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新一代CO2高效转化制备碳酸酯技术
碳酸酯支撑动力电池电解液和聚碳产业的发展,市场前景广阔。针对现有工艺流程复杂、能耗高、经济性差的问题,研究团队历经20余年持续自主创新,开发了活性高、稳定性好且易分离的新型离子簇多活性位点离子液体催化剂,创制了高安全性的大型反应器,实现了全工艺系统换热网络的能量集成优化,形成具有自主知识产权的均相/非均相催化CO2转化制备碳酸酯/乙二醇绿色成套技术。2022年通过石化联合会技术鉴定,该成果创新性强,减碳效果好,处于国际领先水平,并获得石化联合会技术发明一等奖。
行业领域:化工
技术成熟度:成熟阶段
成果形式:技术
合作方式:技术转让,许可使用,合作开发
项目介绍
碳酸酯支撑动力电池电解液和聚碳产业的发展,市场前景广阔。针对现有工艺流程复杂、能耗高、经济性差的问题,研究团队历经20余年持续自主创新,开发了活性高、稳定性好且易分离的新型离子簇多活性位点离子液体催化剂,创制了高安全性的大型反应器,实现了全工艺系统换热网络的能量集成优化,形成具有自主知识产权的均相/非均相催化CO2转化制备碳酸酯/乙二醇绿色成套技术。2022年通过石化联合会技术鉴定,该成果创新性强,减碳效果好,处于国际领先水平,并获得石化联合会技术发明一等奖。
技术特点
本技术开发了以CO2为原料,在多活性位点离子液体催化下,与环氧乙烷经环加成反应合成EC,而后与甲醇经酯交换反应制备DMC/EG,以及DMC和乙醇经酯交换反应制备EMC/DEC新技术。具有原子经济性100%、反应条件温和、分离能耗低、联产乙二醇市场容量大、经济效益好等特点,本技术已经成为该行业最具有应用前景的合成路线。其主要特点是:1)开发的新型多活性离子液体催化剂活性高、稳定性好且易分离,同时形成了催化剂规模化制备技术,完成了催化剂的工业化制备;2)研制了离子床环加成和醇解酯交换反应的新型反应系统,使环氧乙烷平稳、安全、高效转化;3)通过工艺系统的能量集成降低能耗,节约了生产成本,新技术具有原料适用性强、能耗低、三废排放少等优势;4)碳酸酯产品质量达到了国标电子级标准,EG产品质量达到国标聚酯级标准。
示范与应用
本项目建成了万吨级示范装置和10万吨/年以及15万吨/年工业装置,并已成功开车稳定运行,预计总产值达10亿元。通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定“世界首创,国际领先,是CO2转化利用的成功范例”,并获得石化联合会技术发明一等奖。
市场分析
多种碳酸酯支撑了电池电解液和聚碳产业发展,未来几年预计将达400万吨。EG主要用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂等,我国2024年需求量超1800万吨,对外依存度高于40%。以年产15万吨碳酸酯项目为例,装置总投资约3.2亿元。原料CO2需求量7.5万吨/年,总原料成本约2.1亿元,产品销售约4.6亿元,操作成本约0.7亿元/年,毛利润约2亿元(2022年),具有较大的经济效益和社会效益。
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