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合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
有機催化團隊
團隊主要研究方向: 1. 催化選擇氧化 圍繞-CH3、-CH2、-CH等鍵的選擇氧化活化等科學(xué)問(wèn)題,開(kāi)發(fā)烴類(lèi)、醇類(lèi)等選...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):有機催化團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.orgcatal.dicp.ac.cn
負責人:徐杰
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:精細化工
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:高進(jìn)
辦公電話(huà):0411-84379716
手 機:
E-mail:gaojin@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:張晨
辦公電話(huà):0411-84379769
手 機:
E-mail:chenzhang@dicp.ac.cn
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團隊介紹
團隊主要研究方向:
1. 催化選擇氧化
圍繞-CH3、-CH2、-CH等鍵的選擇氧化活化等科學(xué)問(wèn)題,開(kāi)發(fā)烴類(lèi)、醇類(lèi)等選擇氧化的新路線(xiàn)和新方法,為工業(yè)應用提供創(chuàng )新技術(shù)。
2. 催化選擇加氫
開(kāi)發(fā)不飽和有機化合物選擇加氫、選擇加氫脫氯等具有重要科學(xué)意義和應用背景的催化新方法和新技術(shù)。
3. 生物質(zhì)轉化
以糖類(lèi)及其衍生物、甘油等生物基平臺化合物為原料,催化轉化制乙二醇、丙二醇、乳酸、馬來(lái)酸、呋喃二甲醛、呋喃二甲酸等具有重要應用價(jià)值的精細化學(xué)品和大宗化學(xué)品。長(cháng)遠目標:以纖維素、木質(zhì)素及其他生物質(zhì)為原料,制備高分子材料單體以及新型液體燃料,發(fā)展非石油路線(xiàn)制備大宗化學(xué)品和能源產(chǎn)品的新方法和新技術(shù)。
4. 催化新材料
圍繞石油化工、精細化工、生物質(zhì)催化轉化等重要過(guò)程,研究開(kāi)發(fā)多相催化新材料、新型催化劑載體、均相催化新材料以及仿生催化新材料的制備新方法和應用新技術(shù)。
典型轉移轉化項目案例
1. 對二甲苯催化氧化技術(shù)工業(yè)應用
對苯二甲酸(PTA)是生產(chǎn)聚酯纖維、薄膜、聚酯瓶等材料的重要原料,廣泛用于化纖、輕工、電子、建筑、國防等領(lǐng)域。聚酯纖維是最主要的合成纖維品種,占全球合成纖維總產(chǎn)量的近80%。目前我國PTA產(chǎn)能達4700萬(wàn)噸/年,表觀(guān)消費量超過(guò)2600萬(wàn)噸/年。PTA是采用Co-Mn-Br催化體系,由對二甲苯(PX)氧化制得。為保證足夠的反應深度,需使用大量溴化物,導致裝置材質(zhì)要求高、設備投資大。以現有PTA生產(chǎn)規模計算,全國PTA生產(chǎn)中溴化物用量超過(guò)65,000噸/年。大量溴的使用和排放,對環(huán)境造成極大持久性污染。另一方面,PTA行業(yè)也影響上游PX及下游聚酯、化纖行業(yè)的發(fā)展。因此,開(kāi)發(fā)PTA生產(chǎn)中高效、環(huán)境友好的氧化催化新體系及其應用技術(shù),實(shí)現節能、降耗、減排目的,具有重要的意義和應用前景。
本團隊研究開(kāi)發(fā)出PX氧化制PTA關(guān)鍵新技術(shù),研制出具有自主知識產(chǎn)權的高效催化體系,提高氧化反應活性和效率,大幅降低溴用量。該技術(shù)在烏魯木齊石化10萬(wàn)噸/年P(guān)TA生產(chǎn)裝置連續應用6年,Co、Mn、Br用量可降低15%以上,并可減少醋酸溶劑消耗,裝置運行穩定,產(chǎn)品質(zhì)量?jì)?yōu)良。
2. 乙苯催化氧化技術(shù)工業(yè)應用
苯乙酮是溶解硝化纖維素、醋酸纖維素等的重要溶劑,也是制造香精香料等的重要精細化學(xué)品。苯乙酮傳統生產(chǎn)采用AlCl3催化苯與乙酐反應,副產(chǎn)大量HCl和鋁鹽,成本高,污染大。
本團隊研究開(kāi)發(fā)出乙苯催化氧化制苯乙酮新技術(shù)。與企業(yè)合作,設計建成2000噸規模工業(yè)裝置,實(shí)現了該技術(shù)的工業(yè)應用,苯乙酮產(chǎn)品純度達99.5%以上,達到進(jìn)口產(chǎn)品質(zhì)量指標要求。
3. 甘油催化加氫制1,2-丙二醇
1,2-丙二醇是重要化學(xué)品,主要用于合成不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂等高分子材料,在汽車(chē)、船舶、建筑、電力、電子等行業(yè)得到廣泛應用。全球1,2-丙二醇產(chǎn)量超過(guò)200萬(wàn)噸/年,我國需求量約80萬(wàn)噸/年,近年來(lái)我國消費量年均增長(cháng)率超過(guò)10%。1,2-丙二醇傳統生產(chǎn)方法主要以重要資源丙烯為原料,通過(guò)環(huán)氧化、水合等過(guò)程制得,依賴(lài)于石油資源消耗,工藝復雜,效率低,成本高且污染嚴重。
本團隊研究開(kāi)發(fā)出一條不依賴(lài)石油資源制1,2-丙二醇的新技術(shù)路線(xiàn),以生物柴油、肥皂或脂肪酸生產(chǎn)過(guò)程副產(chǎn)的低品質(zhì)甘油為原料,一步直接催化轉化制得高品質(zhì)1,2-丙二醇產(chǎn)品。完成了1000噸/年規模甘油加氫制1,2-丙二醇中試,甘油轉化率達95%以上,1,2-丙二醇選擇性90%以上。該技術(shù)通過(guò)了遼寧省科技廳組織的專(zhuān)家鑒定,2013年獲遼寧省技術(shù)發(fā)明獎三等獎。
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微化工技術(shù)團隊
微化工技術(shù)團隊自2001年起開(kāi)展微化工技術(shù)研究,已建成集基礎研究、應用開(kāi)發(fā)與微加工中心于一體的微化工技術(shù)研發(fā)平臺,一直...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):微化工技術(shù)團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.microchem.dicp.ac.cn/
負責人:陳光文
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:精細化工
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:陳光文
辦公電話(huà):0411-84379031
手 機:
E-mail:gwchen@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:張晨
辦公電話(huà):0411-84379769
手 機:
E-mail:chenzhang@dicp.ac.cn
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團隊介紹
微化工技術(shù)團隊自2001年起開(kāi)展微化工技術(shù)研究,已建成集基礎研究、應用開(kāi)發(fā)與微加工中心于一體的微化工技術(shù)研發(fā)平臺,一直致力于實(shí)現相關(guān)化工過(guò)程的微型化、過(guò)程強化及綠色化。
主要研究方向:
微尺度下流體流動(dòng)、傳遞及反應規律
微化工系統相關(guān)器件的設計、制造與封裝、微化工系統的放大與集成
微化工技術(shù)的應用開(kāi)發(fā),如強放熱反應(磺化、硝化、氯化等)、微納米材料的連續可控合成、液-液/氣-液反應(吸收、萃取等)、氣-固/液-固/氣-液-固多相催化反應
可轉移轉化研究成果:
用于磷酸二氫銨、硝酸異辛酯、石油磺酸鹽生產(chǎn)的微化工系統
用于優(yōu)質(zhì)氫氧化鎂阻燃劑的微化工系統
微型制氫系統
典型轉移轉化項目案例
1. 用于磷酸二氫銨生產(chǎn)的微化工系統
磷酸二氫銨作為磷酸鹽的系列產(chǎn)品之一,常作為氮磷復合肥料廣泛用于農業(yè)生產(chǎn)。其生產(chǎn)工藝主要涉及液氨稀釋、濃磷酸稀釋及酸堿中和三個(gè)過(guò)程。液氨稀釋通常在射流混合器內進(jìn)行,后兩者通常在罐式反應器(~1000 m3)內進(jìn)行。
產(chǎn)量為10萬(wàn)噸/年用于磷酸二氫銨生產(chǎn)的微化工系統
由于液氨稀釋及酸堿中和均為強放熱過(guò)程,傳統設備無(wú)法將熱量及時(shí)移除,液氨極易發(fā)生氣化,從而導致混合器震動(dòng)劇烈、噪音大、原料損失、廢氣排放量大等問(wèn)題。更為重要的是,為制備得到高純度磷酸二氫銨,氨水與磷酸摩爾比的誤差必須小于±0.5%,使得過(guò)程調控難度大。針對上述問(wèn)題,微化工技術(shù)團隊成功開(kāi)發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的集微換熱器與微混合器于一體的微化工系統,實(shí)現了高純度磷酸二氫銨的連續生產(chǎn),反應器總體積小于36 L。與傳統裝置相比具有反應器體積小、移熱速度快、過(guò)程效率高、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)廢氣排放、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
2. 用于石油磺酸鹽生產(chǎn)的微化工系統
產(chǎn)量為1萬(wàn)噸/年用于石油磺酸鹽生產(chǎn)的微化工系統
石油磺酸鹽是最具商業(yè)前景的三次采油用表面活性劑之一。由于原料組成復雜,其工業(yè)生產(chǎn)仍存在許多亟待解決的問(wèn)題,如活性物含量低、過(guò)程能耗高、安全性差等。目前石油磺酸鹽的工業(yè)生產(chǎn)多采用以石油餾分油為原料、液相SO3為磺化劑的間歇釜式磺化工藝。液相SO3磺化是典型的快速強放熱反應,反應物料接觸后迅速發(fā)生反應,釋放出大量的熱量,易導致反應器內局部過(guò)熱、副產(chǎn)物大幅增加。因此,反應物料的快速混合、反應熱的及時(shí)移除和反應速度的有效調控是提高液相SO3磺化反應的活性物含量及實(shí)現過(guò)程安全平穩進(jìn)行的關(guān)鍵。
針對液相SO3磺化反應過(guò)程特點(diǎn),微化工技術(shù)團隊開(kāi)發(fā)了基于微化工技術(shù)的兩級磺化工藝,設計組裝了適用于萬(wàn)噸級石油磺酸鹽生產(chǎn)的微反應系統,并成功地完成了以柴油基、蠟油基稀釋油為原料生產(chǎn)石油磺酸鹽的萬(wàn)噸級工業(yè)規模示范運行。蒸發(fā)后的石油磺酸鹽活性物含量高于45%,單磺化物濃度高于80%,SO3用量降低了30%以上,節能效率高于30%。
3. 微型制氫系統
氫能因燃燒熱值高、無(wú)污染、可再生等優(yōu)點(diǎn),成為未來(lái)最有發(fā)展前景的新型能源之一。以醇類(lèi)、烴類(lèi)和醚類(lèi)等為原料現場(chǎng)制氫既可解決氫氣儲存與運輸過(guò)程中的安全問(wèn)題,又可為輸氫管道無(wú)法到達的邊遠地區供氫。微化工技術(shù)團隊成功開(kāi)發(fā)了以甲醇為原料的微型制氫系統。該系統由甲醇氧化重整模塊、甲醇燃燒模塊、兩級CO選擇氧化模塊及微型換熱器組成?;诟呋钚?、高選擇性及長(cháng)壽命催化劑的開(kāi)發(fā)、熱量的梯級綜合利用及系統的微型化,該微型制氫系統可實(shí)現室溫下自啟動(dòng)及平穩運行,氫氣產(chǎn)量為1 Nm3/h,CO濃度小于25 ppm,系統總重量為5.3 kg。
H2產(chǎn)量為1 Nm3/h微型甲醇制氫系統
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選擇氧化團隊
團隊主要研究方向:在認識催化氧化科學(xué)規律的基礎上,通過(guò)發(fā)明高活性、高選擇性可循環(huán)使用的催化新材料,發(fā)展環(huán)境友好的催化氧...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):選擇氧化團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.so.dicp.ac.cn/
負責人:高爽
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:精細化工
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:高爽
辦公電話(huà):0411-84379248
手 機:
E-mail:sgao@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:劉丹竹
辦公電話(huà):0411-84379178
手 機:
E-mail:liudz@dicp.ac.cn
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團隊介紹
團隊主要研究方向:在認識催化氧化科學(xué)規律的基礎上,通過(guò)發(fā)明高活性、高選擇性可循環(huán)使用的催化新材料,發(fā)展環(huán)境友好的催化氧化過(guò)程。
可轉移轉化的科技成果:烯烴環(huán)氧化制備環(huán)氧化合物的綠色催化技術(shù)。
典型轉移轉化項目案例
1.反應控制相轉移催化環(huán)己烯制備環(huán)氧環(huán)己烷千噸級工業(yè)裝置
環(huán)氧環(huán)己烷是一種重要的精細化工原料和中間體。它可以用作環(huán)氧樹(shù)脂的活性稀釋劑,還可制成二環(huán)己基-18-冠-6、二環(huán)己基三氮雜-18-冠-6等冠醚化合物,并可以合成新型高效低毒農藥克螨特以及環(huán)己二醇、環(huán)己二烯、鄰苯二酚等有機化合物。同時(shí)由于環(huán)氧環(huán)己烷的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,使其在高效光固化領(lǐng)域具有很好的應用前景。
本技術(shù)由雙氧水直接氧化環(huán)己烯制環(huán)氧環(huán)己烷。2002年遼寧省科技廳通過(guò)該方法的小試技術(shù)鑒定,該項目具有原始創(chuàng )新性,具有自主知識產(chǎn)權,成果在國內領(lǐng)先,達到了國際先進(jìn)水平。2003年使用該技術(shù)的千噸級工業(yè)生產(chǎn)裝置建成,該項目獲得2004年遼寧省技術(shù)發(fā)明一等獎。
2005年第二套千噸級工業(yè)裝置順利投產(chǎn)
環(huán)己烯催化氧化制環(huán)氧環(huán)己烷的新方法不僅解決了過(guò)去傳統工藝路線(xiàn)中的腐蝕、污染問(wèn)題,而且在經(jīng)濟成本上有所降低,整條工藝路線(xiàn)簡(jiǎn)單,投資少,生產(chǎn)的產(chǎn)品含量高,色澤好,適合于出口產(chǎn)品的要求,具有很強的經(jīng)濟效益和市場(chǎng)競爭能力。
目前采用相似技術(shù)的大宗化學(xué)品環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷的工業(yè)示范技術(shù)正在研發(fā)中。
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