5月14日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所合成氣轉(zhuǎn)化與精細化學(xué)品催化研究中心研究員丁云杰和研究員嚴麗團隊開發(fā)的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“5萬噸/年乙烯多相氫甲?；捌浼託渲普脊I(yè)化技術(shù)”，通過了由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的成果鑒定。
中國科學(xué)院院士謝在庫擔任鑒定委員會主任。鑒定會上，丁云杰作了5萬噸/年乙烯多相氫甲?；捌浼託渲普脊I(yè)化技術(shù)的工作報告，詳細介紹了該技術(shù)的研發(fā)歷程。嚴麗和寧波巨化化工科技有限公司涂齊輝高級工程師分別作了科技查新報告和生產(chǎn)運行報告。鑒定委員會專家詳細審查了相關(guān)鑒定技術(shù)資料，并與研發(fā)團隊就科學(xué)技術(shù)問題和工業(yè)化應(yīng)用情況進行了深入的交流和討論。鑒定委員會一致認為：發(fā)明的乙烯氫甲酰化金屬Rh單原子多相催化劑屬于首創(chuàng)技術(shù)，整體技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，一致同意通過鑒定。
鑒定會現(xiàn)場（左）；5萬噸/年乙烯多相氫甲酰化及其加氫制正丙醇的工業(yè)化裝置（右）
由大連化物所提供核心技術(shù)、上海寰球工程有限公司設(shè)計、寧波巨化化工科技有限公司投資建設(shè)的“5萬噸/年乙烯多相氫甲?；捌浼託渲普嫉墓I(yè)化裝置”于2020 年8月底投料開車，平穩(wěn)運行至今。2021年10月18日至21日，該裝置進行了內(nèi)部72小時連續(xù)運行考核，結(jié)果顯示，乙烯總轉(zhuǎn)化率為99.26%，丙醛加氫總轉(zhuǎn)化率為99.58%，丙醛和正丙醇的選擇性分別為99.51%和 98.64%。
烯烴氫甲?；磻?yīng)是一種將烯烴、氫氣和一氧化碳轉(zhuǎn)化為醛類化合物的反應(yīng)，該過程中原材料的利用率近100%，在優(yōu)化利用資源方面具有重要意義。并且，醛可以進一步轉(zhuǎn)化成為醇、酸和酯等化學(xué)品，這些化學(xué)品是洗滌劑、增塑劑、表面活性劑，以及醫(yī)藥、香料等高附加值精細化學(xué)品的主要原料。但是，烯烴氫甲?；磻?yīng)在催化過程中存在諸如貴金屬和配體的流失、催化劑與產(chǎn)物分離困難、大量使用溶劑、大量低品位反應(yīng)熱利用率低等問題。
針對上述問題，大連化物所丁云杰和嚴麗研究團隊自主研發(fā)了烯烴多相氫甲?；瘑卧哟呋瘎诜肿铀缴显O(shè)計合成了乙烯基官能團化的含磷原子有機配體單體，并制備出以高度裸露的磷原子骨架為結(jié)構(gòu)單元、具有大比表面積和多級孔結(jié)構(gòu)特點的有機聚合物材料。此類聚合物材料具備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）形成了具有多重配位結(jié)構(gòu)和高穩(wěn)定性的單原子催化劑。
通過本次科技成果鑒定的“5萬噸/年乙烯多相氫甲?；捌浼託渲普脊I(yè)化技術(shù)”具有以下的技術(shù)優(yōu)勢：（1）貴金屬原子利用率接近100%，而且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）反應(yīng)體系中采用無溶劑化的綠色環(huán)保過程，因此醛和正丙醇產(chǎn)品雜質(zhì)少、純度高；（4）通過在工程化過程中的節(jié)能設(shè)計，使得氫甲酰化反應(yīng)和加氫反應(yīng)中大量的低品位熱量得到了高效利用。
“5萬噸/年乙烯多相氫甲?；捌浼託渲普脊I(yè)化技術(shù)”不僅為單原子催化劑的廣泛工業(yè)應(yīng)用提供了成功范例，也進一步豐富了單原子催化理論。同時，該技術(shù)還可以拓展到其它烯烴的氫甲?；a(chǎn)醛的過程中，緩解我國醇、酸、脂等重要化工原料的供需矛盾。
該項目得到了中科院A類先導(dǎo)專項“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”、中科院B類先導(dǎo)專項“能源化學(xué)轉(zhuǎn)化的本質(zhì)與調(diào)控”、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會等項目的資助。
