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华体会vip晋级优惠:世界级技术突破产业瓶颈山东化工短板可望变优势

  生产一只没有塑料味、没有毒害残留的塑料杯子看似简单,实则不易。因为其生产过程必需的有机溶剂会导致毒害残余。解决这一瓶颈,必须要靠关键技术突破。

  精细化学品绿色合成技术的开发及产业化示范”项目荣获2016年度山东省科技进步一等奖。

  ——甜菜碱盐酸盐是食品、化妆品等行业的基础原料,国内年需求量超过10万吨,产能却连一半也达不到。山东艾孚特科技有限公司副总经理陈琦表示:“这个产品我们同类企业一吨卖一万块钱的话,处理固废就得两三千块钱。”

  目前国内外甜菜碱盐酸盐的生产采用氯乙酸与无机碱反应制备氯乙酸盐,然后将其与三甲胺季铵化反应,最后酸化得到甜菜碱盐酸盐。该生产工艺存在:(1)氯乙酸水解率高(8%—11%)、转化率低(约86%),三甲胺消耗量高(过量约20%);(2)产品灼残高(约1.0%—5%),超过了饲料级甜菜碱盐酸盐的国家质量标准数十倍以上;(3)三废排放量大(6.75t/t),环境污染严重。

  ——叠氮化钠是一种重要的精细化工产品,广泛应用于医药、农药、生物等领域。国内叠氮化钠需求量约6000吨,且呈逐年上涨趋势。

  目前国内外叠氮化钠的生产普遍采用亚硝酸乙酯气体通入含有水合肼和氢氧化钠的乙醇溶液中反应的合成工艺,该生产工艺存在:(1)有机溶剂(乙醇)使用量大,危险性及环保压力大;(2)中间体亚硝酸乙酯的沸点低(17.2℃)、毒性大(LC50∶491mg/m3)、氧化活性高,易造成叠氮化钠分解,产品收率低(83%左右);(3)三废量大(2.9t/t)。

  “水相合成”技术让生产无味、无毒的塑料制品成为可能,是国际公认的化工产业发展方向,虽然有多项实验室成功案例,但产业化运用却是世界性难题。泰山学者冯维春带领的青岛科技大学山东化工研究院(原山东省化工研究院)研发团队,经过多年攻关,率先实现水相高效清洁分离技术重大突破,并推向工业化应用。

  (1)以氯乙酸甲酯代替氯乙酸盐,通过设计专用反应设备,开发氯乙酸甲酯与三甲胺季铵化反应制备甜菜碱甲酯盐酸盐新技术,实现了三甲胺的定量转化,解决了传统工艺三甲胺过量带来的废气问题,氯乙酸水解率仅为0.2%—0.3%,解决了传统工艺氯乙酸转化率低、污染重的问题。

  (2)开发专用分子筛催化甜菜碱甲酯盐酸盐水解制备甜菜碱盐酸盐新技术,反应过程中不加酸、不加碱,实现酯的定量水解和甲醇的定量回收,解决了传统工艺加入大量无机碱、无机酸带来的废盐和产品灼残高等问题。

  (3)研究酯的催化水相合成方法,设计专用酯化设备,开发低浓度甲醇水相合成氯乙酸甲酯新技术,解决水解出的稀甲醇的去向问题,实现了整个产业链的闭路循环。

  (1)研究亚硝酸异丙酯制备及纯化方法、硝酸氧化控制方法、硝酸异丙酯控制方法及硝酸钠纯化方法,开发了亚硝酸异丙酯联产硝酸钠新技术,控制了异丙醇的氧化,提高了生产过程安全性,联产的硝酸钠相对于传统工艺的硫酸钠而言附加值高,解决了废盐问题。

  (2)研究以水代醇on-water界面反应机理,揭示亚硝酸酯对NaN3氧化破坏规律,阐明了传统工艺NaN3收率低的科学问题。研究常压反应方法,叠氮化钠分解控制方法,水相高效清洁分离方法,开发了叠氮化钠水相合成新技术,实现了叠氮化钠从合成到精制的全程水相,变带压为常压,提高生产过程安全性,亚硝酸异丙酯氧化性更低,减少了叠氮化钠的分解,提高了产品收率。

  (3)研究母液净化及套用方法,设计尾气吸收装置,开发叠氮化钠母液净化及循环套用新技术和尾气吸收新装置,实现母液循环使用150批次以上,解决废液问题。尾气吸收彻底,解决废气问题。

  ——青岛科技大学山东化工研究院开创了甜菜碱盐酸盐无盐新工艺,该生产工艺原子利用率100%,产品灼残达到ppm级,优于美国药典产品质量标准。该项目技术成果已推广应用至两家生产企业,分别建成了10000t/a和30000t/a的产业化生产装置,与碱法工艺相比,生产成本降低约30%,近3年累计新增销售收入86243.4万元,新增利润11506.9万元,累计减排三废60.98万吨,经济效益和环境效益显著。

  ——青岛科技大学山东化工研究院创建了叠氮化钠全水相合成新工艺,实现了从合成到精制的全程水相,产品收率达到95%以上。该项目技术成果已推广应用至两家生产企业,分别建成了1000t/a和3000t/a的产业化生产装置,与传统溶剂法工艺相比,生产成本降低约20%,近3年累计新增销售收入56446.1万元,新增利润10991.2万元,累计减排三废3.54万吨,经济效益和环境效益显著。

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