顆粒在線訊:近日,離子液體催化CO2合成碳酸酯綠色低碳成套新技術通過中國石油和化學工業(yè)聯合會組織的成果鑒定。該成果由中國科學院過程工程所離子液體團隊等單位合作開發(fā),實現了離子液體催化劑-反應器-工藝過程的系統(tǒng)創(chuàng)新,經聯合攻關在廣東惠州大亞灣國家級石化區(qū)建成了10萬噸級離子液體催化CO2合成碳酸酯工業(yè)裝置。2021年3月至今已連續(xù)穩(wěn)定運行14個月,碳酸酯(包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等)產品達到電子級標準,乙二醇產品達到聚酯級標準,系統(tǒng)能耗降低37%,經濟效益好,減碳效果顯著,應用前景廣闊。
基于對離子液體Z鍵特性、離子微環(huán)境、微觀動力學及反應機制的長期研究積累,過程工程所離子液體團隊設計開發(fā)了正負離子協同強化的離子液體催化劑及其規(guī)?;苽浼夹g,突破了離子液體活性低、成本高、長周期運行穩(wěn)定性差等難題;攻克了大型離子液體反應器氣液均勻分布、反應-傳遞高效匹配等關鍵技術,有效抑制副反應,實現了CO2與環(huán)氧乙烷的高效高選擇性轉化;研發(fā)了梯次轉化-降膜分離-閉路循環(huán)的反應新系統(tǒng),實現了高活性環(huán)氧乙烷、強放熱反應過程的安全可控;開發(fā)了反應-分離耦合過程強化及能量梯級優(yōu)化利用技術,大幅提高了單程轉化率,顯著降低系統(tǒng)能耗。
該成果的優(yōu)勢是利用工業(yè)排放的CO2生產電子級碳酸酯聯產聚酯級乙二醇。利用高活性環(huán)氧乙烷誘導活化惰性CO2分子提升反應熱力學驅動力,通過正負離子協同介導降低過渡態(tài)活化能,實現了原子經濟性反應“固碳”,突破了CO2活化難的問題;通過聯產聚酯級乙二醇,進一步提高了成套裝置的經濟效益,解決了制約其大規(guī)模應用的難題。
碳酸酯作為新興環(huán)保溶劑,可廣泛替代對環(huán)境和人類有毒有害的傳統(tǒng)溶劑,是鋰電池電解液的主要成分,對新能源汽車、儲能、電子信息等產業(yè)發(fā)展具有重要價值。碳酸酯作為一類平臺化合物,可衍生出系列產品及材料,如可替代光氣合成聚碳酸酯、異氰酸酯等,被譽為綠色化學化工的新基石。新技術的大規(guī)模產業(yè)化及推廣應用,將促進低碳甚至負碳產業(yè)鏈的形成,為離子液體的應用發(fā)展提供又一成功范例。新技術潛力大、效益好,在相關工業(yè)生產領域具有重要的示范作用。
十萬噸級離子液體催化CO2合成碳酸酯工業(yè)裝置
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