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大連化學(xué)物理研究所
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低碳催化與工程團隊
以新催化反應、新催化材料和新催化表征技術(shù)研究為核心,以催化劑活性相、活性中心和反應機理原位表征基礎研究為特色,在面向能...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):低碳催化與工程團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.dmto.dicp.ac.cn/
負責人:劉中民
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:能源化工
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:王亮
辦公電話(huà):0411-84379808
手 機:
E-mail:wangliang@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:劉丹竹
辦公電話(huà):0411-84379178
手 機:
E-mail:liudz@dicp.ac.cn
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團隊介紹
以新催化反應、新催化材料和新催化表征技術(shù)研究為核心,以催化劑活性相、活性中心和反應機理原位表征基礎研究為特色,在面向能源、環(huán)境和精細化學(xué)品合成等方面進(jìn)行催化的應用基礎研究。包括:(1)催化基礎與催化新反應;(2)分子篩合成;(3)甲醇及其衍生物轉化;(4)合成氣制化學(xué)品;(5)烴類(lèi)轉化研究;(6)催化新過(guò)程放大與開(kāi)發(fā);(7)工程化研究。
典型轉移轉化項目案例
1.甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術(shù)
乙烯丙烯等低碳烯烴是現代化學(xué)工業(yè)的基礎,目前烯烴生產(chǎn)原料主要來(lái)源于石油煉制的石腦油。我國石油資源相對匱乏,隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展,石油及石化產(chǎn)品的需求迅速增長(cháng),石油需求量已遠遠大于國內生產(chǎn)量,供需矛盾日益突出。我國的資源狀況是石油、天然氣資源短缺,煤炭資源相對豐富,發(fā)展以煤為原料制取石油類(lèi)產(chǎn)品的煤化工技術(shù),實(shí)施石油替代戰略,是關(guān)系國家能源安全的重大課題。
煤或/和天然氣經(jīng)由甲醇制取低碳烯烴的路線(xiàn)中,煤或天然氣經(jīng)合成氣生產(chǎn)甲醇的技術(shù)日臻成熟,而關(guān)系到這條路線(xiàn)是否能暢通的核心技術(shù)主要集中在甲醇制取低碳烯烴(MTO)過(guò)程。2006年8月23日,甲醇制取低碳烯烴(DMTO)工業(yè)性試驗技術(shù)成果通過(guò)了國家級鑒定。鑒定專(zhuān)家組認為,該項技術(shù)是具有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng )新技術(shù),裝置規模和技術(shù)指標處于國際領(lǐng)先水平。2006年8月24日,甲醇制取低碳烯烴(DMTO)工業(yè)性試驗技術(shù)成果新聞發(fā)布會(huì )在北京人民大會(huì )堂舉行,這標志著(zhù)我國具有自主知識產(chǎn)權的以煤或天然氣為原料制取低碳烯烴的技術(shù)取得了重大突破性進(jìn)展。2008年甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術(shù)獲得了遼寧省科技進(jìn)步一等獎。2011年由甲醇或/和二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴的方法專(zhuān)利獲第十三屆中國專(zhuān)利金獎。
截至目前,共有7套煤制烯烴工業(yè)裝置投產(chǎn),分別是神華包頭(180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年)、寧波富德能源有限公司(180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年)、陜西延長(cháng)能源化工有限公司(180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年)、中煤陜西榆林能源化工有限公司(180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年)、寧夏寶豐能源集團有限公司(180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年)、山東神達化工有限公司(100萬(wàn)噸甲醇制33萬(wàn)噸烯烴/年)DMTO項目和浙江興興新能源科技有限公司(180萬(wàn)噸甲醇制60萬(wàn)噸烯烴/年)。合計烯烴產(chǎn)能近400萬(wàn)噸。
目前此技術(shù)已經(jīng)簽訂技術(shù)許可19套裝置,烯烴總規模達到1059萬(wàn)噸/年,隨著(zhù)這些項目的陸續實(shí)施,一個(gè)新興的烯烴戰略產(chǎn)業(yè)正在快速形成。
2.甲醇制取低碳烯烴第二代(DMTO-II)技術(shù)
DMTO-II技術(shù)是在DMTO技術(shù)基礎上將甲醇制烯烴產(chǎn)物中的C4+組分回煉,實(shí)現多產(chǎn)烯烴的新一代甲醇制烯烴工藝技術(shù)。DMTO-II技術(shù)的主要特點(diǎn)有:(1)C4+轉化反應和甲醇轉化反應使用同一催化劑;(2)甲醇轉化和C4+轉化系統均采用流化床工藝;(3)甲醇轉化和C4+轉化系統相互耦合。
DMTO-II技術(shù)工業(yè)化試驗項目于2008年5月開(kāi)工建設,2009年6月試驗裝置正式建成。DMTO-II工業(yè)化試驗裝置進(jìn)料量約為50噸/天,采用工業(yè)制造DMTO催化劑。2010年5月完成工業(yè)化試驗并接受了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )組織專(zhuān)家組現場(chǎng)對試驗裝置進(jìn)行的72小時(shí)連續運行考核和標定。結果表明試驗中甲醇轉化率接近100%,乙烯+丙烯選擇性86%,噸烯烴甲醇消耗為2.67噸,催化劑消耗為0.25kg/噸甲醇。2010年6月26日DMTO-II技術(shù)通過(guò)了中國石油和化工聯(lián)合會(huì )組織的專(zhuān)家鑒定,專(zhuān)家組認為各項數據達到預期指標,技術(shù)先進(jìn)可行,是在DMTO技術(shù)基礎上的進(jìn)一步創(chuàng )新。
2010年10月26日,“新一代甲醇制取低碳烯烴(DMTO-II)工業(yè)化技術(shù)成果新聞發(fā)布會(huì )暨工業(yè)化示范項目技術(shù)許可簽約儀式”在北京舉行。大連化物所等技術(shù)許可方與蒲城清潔能源化工有限公司簽訂首套67萬(wàn)噸/年DMTO-II烯烴項目技術(shù)許可協(xié)議。該項目已于2015年2月順利打通全流程。
3.固體酸催化中壓丙烯水合制異丙醇技術(shù)
異丙醇是重要的基本有機化工原料和性能優(yōu)良的溶劑。針對國內現有異丙醇生產(chǎn)技術(shù)落后、存在丙烯轉化率低、能耗高等問(wèn)題,我所開(kāi)發(fā)出一種采用高活性催化劑,并與環(huán)境保護相 適應的丙烯直接水合生產(chǎn)異丙醇新技術(shù)。
通過(guò)采用先進(jìn)的催化劑合成流程和技術(shù),開(kāi)發(fā)出適用于丙烯直接水合過(guò)程且具有優(yōu)良耐水性能、耐溫性能、高抗碎性能和高催化活性的催化劑。
開(kāi)發(fā)的丙烯水合新工藝,具有低溫、中壓,丙烯轉化率高等特點(diǎn),采用了新型丙烯水合工業(yè)反應器,采用了分段進(jìn)料、冷激控溫、物料再分配等新技術(shù),利用多段進(jìn)料方式調節各催化劑床層的丙烯轉化率,從而控制各段床層反應深度和放熱量,解決了丙烯水合工業(yè)反應器存在的溫度超高及催化劑燒結問(wèn)題,使水合催化劑床層溫度均衡分布。
本技術(shù)具有丙烯轉化率高、單耗低、原料適應性強、環(huán)境友好的特點(diǎn),能耗僅為國內同類(lèi)生產(chǎn)技術(shù)的40%。
本技術(shù)已完成技術(shù)實(shí)施許可,大連化物所提供異丙醇工業(yè)裝置工藝軟件包和工業(yè)催化劑,山東東營(yíng)??菩略椿び邢薰窘ǔ赡戤a(chǎn)3萬(wàn)噸異丙醇工業(yè)生產(chǎn)裝置,并于2005年11月25日一次開(kāi)車(chē)成功,產(chǎn)品質(zhì)量達到國標優(yōu)級品。采用本技術(shù)的工業(yè)裝置投產(chǎn)后,取得了良好的經(jīng)濟和社會(huì )效益,2007年中壓丙烯直接水合生產(chǎn)異丙醇技術(shù)獲得了大連市技術(shù)發(fā)明一等獎,2014年該技術(shù)核心專(zhuān)利“一種低碳烯烴直接水合生產(chǎn)低碳醇的方法”榮獲第十五屆中國專(zhuān)利優(yōu)秀獎。
在第一代技術(shù)的基礎上,大連化物所研發(fā)的固體酸中壓丙烯直接水合生產(chǎn)異丙醇新技術(shù)(Ⅱ),具有高效、低耗、丙烯轉化率高、副產(chǎn)品價(jià)值高等特點(diǎn)。直接水合催化劑具有優(yōu)良的耐水性能、耐溫性能、高抗碎性能和高催化活性等特點(diǎn);新型丙烯水合工業(yè)反應器采用了分段進(jìn)料、冷激控溫、物料再分配等創(chuàng )新技術(shù)。該技術(shù)還首次將膜分離技術(shù)引入到水合分離過(guò)程,異丙醇能量消耗僅為國內同類(lèi)技術(shù)的25~50%。
浙江新化化工公司采用此技術(shù)的建設年產(chǎn)五萬(wàn)噸異丙醇工業(yè)裝置,2012年7月裝置建成開(kāi)車(chē)成功并連續穩定運行
該技術(shù)的實(shí)施是異丙醇生產(chǎn)技術(shù)的一項創(chuàng )新,取得了30多年來(lái)首次重大突破,打破了國外公司的技術(shù)壟斷和封鎖,提高了我國異丙醇生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)品競爭力。技術(shù)達到國內外先進(jìn)水平。
4.甲醇制二甲醚工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)
隨著(zhù)我國對石油進(jìn)口的依賴(lài)程度迅速增加,發(fā)展石油替代品,開(kāi)發(fā)清潔能源成為能源戰略的重要選擇。二甲醚作為替代能源漸顯優(yōu)勢,得到了世界各國的廣泛重視。開(kāi)發(fā)二甲醚生產(chǎn)技術(shù),建立清潔能源基地,減少環(huán)境污染,是綜合解決能源問(wèn)題的新途徑。
在系統研究和多次工業(yè)實(shí)踐的基礎上,根據甲醇脫水反應的特點(diǎn),通過(guò)對新型催化材料進(jìn)行改性和調變,開(kāi)發(fā)出新型甲醇脫水生產(chǎn)二甲醚催化劑,具有起始反應溫度低、溫度范圍寬、催化劑選擇性好等特點(diǎn)。針對甲醇脫水制二甲醚的反應是放熱過(guò)程,易發(fā)生深度反應,導致催化劑床層飛溫,開(kāi)發(fā)出新型工業(yè)反應器,采用液態(tài)甲醇多段冷激式固定床反應器,克服了現有工業(yè)反應器的不足,具有床層溫度分布合理,能調控反應器的溫度分布,易于工業(yè)實(shí)際操作,特別適合大型化工業(yè)生產(chǎn)裝置。
充分利用二甲醚生產(chǎn)過(guò)程的熱量是本技術(shù)節能的特點(diǎn)之一。通過(guò)運用窄點(diǎn)技術(shù)對換熱流程進(jìn)行優(yōu)化,縮短換熱流程,并將換熱后的低溫位物料直接送入二甲醚塔內,提高了熱物料能量利用效率,大大降低了生產(chǎn)二甲醚的能量消耗??梢赃_到甲醇轉化率近100%,二甲醚純度99.5%以上的技術(shù)指標。
我所已申請了多項該技術(shù)的發(fā)明專(zhuān)利,在催化劑和工藝關(guān)鍵技術(shù)均申請國家專(zhuān)利,形成了獨立自主的知識產(chǎn)權。
2006年5月河北中捷石化集團采用我所提供的催化劑和工藝技術(shù)建設的年產(chǎn)十萬(wàn)噸二甲醚工業(yè)裝置開(kāi)車(chē)成功。2013年3月,潮州市華新能源有限公司采用本技術(shù)建設年產(chǎn)20萬(wàn)噸二甲醚工業(yè)裝置開(kāi)車(chē)成功。甲醇制二甲醚生產(chǎn)技術(shù)具有能耗低、投資省、產(chǎn)品質(zhì)量好、無(wú)污染等特點(diǎn),催化劑與工藝技術(shù)處于國內外先進(jìn)水平。
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低碳烴綜合利用及沸石催化材料團隊
研究團隊長(cháng)期致力于高性能催化劑研發(fā)和石油化工新技術(shù)研究,近年來(lái),面向國家和行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)需求,研發(fā)成功多項自主知識產(chǎn)權、...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):低碳烴綜合利用及沸石催化材料團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.dnl08.dicp.ac.cn/
負責人:徐龍伢
工作單位:能源化工
學(xué)科領(lǐng)域:能源化工
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:陳福存
辦公電話(huà):0411-84379279
手 機:
E-mail:fuch92@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:張晨
辦公電話(huà):0411-84379769
手 機:
E-mail:chenzhang@dicp.ac.cn
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團隊介紹
研究團隊長(cháng)期致力于高性能催化劑研發(fā)和石油化工新技術(shù)研究,近年來(lái),面向國家和行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)需求,研發(fā)成功多項自主知識產(chǎn)權、以節約資源和環(huán)境友好為特征的催化新技術(shù),并獲得大規模工業(yè)應用,創(chuàng )造了重大經(jīng)濟和社會(huì )效益,獲國內外授權專(zhuān)利100余件,獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎、中國專(zhuān)利優(yōu)秀獎、中國產(chǎn)學(xué)合作創(chuàng )新成果獎、遼寧省科技進(jìn)步一等獎、首屆遼寧省科技成果轉化一等獎等多項獎勵。
催化干氣制乙苯氣相烷基化與液相烷基轉移組合新技術(shù):解決利用干氣生產(chǎn)優(yōu)級品乙苯的諸多技術(shù)關(guān)鍵,應用至中石油、中石化等20余家企業(yè)形成160余萬(wàn)噸/年規模,年產(chǎn)值>100億元;
醛氨合成吡啶高效催化劑及技術(shù):打破國外壟斷,投產(chǎn)全球最大吡啶裝置在內的5套裝置,將我國建成全球最大雜環(huán)類(lèi)農藥、醫藥中間體生產(chǎn)基地;
液化氣芳構化生產(chǎn)高品質(zhì)清潔汽油催化劑及技術(shù):成功投產(chǎn)20萬(wàn)噸/年液化氣綜合利用等裝置,獲得遼寧省科技進(jìn)步一等獎等;
低碳烴與輕芳烴烷基化生產(chǎn)高品質(zhì)汽油調和組分催化劑及技術(shù),已成功應用于6萬(wàn)噸/年等多套高品質(zhì)清潔汽油調和組分生產(chǎn)裝置,為低碳烴資源高效利用、以及清潔油品生產(chǎn)提供了關(guān)鍵科技支撐。
典型轉移轉化項目案例
1.催化干氣制乙苯氣相烷基化與液相烷基轉移組合新技術(shù)
為優(yōu)化利用石化副產(chǎn)大量干氣資源并生產(chǎn)我國緊缺的乙苯產(chǎn)品,中科院大連化物所和撫順石化等單位合作開(kāi)發(fā)了自主產(chǎn)權的FCC干氣制乙苯氣相烷基化與液相烷基轉移組合成套新技術(shù),原料適應性強,干氣無(wú)須精制,原料成本比純乙烯法低15-20%,乙苯純度>99.8%,優(yōu)于國家優(yōu)等品標準,鑒定認為技術(shù)水平國際領(lǐng)先,攻克了直接利用干氣生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)乙苯的關(guān)鍵技術(shù)難題,獲中國、美國、歐洲等授權專(zhuān)利40余件。
干氣制乙苯技術(shù)工藝示意圖(左為反應部分;右為成套工藝)
基于先進(jìn)性、經(jīng)濟性、實(shí)用性和優(yōu)異的節能減排效果,該技術(shù)開(kāi)發(fā)成功后已迅速轉讓給中國石油、中國石化及中國化工集團的20余家企業(yè),形成160余萬(wàn)噸/年乙苯規模,年產(chǎn)值百余億元,促進(jìn)了干氣資源綜合利用,有效提高石油資源利用率,創(chuàng )造了重大經(jīng)濟和社會(huì )效益,成為石化企業(yè)新經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。榮獲國家科技進(jìn)步二等獎、中國專(zhuān)利優(yōu)秀獎、首屆遼寧省科技成果轉化一等獎等10余項國家和省部級獎勵。
陜西延長(cháng)石化12萬(wàn)噸/年乙苯裝置 華北油田8萬(wàn)噸/年乙苯裝置 寧波科元塑膠8萬(wàn)噸/年乙苯裝置 大慶中藍8萬(wàn)噸/年乙苯裝置 山東華星石化8萬(wàn)噸/年乙苯裝置 錦西石化6萬(wàn)噸/年乙苯裝置
2.醛氨合成吡啶新型催化劑及技術(shù)
面向國家和行業(yè)關(guān)鍵科技需求,針對我國“全球第四代新型環(huán)保農藥”關(guān)鍵中間體(吡啶堿)生產(chǎn)技術(shù)空白的現狀,發(fā)明了醛氨合成吡啶堿新型分子篩催化劑,攻克了催化劑抗堿中毒和高溫水熱穩定性核心技術(shù),打破國外技術(shù)的長(cháng)期壟斷,已投產(chǎn)安徽國星2.5萬(wàn)噸/年全球最大單套規模吡啶裝置在內的5套裝置,使我國成為全球最大雜環(huán)類(lèi)農藥及醫藥中間體生產(chǎn)基地,工業(yè)運行表明各項濟指標均優(yōu)于國外同類(lèi)技術(shù)。獲2011中國專(zhuān)利優(yōu)秀獎、2011中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng )新成果獎等獎勵;依托本技術(shù),受?chē)覙藴驶芾砦瘑T會(huì )委托,本項目實(shí)施企業(yè)負責制定了吡啶和3-甲基吡啶兩項國家標準(GB/T27567-2011和GB/T27715-2011),引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。
安徽國星2.5萬(wàn)噸/年吡啶工業(yè)生產(chǎn)裝置(全球最大規模)
3.液化氣芳構化生產(chǎn)高品質(zhì)清潔汽油催化劑及技術(shù)
為促進(jìn)液化氣資源的綜合利用并生產(chǎn)高品質(zhì)清潔車(chē)用燃料,發(fā)明了液化氣芳構化高效催化劑及工藝技術(shù),成功應用于玉柴石化20萬(wàn)噸/年液化氣綜合利用生產(chǎn)高品質(zhì)清潔汽油工業(yè)裝置,指標優(yōu)于同類(lèi)技術(shù),鑒定認為:所開(kāi)發(fā)的液化氣低溫芳構化生產(chǎn)高辛烷值高效催化劑、新型反應器及成套工藝技術(shù)解決了芳構化反應過(guò)程溫升劇烈、副產(chǎn)干氣量大、催化劑穩定性差等技術(shù)難題,技術(shù)經(jīng)濟指標優(yōu)于同類(lèi)技術(shù)。獲2013年遼寧省科技進(jìn)步一等獎。
20萬(wàn)噸/年液化氣芳構化工業(yè)裝置
4.低碳烴與輕芳烴烷基化生產(chǎn)高辛烷值汽油調和組分高效催化劑及技術(shù)
隨我國機動(dòng)車(chē)保有量持續增加,對汽油需求快速增長(cháng)。為進(jìn)一步推動(dòng)大氣污染治理,國務(wù)院確定加快成品油質(zhì)量升級,要求2017年1月全國執行國五汽油標準。然而,長(cháng)期以來(lái)我國催化裂化汽油占比>70%:其硫和烯烴含量高,不能直接滿(mǎn)足國家標準,通過(guò)加氫處理導致辛烷值明顯降低。我國汽油生產(chǎn)現狀是高辛烷值清潔汽油調和組分緊缺,亟需開(kāi)發(fā)其生產(chǎn)新技術(shù)。
本成果面向國家和行業(yè)資源高效利用和高品質(zhì)清潔汽油關(guān)鍵技術(shù)需求,發(fā)明了低碳烴與輕芳烴烷基化生產(chǎn)高辛烷值汽油調和組分高效催化劑及技術(shù),解決了其可控合成、性能調變及工業(yè)放大等諸多技術(shù)關(guān)鍵:烯烴轉化率>99%,清潔汽油收率>99%,催化劑壽命>3年;所生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高辛烷值汽油產(chǎn)品,調和辛烷值達120以上,不含烯烴、不含硫氮,已成功應用于多套高辛烷值汽油調和組分生產(chǎn)裝置,為低碳烴資源高效利用和清潔油品生產(chǎn)提供了關(guān)鍵科技支撐。
6萬(wàn)噸/年低碳烴與輕芳烷基化生產(chǎn)高辛烷值汽油調和組分工業(yè)裝置
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烷烴轉化新催化材料及新過(guò)程團隊
團隊主要研究方向:烴類(lèi)催化轉化(潤滑油加氫異構脫蠟,費托合成蠟異構化,C5-C6烷烴異構化,芳烴選擇性加氫開(kāi)環(huán),丙烷脫...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):烷烴轉化新催化材料及新過(guò)程團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.802.dicp.ac.cn/
負責人:田志堅
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:能源化工
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:田志堅
辦公電話(huà):0411-84379151
手 機:
E-mail:tianz@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:劉丹竹
辦公電話(huà):0411-84379178
手 機:
E-mail:liudz@dicp.ac.cn
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團隊介紹
團隊主要研究方向:烴類(lèi)催化轉化(潤滑油加氫異構脫蠟,費托合成蠟異構化,C5-C6烷烴異構化,芳烴選擇性加氫開(kāi)環(huán),丙烷脫氫等);烴類(lèi)轉化相關(guān)催化材料合成(分子篩水熱合成,分子篩離子熱合成,納米硫化物和氧化物合成等);烴類(lèi)轉化相關(guān)新催化過(guò)程開(kāi)發(fā)(煤焦油懸浮床加氫,油脂制生物柴油和航煤,生物質(zhì)水熱重整制氫,微波促進(jìn)的催化過(guò)程等)。
可轉移轉化的科技成果:
潤滑油基礎油加氫異構脫蠟催化劑及技術(shù):該技術(shù)于2008年和2012年兩次在中國石油20萬(wàn)噸/年高壓加氫裝置實(shí)現工業(yè)應用,以大慶石蠟基原料高收率生產(chǎn)II/III類(lèi)基礎油及高標號食品級PS白油等產(chǎn)品,將我國潤滑油基礎油品質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)提升至世界先進(jìn)水平。
釕/炭、鈀/炭、鉑/炭催化劑:該催化劑用于不飽和鍵加氫、含氧化合物加氫以及加氫脫氯、脫卞基等反應。催化劑產(chǎn)品成熟,加氫還原活性高,選擇性好,性能穩定,已在國內多家企業(yè)得到應用。
油脂一步加氫制烷烴類(lèi)生物柴油/航空煤油技術(shù):該技術(shù)實(shí)現油脂經(jīng)一步加氫反應直接轉化為異構烷烴(柴油、航空煤油)。制得的航煤產(chǎn)品冰點(diǎn)低于-47 ℃,達到Jet A-1等航煤標準;制得的生物柴油產(chǎn)品十六烷值大于75,凝點(diǎn)低于-20 ℃,性能遠超石化柴油。該技術(shù)具有較強的應用前景。
典型轉移轉化項目案例
1.潤滑油基礎油加氫異構脫蠟催化劑及技術(shù)的開(kāi)發(fā)和工業(yè)化應用
潤滑油產(chǎn)業(yè)是與國計民生密切相關(guān)技術(shù)密集型支柱產(chǎn)業(yè)之一,我國為世界第二大潤滑油消費國,雖然我國也是潤滑油生產(chǎn)大國,但由于大部分生產(chǎn)企業(yè)仍沿用傳統工藝,技術(shù)落后,只能滿(mǎn)足中低檔油的市場(chǎng)需求,高檔潤滑油發(fā)展受到制約。為滿(mǎn)足國內高檔潤滑油基礎油生產(chǎn)技術(shù)的迫切需求,團隊自1999年始,開(kāi)展了催化劑構效關(guān)系、載體分子篩合成和性能調控以及分子篩和催化劑工業(yè)放大試驗等發(fā)面的研究,取得一系列技術(shù)突破:
(1)在水熱合成體系中,采用復合模板劑、雜原子引入等方法微調分子篩的孔口尺寸及酸強度分布,發(fā)明具有AEL、TON和MTT拓撲結構十元環(huán)一維直孔道新型分子篩合成技術(shù)。
圖1. 三種分子篩孔道結構圖
(2)解決了分子篩動(dòng)態(tài)水熱合成過(guò)程中傳質(zhì)和傳熱工程放大難題,從實(shí)驗室100毫升反應釜合成放大5萬(wàn)倍,開(kāi)發(fā)出5立方米反應釜規模的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù),使我國成為繼美國之后第二個(gè)大規模合成異構脫蠟專(zhuān)用分子篩的國家。
圖2.從實(shí)驗室小試分子篩合成放大至工業(yè)生產(chǎn)規模
(3)利用雙貴金屬原子大小不同、原子簇晶粒尺寸互補的特性,實(shí)現了貴金屬納米級分散和短程有序的高效負載,使之與雙分子篩體系的酸性匹配更佳,使催化劑具有更好的催化性能和雜質(zhì)耐受性??朔藗鹘y單貴金屬-單分子篩體系催化劑對重質(zhì)高含蠟原料油適應性不強的缺點(diǎn),實(shí)現了核心催化劑的超越。
圖3. 從分子篩到催化劑的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程
經(jīng)過(guò)持續10年的技術(shù)攻關(guān),團隊攻克了催化劑在高轉化率下異構化選擇性差、加氫裂化副反應難以調控、新型分子篩和催化劑大規模生產(chǎn)工程化等諸多重大技術(shù)難題,成功開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)異的兩代潤滑油基礎油異構脫蠟催化劑及技術(shù)。催化劑于2008年6月和2012年6月,分別在沈陽(yáng)三聚凱特催化劑有限公司實(shí)現大規模工業(yè)化生產(chǎn),并于2008年10月和2012年12月分別在中國石油天然氣股份有限公司大慶煉化分公司20萬(wàn)噸/年異構脫蠟裝置兩次實(shí)現工業(yè)應用。至今共生產(chǎn)出高檔潤滑油基礎油逾70萬(wàn)噸,創(chuàng )造產(chǎn)值逾60億元,利潤逾20億元,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
圖4. 20萬(wàn)噸/年潤滑油基礎油加氫異構脫蠟裝置
該技術(shù)共獲得授權專(zhuān)利12項,其中核心專(zhuān)利“一種臨氫異構化催化劑及其制備方法專(zhuān)利”(ZL200510079739.7)榮獲2011年第十三屆“中國專(zhuān)利優(yōu)秀獎”,工業(yè)化應用成果入選2009年“中國石油集團十大科技進(jìn)展”,獲得2012年“中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng )新成果獎”以及2014年“遼寧省技術(shù)發(fā)明一等獎”等獎勵。
該技術(shù)填補了國內空白,使我國成為繼美國之后掌握潤滑油基礎油加氫異構脫蠟催化劑生產(chǎn)技術(shù)的第二個(gè)國家,同時(shí)極大地提高了我國石油煉制主營(yíng)業(yè)務(wù)的國際競爭力。
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無(wú)機膜與催化新材料團隊
在我國,低碳烷烴(C2~C4)資源豐富且價(jià)格低廉,低碳烷烴的有效利用和催化轉化具有廣闊的發(fā)展空間和應用潛力。課題組長(cháng)期...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):無(wú)機膜與催化新材料團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.yanggroup.dicp.ac.cn/
負責人:楊維慎
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:能源化工
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:楚文玲
辦公電話(huà):0411-84379301
手 機:
E-mail:cwl@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:劉丹竹
辦公電話(huà):0411-84379178
手 機:0411-84379178
E-mail:liudz@dicp.ac.cn
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團隊介紹
在我國,低碳烷烴(C2~C4)資源豐富且價(jià)格低廉,低碳烷烴的有效利用和催化轉化具有廣闊的發(fā)展空間和應用潛力。課題組長(cháng)期開(kāi)展低碳烷烴轉化利用高效催化劑新材料的開(kāi)發(fā)研究工作。
主要研究方向包括:
丙烷選擇氧化制丙烯酸技術(shù);
乙烷催化氧化脫氫制乙烯技術(shù);
丁烷催化氧化脫氫制丁烯及丁二烯技術(shù);
異丁烷選擇氧化制甲級丙烯酸技術(shù);
丙烷催化脫氫制丙烯技術(shù)
典型轉移轉化項目案例
1.丙烷選擇氧化制丙烯酸技術(shù)
低成本的烷烴代替高成本的烯烴是烴類(lèi)利用的一個(gè)發(fā)展趨勢。開(kāi)發(fā)以低成本的丙烷(成本只有丙烯的1/3)為原料制丙烯酸技術(shù),不僅能大大降低丙烯酸的制造成本,而且,還能降低污染物排放。針對丙烷選擇一步氧化生產(chǎn)丙烯酸工藝,課題組開(kāi)發(fā)了具有高催化活性、高丙烯酸選擇性和高穩定性的復合金屬氧化物催化劑。目前,課題組與陜西延長(cháng)石油集團有限公司正在進(jìn)行合作開(kāi)發(fā)千噸/年級規模丙烷選擇氧化制丙烯酸工業(yè)中試示范裝置。
催化劑的放大制備
丙烷選擇氧化制丙烯酸環(huán)形催化劑
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天然產(chǎn)物及糖工程團隊
天然產(chǎn)物及糖工程團隊主要致力于糖生物學(xué)與糖工程研究,重點(diǎn)圍繞糖的合成、分解、修飾、作用規律進(jìn)行基礎研究,同時(shí)針對我國面...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):天然產(chǎn)物及糖工程團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.glyco.dicp.ac.cn/
負責人:尹恒
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:生物技術(shù)
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:趙小明
辦公電話(huà):0411-84379061
手 機:
E-mail:zhaoxm@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:曹恒
辦公電話(huà):0411-84379298
手 機:
E-mail:caoheng@dicp.ac.cn
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團隊介紹
天然產(chǎn)物及糖工程團隊主要致力于糖生物學(xué)與糖工程研究,重點(diǎn)圍繞糖的合成、分解、修飾、作用規律進(jìn)行基礎研究,同時(shí)針對我國面臨的能源、糧食和食品安全問(wèn)題,以糖平臺關(guān)鍵酶為關(guān)鍵突破技術(shù),進(jìn)行糖基生物制品和化學(xué)品的開(kāi)發(fā)。已研制開(kāi)發(fā)寡糖相關(guān)生物農藥、生物肥料、飼料添加劑等產(chǎn)品十余種;協(xié)助企業(yè)獲得國家農藥登記證、肥料登記證、飼料添加劑新產(chǎn)品證書(shū)等十余種。研究成果和產(chǎn)品在國內外具有一定影響力,取得了良好的社會(huì )和經(jīng)濟效益。目前團隊仍有寡糖規?;a(chǎn)技術(shù)、寡糖農用制劑研發(fā)及應用、果糖基煉制產(chǎn)品等相關(guān)產(chǎn)品、技術(shù)可轉化。
應用基礎研究方向:
重點(diǎn)開(kāi)展糖資源利用關(guān)鍵技術(shù)研究,包括但不限于:1. 篩選、改造、構建新型高活力糖平臺關(guān)鍵酶;2. 多糖清潔利用關(guān)鍵技術(shù);3. 果糖基生物質(zhì)綜合煉制關(guān)鍵技術(shù);4. 糖鏈分析、分離、檢測技術(shù);5. 寡糖生物農藥、肥料等綠色生物農藥集成使用技術(shù);6. 寡糖飼料添加劑使用技術(shù)。
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向:
主要研發(fā)糖基農用產(chǎn)品和糖基化學(xué)品兩類(lèi)產(chǎn)品:1. 功能寡糖、單糖原料;2. 系列寡糖生物農藥、生物肥料;3. 寡糖飼料添加劑及寡糖免疫調節劑;4. 果糖源功能食品如菊粉、果寡糖等;5. 果糖基生物質(zhì)資源煉制產(chǎn)品如甘露醇等。
典型轉移轉化項目案例
1.海洋寡糖植物免疫調節劑創(chuàng )制及產(chǎn)業(yè)化
研發(fā)團隊以豐富的海洋多糖資源為原料,進(jìn)行了海洋寡糖植物免疫調節劑創(chuàng )制關(guān)鍵技術(shù)研究,建立了以生物選控催化為基礎的酶反應與膜分離耦合海洋寡糖生產(chǎn)技術(shù),實(shí)現了對不同聚合度海洋低聚糖的有效分離和制備,以此核心技術(shù)為基礎,開(kāi)發(fā)出高效制備殼寡糖、褐藻酸寡糖、卡拉膠寡糖、幾丁寡糖等系列海洋功能寡糖的生產(chǎn)技術(shù)和工藝;并率先實(shí)現了殼寡糖和褐藻酸寡糖制備工藝的工業(yè)放大和產(chǎn)業(yè)化。建立了系列海洋功能寡糖的分離純化技術(shù)及產(chǎn)品的檢測技術(shù),并以此為基礎研制得到系列海洋寡糖植物免疫調節劑產(chǎn)品的質(zhì)量標準。進(jìn)一步研究出了海洋寡糖植物免疫調節劑在農業(yè)生產(chǎn)上的應用技術(shù)規范10余項,目前已在全國20多個(gè)省市推廣應用,其中在30多種主要農作物上累計推廣達3000多萬(wàn)畝次,并被國家農業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心列為2012-2014年重點(diǎn)推廣產(chǎn)品。通過(guò)與海南正業(yè)中農高科股份有限公司、大連中科格萊克生物科技有限公司和西大華特股份有限公司等企業(yè)合作,建成了多條年產(chǎn)千噸級寡糖農用制劑生產(chǎn)線(xiàn),獲得13個(gè)寡糖農藥和肥料登記證。實(shí)現了海洋寡糖植物免疫調節劑的產(chǎn)業(yè)化和推廣應用,近三年已取得直接和經(jīng)濟效益近百億元,成為解決我國農業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、安全發(fā)展的有效途徑。
陜西小麥殼寡糖示范基地 寡糖農肥制劑產(chǎn)品 海南苦瓜葉枯病防治實(shí)驗(左:對照;右:寡糖處理)
2.利用短乳桿菌發(fā)酵生產(chǎn)甘露醇的新工藝
甘露醇是一種重要的六元糖醇,在食品、醫藥和化工等行業(yè)起著(zhù)非常重要的作用??勺鳛樘鹞秳?、滲透性利尿劑、脫水劑、口崩片劑及多種重要精細化工中間體。本研發(fā)團隊建立了以淀粉糖母液作為碳源、玉米漿作為氮源生物轉化生產(chǎn)甘露醇的方法,采用的微生物為一種對環(huán)境安全的乳酸菌株,該菌株被美國FDA認定可以作為直接飼喂的GRAS微生物之一;該菌株具有易于培養及高甘露醇生產(chǎn)能力的特點(diǎn),且遺傳穩定,適宜于大規模發(fā)酵。本工藝甘露醇生產(chǎn)能力高,采用批次發(fā)酵培養技術(shù),發(fā)酵液甘露醇濃度可達到150g/L以上,產(chǎn)率可達到0.95mol甘露醇/mol果糖,生產(chǎn)強度可達到3-5g/L/h;采用補料培養技術(shù),發(fā)酵液甘露醇濃度可達到210g/L以上,產(chǎn)率可達到0.88mol甘露醇/mol果糖,生產(chǎn)強度達到2.5g/L/h以上(與國外技術(shù)水平相當甚至超出)。經(jīng)本工藝生物轉化制備的含甘露醇發(fā)酵液中無(wú)山梨醇,發(fā)酵液可經(jīng)脫色及離子交換處理后,通過(guò)結晶工藝進(jìn)行分離,該項工藝在實(shí)際工業(yè)應用中較為成熟,具有低能耗、低成本的產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢。
批次發(fā)酵生產(chǎn)甘露醇 間隔補料分批發(fā)酵生產(chǎn)甘露醇
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能源環(huán)境工程團隊
能源環(huán)境工程組重點(diǎn)針對我國能源緊張、資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題開(kāi)展研究。致力于煤氣化甲烷化制天然氣(SNG)技術(shù)的研...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):能源環(huán)境工程團隊
課題組網(wǎng)址:
負責人:王樹(shù)東
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:能源化工
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:王樹(shù)東
辦公電話(huà):0411-84379052
手 機:
E-mail:wangsd@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:張 晨
辦公電話(huà):0411-84379769
手 機:
E-mail:chenzhang@dicp.ac.cn
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團隊介紹
能源環(huán)境工程組重點(diǎn)針對我國能源緊張、資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題開(kāi)展研究。致力于煤氣化甲烷化制天然氣(SNG)技術(shù)的研發(fā)、燃料電池氫源技術(shù)的研發(fā)、煤層氣、頁(yè)巖氣和揮發(fā)性有機物(VOCs)催化轉化技術(shù)的研發(fā)、煙氣脫硝技術(shù)的研發(fā)、高性能的無(wú)機氧化物功能材料的研發(fā)等。
主要研究方向包括:
●煤氣化甲烷化制天然氣(SNG)技術(shù);
●燃料電池氫源技術(shù);
●復雜反應過(guò)程熱力學(xué)分析及工藝工程模擬優(yōu)化;
●單元設備(反應器、換熱器等)模擬設計;
●焦爐煙氣選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化;
●微尺度反應器的設計、放大和模擬過(guò)程。
典型轉移轉化項目案例
1.焦爐煙氣選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化
研發(fā)團隊與焦化企業(yè)密切合作,致力于焦爐煙氣選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)的開(kāi)發(fā)。多次與焦化企業(yè)開(kāi)展技術(shù)交流,探討焦爐煙氣脫硫脫硝及能量回收集成式工藝方案。針對焦爐煙氣低溫特點(diǎn),開(kāi)發(fā)出適用于焦爐煙氣脫硝的低溫SCR催化劑。2014年于寶豐能源公司焦化廠(chǎng)進(jìn)行焦爐煙氣脫硝工業(yè)側線(xiàn)實(shí)驗。在1200小時(shí)的工業(yè)側線(xiàn)期間,反應器入口溫度在260~280℃,脫硝率基本穩定在98~99%之間,反應器尾氣出口氮氧化物濃度小于20 mg/m3,遠遠低于國家排放標準限值,顯示了很好的脫硝效果。目前已與江蘇某焦化廠(chǎng)簽訂技術(shù)開(kāi)發(fā)合同,進(jìn)行焦爐煙氣脫硝示范工程建設,為其年產(chǎn)65萬(wàn)噸的焦爐進(jìn)行煙氣脫硝治理。
焦爐煙氣脫硝工業(yè)側線(xiàn)裝置
2.含氧煤層氣催化脫氧技術(shù)開(kāi)發(fā)與示范
創(chuàng )新性提出整體結構催化劑催化循環(huán)脫氧工藝,將煤層氣中的氧氣濃度降低到0.5%以下,徹底消除了含氧煤層氣提純利用過(guò)程中存在的安全隱患。同時(shí),整體結構催化劑的使用具有較低的能耗,極大地提升了脫氧技術(shù)的經(jīng)濟性。該技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)現場(chǎng)已完成示范運行,正在和相關(guān)企業(yè)通過(guò)項目合作、技術(shù)許可與入股等多種形式進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣應用。
3.揮發(fā)性有機物(VOCs)蓄熱式催化燃燒RCO技術(shù)
針對揮發(fā)性有機物(VOCs)氣體濃度低、可能含氯、含硫等工況,開(kāi)發(fā)出系列耐硫、耐氯和高活性的燃燒催化劑;并進(jìn)行了蓄熱燃燒、吸脫附-催化燃燒等工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā),集成了示范裝置,并實(shí)現成功示范運行?,F正在和致力與環(huán)境污染物治理的相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作,開(kāi)發(fā)高度集成和自動(dòng)化的揮發(fā)性有機物(VOCs)催化脫除系統。
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