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CO2和低碳醇直接法合成碳酸酯新技术
CO2是重要的C1资源,其资源化利用不但能带来经济效益,还有利于减少温室气体排放。我国低碳醇(甲醇/乙醇/乙二醇)年产能约1.4亿吨,将过剩的醇高值化利用是解决当前问题的重要途径。碳酸酯是新能源储能电池发展不可或缺的电解液溶剂及材料,未来几年需求量将达400万吨,行业潜力巨大。开发更具普适性的CO2和低碳醇直接合成碳酸酯新技术,实现煤基醇类资源与新能源产业的深度耦合,具有显著经济价值和战略意义。目前该技术路线国内外均处于实验室研究阶段,针对该反应热力学不利,反应条件苛刻、效率低等问题,开发了离子液体改性材料...
行业领域:化工
技术成熟度:中试阶段
成果形式:技术
合作方式:合作开发
项目介绍
CO2是重要的C1资源,其资源化利用不但能带来经济效益,还有利于减少温室气体排放。我国低碳醇(甲醇/乙醇/乙二醇)年产能约1.4亿吨,将过剩的醇高值化利用是解决当前问题的重要途径。碳酸酯是新能源储能电池发展不可或缺的电解液溶剂及材料,未来几年需求量将达400万吨,行业潜力巨大。开发更具普适性的CO2和低碳醇直接合成碳酸酯新技术,实现煤基醇类资源与新能源产业的深度耦合,具有显著经济价值和战略意义。目前该技术路线国内外均处于实验室研究阶段,针对该反应热力学不利,反应条件苛刻、效率低等问题,开发了离子液体改性材料催化CO2和醇转化制备碳酸酯高效清洁新工艺。
技术特点
1)开发了CO2与甲醇/乙醇/乙二醇反应合成碳酸二甲酯/碳酸二乙酯/碳酸乙烯酯新技术,不采用易燃易爆且受运输半径限制的环氧乙烷,提高了工艺安全性,具有反应条件温和、产品收率高、分离能耗低、经济效益好等特点。2)开发了新型离子液体改性金属氧化物催化剂,通过离子液体调控催化剂表面物性和晶面,获得高转化率和选择性,在100℃、1MPa反应条件下,乙二醇转化率99%,碳酸乙烯酯选择性99%,形成了催化剂规模化制备技术。3)完成主生产流程设计与衡算,通过工艺系统的能量集成降低能耗,较先进水平节能30%以上,节约了生产成本,新技术具有原料适用性强、能耗低、无三废排放等优势。
示范与应用
已完成实验室小试评价,开展了不同规模的工艺流程设计、布局及占地面积、设备投资估算等。拟合作开展千吨级中试或万吨级工业示范验证。
市场分析
碳酸酯作为锂电池电解液核心材料,直接受益于新能源汽车、储能产业年均30%以上的需求增速,预计2030年需求量达400万吨。传统石油基工艺面临原料价格波动及碳排放压力,而CO2与低碳醇直接合成技术开创性利用煤化工副产资源,原料成本较石化路线降低20%以上,单吨产品可固碳0.5吨,兼具经济性与环保双重优势。以千吨级乙二醇合成碳酸乙烯酯中试项目为例,装置总投资约1500万元。原料CO2需求量约500吨/年,原料乙二醇需求量约720吨/年。碳酸乙烯酯完全成本约4500元/吨,以碳酸乙烯酯2022-2024年均价约7400元/吨计,产品收益约2900元/吨。
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