大連化物所大型乙烯多相氫甲酰化技術通過科技成果鑒定

5月14日，中國科學院大連化學物理研究所合成氣轉化與精細化學品催化研究中心研究員丁云杰/嚴麗團隊開發的、具有自主知識產權的“5萬噸/年乙烯多相氫甲酰化及其加氫制正丙醇工業化技術”，通過了由中國石油和化學工業聯合會組織的成果鑒定。

　　中科院院士謝在庫擔任鑒定委員會主任。鑒定會上，丁云杰作了關于5萬噸/年乙烯多相氫甲酰化及其加氫制正丙醇工業化技術的工作報告，介紹了該技術的研發歷程。嚴麗和寧波巨化化工科技有限公司涂齊輝高級工程師分別作了科技查新報告和生產運行報告。鑒定委員會專家審查了相關鑒定技術資料，并與研發團隊就科學技術問題和工業化應用情況進行了交流和討論。鑒定委員會一致認為，發明的乙烯氫甲酰化金屬Rh單原子多相催化劑屬于首創技術，整體技術達到國際領先水平，一致同意通過鑒定。

　　由大連化物所提供核心技術、上海寰球工程有限公司設計、寧波巨化化工科技有限公司投資建設的“5萬噸/年乙烯多相氫甲酰化及其加氫制正丙醇的工業化裝置”于2020年8月底投料開車，平穩運行至今。2021年10月18日至21日，該裝置進行了內部72小時連續運行考核，結果顯示，乙烯總轉化率為99.26%，丙醛加氫總轉化率為99.58%，丙醛和正丙醇的選擇性分別為99.51%和98.64%。

　　烯烴氫甲酰化反應是一種將烯烴、氫氣和一氧化碳轉化為醛類化合物的反應，該過程中原材料的利用率近100%，在優化利用資源方面具有重要意義。同時，醛可以進一步轉化成為醇、酸和酯等化學品，這些化學品是洗滌劑、增塑劑、表面活性劑以及醫藥、香料等高附加值精細化學品的主要原料。然而，烯烴氫甲酰化反應在催化過程中存在諸如貴金屬和配體的流失、催化劑與產物分離困難、大量使用溶劑、大量低品位反應熱利用率低等問題。

　　針對上述問題，丁云杰/嚴麗研究團隊自主研發了烯烴多相氫甲酰化單原子催化劑，在分子水平上設計合成了乙烯基官能團化的含磷原子有機配體單體，并制備出以高度裸露的磷原子骨架為結構單元、具有大比表面積和多級孔結構特點的有機聚合物材料。此類聚合物材料具備載體和配體的雙重功能，與氫甲酰化活性金屬單原子（銠和鈷離子）形成了具有多重配位結構和高穩定性的單原子催化劑。

　　通過本次科技成果鑒定的“5萬噸/年乙烯多相氫甲酰化及其加氫制正丙醇工業化技術”具有以下技術優勢：貴金屬原子利用率接近100%，且流失量可忽略不計；催化劑與反應體系幾乎無分離成本；反應體系中采用無溶劑化的綠色環保過程，因此醛和正丙醇產品雜質少、純度高；通過在工程化過程中的節能設計，使氫甲酰化反應和加氫反應中大量的低品位熱量得到了高效利用。

　　“5萬噸/年乙烯多相氫甲酰化及其加氫制正丙醇工業化技術”為單原子催化劑的廣泛工業應用提供了成功范例，也進一步豐富了單原子催化理論。同時，該技術還可以拓展到其他烯烴的氫甲酰化生產醛的過程中，緩解我國醇、酸、脂等重要化工原料的供需矛盾。

　　該項目得到中科院戰略性先導科技專項（A類）“變革性潔凈能源關鍵技術與示范”、中科院戰略性先導科技專項（B類）“能源化學轉化的本質與調控”、國家自然科學基金、中科院青年創新促進會等的支持。

鑒定會現場（左）；5萬噸/年乙烯多相氫甲酰化及其加氫制正丙醇的工業化裝置（右）