丙烷一步氧化制丙烯酸中试研究

(一)中国科学院大连化学物理所成果(13项)
丙烷一步氧化制丙烯酸中试研究
负责人:杨维慎联络人:楚文玲、王红心电话:*************传真:*************Email:**************
学科领域:精细化工项目阶段:中试放大
项目简介及应用领域
buck降压电路技术特点:以丙烷为原料,丙烯酸为目标产品,混合金属氧化物为催化剂,采用固定床工艺,原料丙烷循环利用,一步法连续生产丙烯酸。
性能指标:在工业中间试验装置上达到以下性能指标:在温度320~400o C,压力~0.1 MPa,空速1000~3000h-1等条件下,丙烷单程转化率≥35%,丙烯酸选择性≥70%,丙烯酸时空收率≥100g/(kg-cata*h);满足万吨级/年工业示范装置工艺包的编制需求。
专利状态:针对丙烷一步氧化制丙烯酸研究,申请中国专利5项,已授权中国专利2项,具体如下:
1.一种用于丙烷选择氧化合成丙烯酸的催化剂的制备方法
杨维慎,楚文玲,邓中华,王红心,
申请号:200810012337.9
2.用于丙烷氧化制丙烯酸的钼钒碲铌催化剂及其制备方法
杨维慎,王红心,楚文玲,邓中华
申请号:200810228225.7
3.烷烃选择氧化反应催化剂Mo-V-M-O(M=Bi,Te,Nb,Sb)的制备方法
杨维慎,楚文玲,王红心,蔡睿
申请号:201010555415.7
4.一种钼钒碲铌催化剂的后处理方法
杨维慎,王红心,楚文玲
申请号:201210552139.8
5.一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法
杨维慎,楚文玲,王红心,胡子益
申请号:201410172716X
中国专利授权
1、一种Mo-V-Te-Nb-O催化剂、其制备方法及应用
杨维慎,邓中华,楚文玲,王红心maop
ZL200810012030.9 (授权公告日:2013.05.01)
2、一种用于丙烷选择氧化制丙烯酸反应的钼钒碲铌催化剂及其制备方法
杨维慎,朱百春,李洪波,王红心,邓中华
ZL200410100456.1 (授权公告日:2009.09.30)
鉴定情况:无
应用范围:丙烷原料的来源多在海湾地区,因此
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市场前景、效益分析:我国是丙烷资源比较丰富的国家,随着天然气燃料的大面积推广,液化石油气将越来越多,其中丙烷含量占60%,而在天然气湿气中丙烷占15%。此外,西气东输工程的完成也使得C3-C4烷烃大量过剩。在我国,丙烷大部分作为家庭液化燃料气烧掉或放空烧掉,少部分用作溶剂和制冷剂等,资源浪费较大。因此,以丙烷为原料一步生产丙烯酸,能有效利用现有资源使之转变为高附加值化工品。
丙烯酸及其酯类是一种重要的化工原料,主要用来生产高吸水性树脂、油漆及涂料、粘合剂及密封剂等,用途十分广泛。最近几年,世界丙烯酸及其酯类市场扩张迅猛。2012年,中国粗丙烯酸的生产能力增长24%,丙烯酸酯产量增加31%,超过美国成为世界上最大的粗丙烯酸和丙烯酸酯生产国。目前生产丙烯酸的原料采用昂贵的丙烯,且严重依赖于日益短缺的石油资源。因此,丙烯酸未来的技术及市场发展趋势是采用廉价、储量丰富且目前仍未得到较好利用的丙烷资源。
结合我们课题组目前在丙烷一步氧化制丙烯酸反应中所获得的研究结果(丙烷单程转化率40%,丙烯酸选择性74%,丙烯酸时空收率210 g/(kg-cata.h)。主要从生产能力和生产成本两方面对丙烷一步法生产丙烯酸工艺进行效益分析:生产能力:在丙烷一步氧化制丙烯酸中,丙烯酸时空得率为210 g/(kg-cata.h),单管催化剂装填量以1.7 kg计算,则单管年产量为210*1.7*8000/1000000=2.85吨,一套含有
25000根反应管的反应器丙烯酸年产量7 万吨。与目前丙烯两步氧化制丙烯酸的单套装置(两个反应器)的年产量基本相当。
生产成本:
不考虑丙烯酸的后续分离、人工等其它成本。
丙烷均价5000元/吨,丙烯均价10000元/吨,丙烯酸均价120000 元/吨。
丙烷一步氧化工艺按照循环一次工艺计算。
1吨丙烷生成丙烯酸的量:
第一程:1*0.4*0.74*72/44= 0.484 吨消息队列实现
第二程:1*0.6*0.4*0.74*72/44=0.291 吨
在第一程反应后生成的产物中包含大量的丙烯(7%选择性),在第二程中还可以继续转化,丙烯转化丙烯酸的收率按照工业上的85%计算,则粗略估算为1*0.4*0.07*0.85*72/42=0.041 吨
因此,循环一次后,丙烯酸的总量为:
0.484+(0.291+0.041)=0.816 吨
可售出0.816 * 12000= 9792 元,利润率(9792-5000)/5000*100%= 95.84% 因此,丙烷一步氧化制丙烯酸循环一次的收益率要高于现有工业上丙烯两步氧化生成丙烯酸工艺的利润率(计算如下:1*0.85*72/42*12000=17484元,利润率(17484-10000)/10000*100%=74.84 %)。塑料袋泳衣
因此,从生产能力和生产粗略成本上分析,丙烷一步氧化工艺具有较高的经济效益,相对于目前的丙烯两步氧化工艺,优势明显。
合作方式
许可使用。
处理垃圾焚烧飞灰重金属和微尘的化学稳定剂及其方法
负责人:陈吉平联络人:陈吉平
电话:*************传真:*************Email:************** 学科领域:环境保护项目阶段:成熟产品 项目简介及应用领域
钢丝线
城市固体垃圾焚烧技术具有完全消毒、显著减量和回收热能等的优点,作为垃圾填埋的替代技术,在中国已广泛被采用。但焚烧所产生的飞灰中含有较高浸出浓度的重金属(Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Ni等)和剧毒有机污染物二恶英(PCDD/Fs)等,处理不当会造成二次污染。
飞灰无害化处理药剂分为无机型和有机型两种。无机药剂主要是以Na2S、磷酸盐和石灰与重金属离子反应形成不溶于水的沉淀,尽管成本可能较低,但固化效果较差,易受酸性环境条件影响。有机药剂是以鳌合型药剂为主,这些有机化合物尽管固化效果可能很好,但并未大规模工业化生产或生产成本较高,且有些药剂对飞灰中微尘并无絮凝作用。
本专利研究的化学稳定计及方法对处理垃圾焚烧飞灰中的重金属和微尘具有成本低、稳定效果好及环保等优点。化学稳定剂成分重量比计为40%~80%的选矿螯合剂和20%~60%的高分子絮凝剂。处理方法为:将化学稳定剂配成质量浓度为0.8%~3%的水溶液,将水溶液加入到飞灰中,其重量比为0.7-1.5:1,均匀搅拌,制成稳定的胶粘状固体基质,然后干燥,保存。
本专利所研究的化学稳定剂及方法针对于垃圾焚烧飞灰堆放、运输和填埋过程中的重金属淋失和微尘飘散迁移问题,为垃圾焚烧企业提供一种固定效果好、易运输和填埋、生产成本低、环保的处理垃圾焚烧飞灰重金属和微尘的化学稳定剂及其方法。其主要优点是所采用的稳定化药剂为大宗化工产品,易得且价格低廉,极具实际使用价值。
合作要求及方式
技术转让。
分子筛膜有机物脱水技术
负责人:杨维慎联络人:杨维慎
电话:139****4905传真:*************Email:**************
学科领域:节能减排、新型能源、精细化工项目阶段:工业化试验 项目简介及应用领域
渗透汽化膜分离技术被誉为21世纪最有前途的高科技之一,具有突出的节能、环保等优点,能够代替蒸馏、萃取、吸附等传统分离方法,并能实现这些常规方法难以或无法实现的分离要求,在有机物脱水领域具有明显的优势。近些年,随着分子筛膜技术的发展,渗透汽化进入了一个以无机膜为分离材料的新时代。分子筛膜可以在苛刻的条件(较高温度和有机溶剂)下使用,因此在有机物脱水领域(如醇、醚、醛、酮、胺、酯等与水的分离)具有良好的应用前景。
经过十几年的研究积累,本课题组形成了具有自主知识产权的分子筛膜载体的大规模制备、分子筛膜微波合成、渗透汽化(蒸汽渗透)组件设计、以及分子筛膜分离成套设备的制造等相关技术。
与传统技术相比,该技术可以降低脱水能耗30-50%,有望在有机物脱水领域取得广泛应用,为我国单位GDP能耗的降低提供重要的保障和充足的推动,对实现我国经济可持续发展具有重大而深远的意义。排

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