
概述:
環氧丙烷(PO) 是生產聚醚多元醇,并進一步生產聚氨酯的原料。環氧丙烷成套技術是以丙烯、過氧化氫異丙苯(CHP)、空氣和氫氣為原料,通過異丙苯氧化、丙烯環氧化和二甲基芐醇(DMBA)氫解制異丙苯,異丙苯循環使用來生產環氧丙烷。2003年起,對合成PO成套技術進行全面研究,成功開發了具有超疏水特性的高性能含鈦介孔丙烯環氧化催化劑和雙功能DMBA氫解催化劑。以上述催化劑為基礎,成功開發了具有原子經濟反應特征的綠色環保PO成套技術。
該項目累計獲得中國授權發明專利43件,榮獲中國石化前瞻性基礎性研究科學獎二等獎。
環氧丙烷成套技術:
環氧丙烷技術是一種具有原子反應經濟特征的綠色環保型PO成套技術,已經在天津石化建成15萬噸/年PO工業示范裝置,其技術特點如下:
(1)環氧化反應系統安全高效:多段串聯,段間撤熱的丙烯環氧化反應及控制系統;可采用較高濃度CHP原料和較低的丙烯/CHP比,降低能耗;可根據催化劑壽命周期不同的反應活性,通過合理安排反應器排列順序,確保CHP充分轉化,消除安全風險。
(2)氫解反應系統高效節能:將二甲基芐醇的脫水加氫有效耦合,開發成功了雙功能Pd基氫解催化劑。根據雙功能催化劑特點,巧妙設計二段氫解工藝,實現催化劑高選擇和高轉化的統一,顯著降低異丙苯的損耗。
(3)高效產品精制工藝及優異的產品品質:有機酸富集-堿洗/水洗脫除工藝,將小部分反應液體產物采用高效堿洗/水洗設備有效脫除有機酸,減少PO在堿洗過程中的損失。開發了PO萃取精餾工藝及萃取劑凈化工藝,提高循環萃取劑純度及PO收率,PO產品純度達到99.99%以上。
環氧化及氫解催化劑:
環氧丙烷成套技術包括二種催化劑:超疏水性Ti/HMS環氧化催化劑和雙功能Pd基氫解催化劑。
Ti/HMS環氧化催化劑主要特點如下:
環氧化催化劑性能優異:首次根據仿生學原理,利用荷葉的超疏水特性及其產生超疏水性的超微納米結構和表面蠟質層機理,創制用于CHP氧化丙烯制PO的具有超微納米孔結構和超疏水特性的高效含鈦介孔分子篩環氧化催化劑Ti/HMS.
(1)高活性: Ti/HMS環氧化催化劑CHP轉化率達到99%以上。
(2)高選擇性: Ti/HMS環氧化催化劑PO和DMBA選擇性達到99%以上。
(3)高穩定性: Ti/HMS環氧化催化劑壽命達到6-12個月(同類產品壽命4.5-9個月) .
(4)環境友好:催化劑無有害組分和腐蝕性組分,不污染環境。
雙功能Pd基氫解催化劑主要特點如下:
(1)高活性: Pd基氫解催化劑DMBA轉化率達到99%以上。
(2)高選擇性: Pd基氫解催化劑異丙苯選擇性達到99.5%以上。
(3)高穩定性:采用雙功能Pd基氫解催化劑壽命超過2年,保持長周期穩定運行,運行期間保持反應性能。
(4)環境友好:催化劑無有害組分和腐蝕性組分,不污染環境。
推廣應用:
環氧丙烷成套技術已許可天津石化1 5萬噸/年PO工業示范裝置,已順利投產。