性定向转化、同时抑制正碳离子异构化和丙烯再转化,丙烯/(氢气+甲烷)比值较同类技术增加82%〜115%。 率先研制出多产乙烯兼产丙烯的多功能催化材料及催化剂。合成出封装碱土金属和过渡金属的MFI结构沸石,在常规沸石中创造性引入自由基反应和氧化脱氢反应活性中心。该沸石级配深度超稳FAU结构沸石,采用优化基质技术制备出CPP和MCP专用催化剂,乙烯和丙烯产率分别增加31%和20%。 国际首创了重油催化裂解直接生产乙烯、丙烯工业化成套技术。将独创的反应系统耦合专用催化剂,独特的高效脱烟气设备和优化的气体精制分离流程应用于重油催化裂解制烯烃工业生产过程,形成了高选择性重油直接制乙烯、丙烯成套技术并实现长周期安全稳定运行。与DCC技术相比,乙烯模式下乙烯产率提高272%,丙烯模式下丙烯产率提高34%,吨烯烃利润增加37%;与石脑油蒸汽裂解技术相比,乙烯和丙烯的生产成本分别降低22%和16%。 该项目获授权发明专利58件(其中国外专利20件)、实用新型专利1件,出版专著1部,发表论文27篇;自2009年起已在国内外6家企业工业应用,另有2套装置在建。投产装置近三年新增利润26亿元以上,经济效益显著。在反应化学、催化材料和反应工程等领域引领了重油催化裂解技术的研究方向,促进了石化工业技术进步。2016年泰国采用该技术新建装置的投产应用标志着中国又一项具有完全自主知识产权的成套技术成功走向世界。
[成果] 1900010035 北京
TQ221.211 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2018
成果简介:石油化工企业大多为以乙烯生产为核心,乙烯生产的规模、成本、生产稳定性、产品质量将直接影响企业的生产和效益。因此,大型乙烯及煤制烯烃装置的“安稳长满优”长周期运行是石化企业中关系全局的核心,也是中国GDP增长的重要驱动因素。然而国内石脑油裂解制乙烯装置、煤制烯烃装置以及催化裂解DCC制乙烯工艺技术装置,其关键核心技术助剂全部依赖进口,严重影响了中国乙烯工业的快速发展和产量的提升,难以应对21世纪中国乙烯工业的飞速发展要求。 该项目历经11年的攻关,攻克了乙烯及煤制烯烃装置用10大关键助剂,裂解炉结焦抑制剂、压缩机阻垢剂、抗氧剂、缓蚀剂、C3、C4、C5、C9阻聚剂、苯乙烯阻聚剂、黄油抑制剂10个产品技术,通过产学研合作取得了多项原创发明并实现了产业化。主要技术创新点包括: 发明了新型酰肼类化合物,抑制了裂解气中醛或酮发生缩合反应和碱洗塔水相和油相中的Aldol缩合反应。这种特殊结构是黄油抑制剂的关键核心组分。发明了烷基胺类化合物,迅速捕捉物料中产生的烷基自由基和过氧自由基,钝化金属离子,防止其催化产生新的自由基,是油溶性抑制剂的核心组分。 发明了苯基硫酵类的化合物,在髙温(800℃)下可分解成硫基化合物和稳定的烷基自由基。提出了钝化金属表面与抑制自由基反应相结合的理论。实现了金属表面的钝化,改变了自由基反历程,降低了结焦速率,使得焦垢松散易于清除。 发明了苯并呋喃酮类化合物,捕获引发自由基聚合的烷基自由基,抑制了无氧或少氧状态下的链增长聚合,减少了过氧自由基的数量,减轻了主、辅抗氧剂的负担。突破了传统烯烃聚合生产技术理论,是耐高温阻聚剂的关键组分。发明了油溶性苯乙烯阻聚剂,创制了环保型高沸点溶剂,解决了冬季管线设备冻堵的问题,提高了装置收率。 发明了油溶性黄油抑制剂在煤制烯烃MTO、DCC中的应用创新。 项目成果已在全国范围内推广,广泛应用于国家重点工程大型乙烯及煤制烯烃装置,近3年新增直接销售额9.28亿元,有效推动了石化企业降本增效,提升了中国乙烯工业的自有技术水平。项目获授权发明专利12项,多个项目成果被列为国家重点新产品计划,部分成果曾获中国发明专利奖1项、北京市科学技术奖4项、中国石油和化工行业协会科技进步奖3项、中国创新创业大赛奖3项,国家重点新产品6项,国家火炬计划项目4项,市科委认定的中关村国家自主创示范区新技术新产品(服务)7项,发表技术论文16篇。
[成果] 1700550421 湖北
TQ223.24 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2017
成果简介:4,4’-二甲基二苄基醚是制备对甲基苯甲醛的原料,对甲基苯甲醛是一种重要的精细化学品和有机化工中间体,主要用于香料、三苯甲烷染料等的合成。传统方法具有条件苛刻,成本高,后处理复杂,废水量大等缺点,该专利提出一种在相转移催化剂下,用中强碱与卤代烃反应制备醚的方法。该方法具有原料简单,反应时间短,后处理简单,成本低,收率高的特点。
[成果] 1700520078 重庆
TQ226.62 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2017
成果简介:以氰化氢(HCN)为原料的氰化物产业是化学工业的一个重要分支,在精细化工领域占据很重要的地位。但由于HCN及其部分衍生物剧毒,易挥发和聚合,生产条件要求高,安全控制严格,技术研发难度大,投资和操作费用高,加之国外长期对中国技术封锁,使中国该行业技术水平及产业发展严重落后。紫光化工成立16年来,一直坚持氰化物产业技术进步,组建了逾百人的氰化物专业技术团队,以国家级企业技术中心和重庆市氰化物工程技术研究中心为平台,与多个高校院所及企业联合,探索HCN及其腈(氰)类衍生物新的生产工艺和技术,开发新型催化剂和高性能反应器,攻克HCN设备大型化、低浓度HCN高效利用、腈(氰)类衍生物清洁生产等技术难关,主要技术创新成果包括:1、研发了氨氧化法制HCN高活性催化剂,开发高性能、长寿命HCN反应器,突破系统高效运行、装置大型化、过程节能降耗等关键技术,实现HCN大规模高效生产;2、开发出适于气液快速反应并能抑制腈(氰)化合物聚合的多相流反应器,首创以低浓度HCN直接制备高纯中间体羟基乙腈和氰化钠新工艺,研发了羟基乙腈和胺(氨)类可控合成氨基有机腈类化合物技术;3、开发了以氨基有机腈类和无机氰化物合成下游系列衍生品的清洁生产工艺,研发出尾气旋流焚烧技术及废水深度脱氰末端治理技术,结合先进的过程分离技术,实现了腈(氰)类衍生产品的绿色生产。以该项目创新成果为核心,在近10家单位分别建成16万吨/年HCN、31万吨/年羟基乙腈等腈类中间体、近40万吨/年双甘膦等下游系列衍生产品70余套氰化物产业化装置,形成了技术上国内领先、生产规模亚洲最大全球居前、产品综合竞争力强、品种齐全、配套完整的氰化物全产业链,推动了中国氰化物产业达到国际先进水平。该项目成果申请专利138项,授权81项(其中发明专利54项)。基于HCN路线的双甘膦清洁生产新技术等6项相关技术通过省部级鉴定,结论为:综合技术和生产水平达到国内领先、国际先进。苯胺基乙腈等3个产品被评为国家重点新产品。亚氨基二乙腈等10个产品被评为国家级高新技术产品。2014-2016年,新增销售收入58.05亿元,利润7.37亿元,产品获得广泛应用。
[成果] 1700240717 广西
TQ137.12 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2017
成果简介:该发明属于锰化合物制备技术领域,特别是涉及一种用硫酸盐制备高纯度四氧化三锰的工艺。高纯四氧化三锰是国家鼓励优先发展的高新技术产品,被国家科技部、财政部、国家税务总局列为中国优先发展和优先支持的高技术产业化项目。四氧化三锰是一种黑色四方结晶,经灼烧成结晶,属于尖晶石类。四氧化三锰是制备锰锌铁氧体等软磁材料的重要原料之一,锰锌铁氧体具有狭窄的剩磁感应,很低的功率损耗和较高的起始磁导率,使其广泛应用于宇航、通信、自动控制和计算机技术等领域。时下工艺存在的主要问题是:技术含量低;生产成本高,每吨约为13000元,而每吨售价约为15000元,几乎无利可图;粒度不均匀,粒径较大,约大于2mm;各种杂质含量普遍偏高,只能生产出普通级别的产品。杂质含量高主要是由原材料电解金属锰粉本身带入所致,电解金属锰粉的生产需要经历复杂的工艺环节,在每一个环节中很难有效避免某些杂质的进入,因而该法很难从根本上降低四氧化三锰中杂质的含量。随着锰锌铁氧体行业的快速发展,要求四氧化具有更高的产品质量,其中包括高比表面积、低硒或无硒、低钙、低镁等,这就要研发新的生产工艺和技术,以满足市场竞争的需要。现有的四氧化三锰制备工艺包括:两段氧化法制备高纯四氧化三锰,其液相中无法完全氧化,需要在300℃以下固相氧化转化成四氧化三锰;硫酸锰直接高温热解法制备四氧化三锰,在焙烧过程中会产生二氧化硫和三氧化硫气体;金属锰空气氧化法制备高纯四氧化三锰,但也存在一些问题,热控制、反应条件不易控制,产物中夹杂不少二氧化锰和三氧化二锰,四氧化三锰转化率不高,比表面积较小,难以满足电子工业、新能源产业发展的需要。该发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种用硫酸锰溶液制备四氧化三锰的工艺,该工艺操作简单,生产成本低,生产出来的四氧化三锰纯度高,比表面积大。该发明通过下述技术方案来实现:将除杂后的0.2mol/L硫酸锰溶液加热,控制温度在50℃~90℃;向硫酸锰溶液中缓慢加入质量分数为10%~25%的氨水,同时搅拌,控制氨水的滴加速度为2.5ml/min~4.5ml/min,控制溶液终点pH值为8.5-11;在加入氨水的同时通入空气进行氧化;停止加入氨水后继续搅拌2~3小时,待溶液冷却到室温后过滤,用去离子水洗涤滤饼,滤饼即为四氧化三锰;对四氧化三锰进行加热干燥,然后进行焙烧,焙烧温度为950℃,焙烧时间为2小时,冷却后即得到高纯四氧化三锰。产品可以到达以下技术指标:Mn≥71%,Si≤20ppm,Ca≤50ppm,Mg≤50ppm,Se≤5ppm,其他各成分含量均符合GB/T21836-2008;比表面积BET≥10m<'2>/g。
[成果] 1700550290 湖北
[TQ253.2, TQ205] 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2017
成果简介:五氯吡啶(PCP)具有较高的生物活性和内吸性,是一种广泛用作生产农药、医药及染料合成的中间体。特别是由五氯吡啶开发合成的一系列农药具有广谱、高效和低毒的特点,对农业发展和生态保护具有重要的意义,市场潜力十分广阔。固定床气相催化法合成五氯吡啶作为现今五氯吡啶生产的主流工艺,虽然相对液相非催化法和流化床催化法具有反应简单、副反应少、反应条件温和等优点,但由于反应器内温度分布不均而造成原料的不完全反应,会使催化剂表面附着一层不完全反应产物形成结焦,进而出现三氯吡啶和四氯吡啶含量超标、反应器压力升高等降低单塔寿命的问题。该公司拟通过将热管技术应用于反应系统,提升反应器的传热效率,使反应器内温度分布均匀,从而改善反应器内物料反应条件,减少因温度分布不均匀引起的不完全反应情况的发生,促进产品质量的提升,延长单塔运行时间。同时,考虑到各塔捕集器系统并未得到充分利用,拟通过两套反应系统对应一套捕集系统来达到增产的目的。
[成果] 1800120443 河南
TQ221.11 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2017
成果简介:二苯甲酰甲烷是一种重要的β-二酮类化合物,广泛用于聚氯乙烯(PVC)塑料和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂中,主要用作聚氯乙烯制品的助热稳定剂。近年来,随着对二苯甲酰甲烷研究的深入,发现该产品在溶剂萃取、有机合成、化学分析、立体化学、热塑性塑料用光、热稳定剂等领域也有很大的作用。项目组在现有的合成路线基础上,经过反复试验,对各步反应条件进行了优化,深入研究了二苯甲酰甲烷的脱色工艺,最终探索出了一条二苯甲酰甲烷的合成工艺改进路线。通过对文献报道和现有合成工艺的分析和研究,结合现有工艺要待解决的问题,最终确定了改进合成二苯甲酰甲烷的工艺途径。主要科技创新:二苯甲酰甲烷的合成工艺改进主要从三方面进行了优化:反应和脱色同时进行;投料顺序的改进;后处理中脱色工艺的改进。二苯甲酰甲烷合成新工艺的主要创新点:(1)在反应体系内加入活性炭,用于吸附反应液中的杂色,使体系在产生二苯甲酰甲烷的同时,进行脱色。这种反应和脱色同时进行的方法,能够有效除去产物中的杂色,解决了在后处理时脱色不充分的问题,大大改善了产品的外观颜色。(2)对传统工艺采用一锅法进行了改进,原料苯乙酮采用滴加方式,保证1~2小时内滴加完毕。由于活性炭的加入使原来反应体系中黏度过大不利于搅拌的问题得到了解决,使反应体系不会过于黏稠,搅拌可以顺利进行,反应更加充分,并且能提高产率,反应时间从5小时缩短到2~3小时。(3)后处理酸洗过程用稀盐酸代替稀硫酸,将酸洗水相和碱洗水相合并,在水层中进行副产品苯甲酸的回收。(4)充分考虑反应体系中混入铁离子等金属离子导致产品颜色不好的问题,在酸洗过程中加入一定量的SnCl2,碱洗过程中加入一定量的EDTA,从而可以除去有机相中的铁离子等金属离子,进一步改善了产品颜色。(5)后处理重结晶过程采用-10℃低温下快速冷却析晶的方法,产品外观颜色好(类白色),纯度高。初次重结晶产品损失虽然较大,但是利用重结晶母液循环套用,产品损失率大大降低。
[成果] 1700441255 浙江
TQ223.24 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2017
成果简介:简要技术说明及主要技术性能指标:该项目低泡强渗透异构十三醇聚氧乙烯氧丙烯醚的制备工艺研究,属自主研发产品。项目采用磷腈复合催化剂,该催化剂由磷腈催化剂和碱金属催化剂按一定比例复配而成,一锅法制备异构十三醇聚氧乙烯氧丙烯醚,相比于先酸催化后碱催化的两步法工艺,反应时间短,能耗低,操作更为方便。制备的产品色泽浅,粘度小,分子量分布窄,且催化剂用量少,可不去除,对产品使用性能无影响,反应结束后无需中和等后处理,极大的节省了设备投资和能耗,降低了生产成本。并且该产品关键技术:在产品分子结构中引入了环氧丙烷链段,构成环氧乙烷和环氧丙烷相结合的亲水基结构,增强了产品的低温稳定性和水溶液分散性,同时具有较低的起泡性和较强的渗透力,适用于高浓缩家用洗衣液产品。主要性能指标:异构十三醇聚氧乙烯氧丙烯醚指标,指标项目,指标范围,外观(25℃),无色透明液体,色泽(Pt-Co),≤20,水分(%),≤0.5,pH值(1%水溶液,25℃),5.0-7.5,渗透力(3‰水溶液,20℃,s),≤5.0,运动粘度(25℃,mm<'2>/s),60-75,羟值(mgKOH/g),105.0-115.0。推广应用前景与措施:异构十三醇聚氧乙烯氧丙烯醚分子结构中引入了带有支链的环氧丙烷链段,构成环氧乙烷和环氧丙烷相结合的亲水基结构,该结构使体系泡沫液膜间的空隙增大,液膜强度减弱,同时排液速率加快,最终形成的泡沫膜壁更容易破裂,从而具有低泡、强渗透等特点。其良好的应用性能相对于传统异构醇聚氧乙烯醚更为突出,应用范围也更加广泛。该产品的其中一个重要的应用方向是家用高浓缩洗衣液,采用该产品制备浓缩型洗衣液,具有低泡、去污力好、水溶分散性高等优点。另外该产品还可作为含氟涂料乳化剂应用于建筑行业。不仅如此,该产品还可用于有机硅表面活性剂领域作为硅氢化反应的原料,制备聚硅氧烷-聚醚破乳剂,以有效提高原油开采中的破乳效果。该产品可生物降解,生产过程可实现清洁生产,且产品生产工艺简单,设备投资少,具有一定的推广价值。该产品按年产1000吨,可实现利润275万元,盈亏平衡率为83.2%,即年产832吨即可收回成本,由此可见,该产品具有强抗风险能力。该公司强调品牌营销、专业营销、技术营销、团队营销和服务营销五位一体的营销策略,建立了行之有效的顾客和市场管理网络。设立经营管理中心,并在上海设立了营销办事处,通过为客户提供“配餐式”服务,赢得客户的认可。该公司拥有一支既懂技术,又善经营的营销队伍。
[成果] 1700270067 河北
TQ251.33 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2017
成果简介:课题通过高温回流反应合成出一系列功能化三卟啉醚类以及四苯基卟啉和锰配合物有机化合物,通过紫外、红外、核磁、质谱等手段进行表征,并对它的光电性质进行初步研究,并将其锰卟啉配合物应用于模拟高浓度酚类废水的光降解当中的应用领域,初步分析了光降解的机理,并归纳总结出卟啉类液晶化合物的应用前景,为卟啉类和化合物的研究工作提供了新的参考科学启示。基于以上内容主要研究工作:1.合成出一种新型三卟啉醚类配体化合物及其光学性能:以吡咯,对羟基苯甲醛和对甲氧基苯甲醛为原料,经alder反应制得单羟基卟啉(1),1与1,3,5-三(溴甲烷)苯连接合成了一种新型的三卟啉醚类配体(3),研究了它的光学性质,λmax位于425,520,550,650 nm;λem位于650,718nm;荧光量子产率为0.0129。卟啉类化合物光敏剂敏化二氧化钛催化降解酚类废水在未来的水处理技术当中具有良好的应用前景,有较好的社会和经济效益。
[成果] 1700441622 浙江
TQ226.31 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2017
成果简介:项目产品以5-氟尿嘧啶为起始原料,经氯代、醇解、肼解、环合、异构化、氯氧化及缩合反应制得,具有总收率高,产品纯度好等特点。原药合成总收率达到35%以上,明显高于传统合成工艺(20%左右)。在保护后氯氧化工艺上有创新。技术处于国内领先水平。该产品经农业部农产品质量安全监督检验测试中心(南京)检测,所测指标符合Q/320921 JZH 005-2016和省级工业新产品备案确认书的要求。经用户使用反映良好,具有较好的经济和社会效益。
[成果] 1700550194 湖北
TQ126.35 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2017
成果简介:磷酸二氢钾(MKP)在农业、现代医学、化学化工及食品工业中具有广泛应用。中国MKP主要用于工业方面,用作农肥量较少。随着中国经济进一步持续健康发展,MKP在各行业中的应用也得到了快速发展,其生产和消费持续快速增长,低成本MKP生产工艺发展潜力巨大。针对中国MKP的生产现状和市场前景,新的MKP生产工艺技术应当注意以下几个问题:需要有效降低MKP投资和生产成本,有利于大幅提高生产能力和生产规模,有利于打开市场;可以生产出高纯度、高品质的MKP产品,提高市场竞争能力;能够实现现有资源经济、科学的合理利用,与现有生产装置进行对接,延长产业链,提高企业经济效益,增强企业核心竞争力;在节约能源、环境友好、提高磷酸盐产品附加值等方面优势突出,减轻磷化工企业面临的能源、资源、环境等多重压力。
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