近日，采用大連化物所丁云杰研究員、嚴麗研究員團隊自主研發(fā)的乙烯多相氫甲?；捌浼託浼夹g(shù)生產(chǎn)正丙醇工業(yè)化裝置，在寧波巨化新材料有限公司全流程一次開車成功，產(chǎn)品丙醛和正丙醇的質(zhì)量均達到國際優(yōu)級品標準，正丙醇中酸含量只有2～3ppm，遠低于美國材料實驗協(xié)會的標準規(guī)定（正丙醇中酸含量小于30ppm）。該技術(shù)的核心催化劑采用具有原始創(chuàng)新性的多相單原子催化劑，解決了80多年來均相催化多相化一直沒有解決的配體和活性金屬組分流失等難題。該裝置采用徑向固定床反應(yīng)工藝進行氫甲酰化反應(yīng)，不僅實現(xiàn)了無溶劑工業(yè)化生產(chǎn)，而且實現(xiàn)了催化劑核心技術(shù)和工藝關(guān)鍵技術(shù)的有機集成，解決了如何有效利用大量低品位反應(yīng)熱的難題。

單原子催化的概念由我所張濤院士等于2011年率先提出。此次首套單原子催化劑乙烯多相氫甲?；I(yè)裝置的成功運行，不光為單原子催化劑的廣泛工業(yè)應(yīng)用提供了范例，也進一步豐富了單原子催化理論。

烯烴氫甲?；磻?yīng)是將烯烴、氫氣和一氧化碳轉(zhuǎn)化為醛類化合物的反應(yīng)，該過程的原材料利用率接近100%，在優(yōu)化利用資源方面具有重要意義。醛可以進一步轉(zhuǎn)化成為醇、酸和酯等化學品，而這些化學品是洗滌劑、增塑劑、表面活性劑或醫(yī)藥和香料等高附加值精細化學品的主要原料。目前，全球每年單是通過烯烴氫甲?；捌浼託浼夹g(shù)生產(chǎn)的醛和醇的總產(chǎn)能已經(jīng)達到了2400萬噸左右，其中丙烯氫甲?；a(chǎn)丁辛醇的產(chǎn)量就已經(jīng)達到1600萬噸左右，其中我國的消費量就達500萬噸的規(guī)模。但是，均相烯烴氫甲酰化催化過程中存在諸如催化劑與產(chǎn)物分離困難、貴金屬和配體的流失、大量低品位反應(yīng)熱沒能得到有效利用和大量使用溶劑等問題。

針對均相氫甲?；I(yè)生產(chǎn)過程中的上述問題，丁云杰研究團隊多年來致力于研究氫甲?；啻呋嘞嗷夹g(shù)，成功研發(fā)了在負載金屬納米晶粒上通過有機配體的修飾來原位生成均相催化活性位點的多相催化技術(shù)，但該技術(shù)存在貴金屬利用率較低的問題。2012年，丁云杰、嚴麗研究團隊從分子水平上設(shè)計并合成出乙烯基官能團化的含磷或氮原子的有機配體單體，制備出以高度裸露的磷或氮原子的骨架為結(jié)構(gòu)單元、具有大比表面積、多級孔結(jié)構(gòu)特點的有機聚合物材料，此類聚合物材料具有載體和配體的雙重功能，與氫甲?；钚越饘賳卧樱ㄣ櫤外掚x子）形成具有多重配位結(jié)構(gòu)和高穩(wěn)定性的單原子催化劑。2017年乙烯多相氫甲?；票?正丙醇中試技術(shù)通過了中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的技術(shù)鑒定。2018年底，5萬噸/年乙烯氫甲酰化制備丙醛/正丙醇工業(yè)裝置開始建設(shè)，2020年8月27日一次投產(chǎn)成功。

乙烯多相氫甲?；捌浼託渖a(chǎn)正丙醇工業(yè)裝置是由我所提供核心技術(shù)、上海寰球工程有限公司設(shè)計、寧波巨化新材料有限公司投資進行建設(shè)的。與國內(nèi)外現(xiàn)有烯烴氫甲酰化技術(shù)相比較，采用單原子催化劑的烯烴多相氫甲酰化的技術(shù)具有以下的技術(shù)優(yōu)勢：（1）催化劑活性貴金屬流失量可以忽略不計；（2）催化劑與反應(yīng)體系幾乎無分離成本；（3）無溶劑化過程；（4）氫甲?；磻?yīng)中大量的低品位熱量得到了高效利用。

該項目得到了中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（A類）“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類）“能源化學轉(zhuǎn)化的本質(zhì)與調(diào)控”和大連化物所—青島能源所融合基金的資金支持。（文/圖 嚴麗）