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固体催化剂制备碳酸丙烯酯工艺

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-11-13 12:50:40

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 周达 | 2022-11-13 12:50:40

碳酸丙烯酯 仅用作高能电池及电容器的优良介质,世界市场所需碳酸丙烯酯 200-300 万吨。酯交换法生产碳酸二甲酯的所需配套原料碳酸丙烯酯达数十万吨。而目前国内生产量在 1000-2000 吨,供不应求,市场前景十分广阔。随着社会对绿色环保的重视,许多工艺会被清洁、环境友好工艺所代替,必然进一步加大碳酸丙烯酯的市场需求。因其下游产品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯的不断推广应用,其市场需求量还要不断增加。本产品碳酸丙烯酯是一种高效溶剂和优良抽提剂,性质稳定、无毒、纯的溶剂对碳钢设备没有腐蚀,它对高分子化合物具有良好的溶解能力。目前最受人重视的是用来脱除天然气、石油裂解气、油田气、合成氨变换气中的二氧化碳和硫化氢,效果显著。在电子工业上可作高能电池及电容器的优良介质,在高分子工业上可作聚合物的溶剂和增塑剂等。也可以作油性溶剂以及烯烃和芳烃的萃取剂。在纺织工业上可用作合成纤维的助剂和固定剂、纺丝溶剂或水溶剂染料颜料分散剂;此外,它还是一种用途极其广泛的有机合成原料和中间体,如酯交换法生产碳酸二甲酯的原料。

针对固体催化剂活性不高、稳定性不好的问题,设计与筛选高活性、高稳定性固体催化剂,解决催化剂的回收使用问题和简化产品的分离、纯化过程,以降低生产成本;用超临界二氧化碳替代有机溶剂,实现无有机溶剂、对环境友好的清洁工艺过程,即工艺过程的绿色化。

仅用作高能电池及电容器的优良介质,世界市场所需碳酸丙烯酯200-300 万吨。酯交换法生产碳酸二甲酯的所需配套原料:碳酸丙烯酯达数十万吨。而目前国内生产量在 1000-2000 吨,供不应求,市场前景十分广阔。随着社会对绿色环保的重视,许多工艺会被清洁、环境友好工艺所代替,必然进一步加大碳酸丙烯酯的市场需求。因其下游产品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯的不断推广应用,其市场需求量还要不断增加。现国内市场价格为 7000-8000 元/吨。相关原料价格:环氧丙烷 7500 元/吨和二氧化碳 300--700 元/吨。

南开大学是国内学科门类齐全的综合性、研究型大学之一,在长期办学过程中,形成了文理并重、基础宽厚、突出应用与创新的办学特色。学校有专业学院27个,学科门类覆盖文、史、哲、经、管、法、理、工、农、医、教、艺等。有国家“双一流”建设学科6个,一级学科国家重点学科6个(覆盖35个二级学科),二级学科国家重点学科9个,一级学科天津市重点学科32个。在第四轮全国学科评估中,14个学科进入前10%,其中5个学科进入前5%;在全球学科评价体系中,前1%学科15个,化学和材料科学进入前1‰。

利用二氧化碳与环氧化物加成反应合成环状碳酸酯早已实现了工业化,目前的研究主要集中在寻找高效均相催化剂以及非均相催化剂。现行工艺大多采用均相催化过程,存在着催化剂的回收、循环使用上的困难;且产物必需经过多步蒸馏等过程分离提纯,既耗时、耗能,又增加设备的投资。此外,为制得高质量的产品和提高环氧化物的转化率,许多工艺还得使用挥发性的有机溶剂。这一反应的非均相催化过程尚未实现产业化,主要受非均相催化剂的活性和稳定性(即催化剂的使用寿命)所限。

所需设备: 高压反应器、高压热交换器、压缩机、循环泵等; 无需特殊设备,反应所需的压力为 10 至 20 大气压,所需温度 50 至 80度。所需场地面积: 室内和室外各 300 平方米。总投资额: 设备费和流动资金各 100 万元。环保情况: 符合排放标准。年生产能力: 1500~3000 吨; 年产值: 1500~3000 万元,纯利润: 300~500 万元(30%的产值)。