离子液体研究部

离子液体研究部

  离子液体与低碳能源研究部面向国家“双碳”目标以及行业重大需求,聚焦绿色低碳从基础到工业应用的贯通式技术研发,实现多项技术的工程示范及产业化应用,2022年取得了系列进展和成果。

  重点进展一:围绕离子液体,获得Z键作用机制及限域调控规律

  在基础领域,对离子液体科学本质进行前瞻性、创新性和开拓性的研究。结合先进实验表征和模拟计算,提出了准液体扩散-聚并-旋转的多级组装模型,明晰了界面组装过程中的Z键作用机制,阐明了限域离子液体高效分离CO2机理,建立了表面化学结构-润湿行为-抗污染性能的构效关系,揭示了纳微限域调控离子液体粘性、Z键作用和流动行为的微观机制,获得了限域界面与Z键耦合调控反应传递过程的规律,设计开发了高效分离和催化CO2、萃取分离、纤维素溶解分离等新型离子液体介质,为绿色工艺过程创新及调控提供了科学基础,获得2022年度中国化工学会科学技术基础研究成果奖一等奖。相关研究成果发表在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mat., Chem. Sci., Energy Storage Mater., J. Mat. Chem. A.等国际期刊上。

  重点进展二:瞄准技术前沿,推动绿色低碳技术转化落地

  突破了离子液体粘度高、成本高、效率低、长周期运行稳定性差等难题,攻克了大型离子液体反应器气液均匀、反应-传递高效匹配等共性技术,建成了10万吨级离子液体催化CO2合成碳酸酯工业装置,产品达到电子级标准,经济效益好,应用前景广阔,通过了石化联合会组织的科技成果鉴定,专家一致认为该成果“创新性强,减碳效果好,处于国际领先水平”并获得2022年度中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖。全球首套万吨级煤基醋酸制甲基丙烯酸甲酯(MMA)项目工业示范装置在新疆哈密开车成功,产品合格达标,是团队自主研发的继异丁烯氧化法、乙烯-合成气法之后制MMA的第三条具有自主知识产权的有效路线。研发了离子液体法氨吸收净化-溶剂再生新工艺,实现了无需停车的连续在线净化,形成了离子液体法工业含氨气体分离回收利用成套新技术,建成了世界首套处理量1.3亿Nm3/年的钼化工尾气氨回收工业示范装置,2022年该技术通过石化联合会科技成果鉴定,专家一致认为该成果“技术创新性强,先进、成熟、可靠,拥有自主知识产权,处于国际领先水平”。

  重点进展三:立足国际前沿,构建高端咨询及交流平台

  围绕绿色过程制造这一核心,出版了《绿色过程制造发展报告》,讨论了未来过程工业绿色化变革中创新的发展模式,重点评述了10项绿色前沿技术,推动多学科领域的交叉融合,助力过程制造业绿色变革,推进经济社会绿色可持续发展。依托离子液体专委会及CAS-TWAS绿色技术卓越中心,以人才培训、信息交流为抓手,重点推动了国际绿色技术合作,并形成绿色技术联盟的合作平台。举办了中埃生物质利用联合论坛(Joint forum on biomass utilization between China and Egypt )等,促进多方深度交流融合,积极推进协同创新,共同应对科技全球绿色技术发展的挑战和机遇。


图1离子液体法钼化工尾气氨回收利用示范装置


2 万吨级煤基醋酸制甲基丙烯酸甲酯(MMA)示范装置