2019年8月6日,中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織專家召開了“CO2資源化利用合成DMF成套技術(shù)、工藝和裝備”科技成果鑒定會(huì)。該技術(shù)由中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所、上海中科綠碳化工科技有限公司和山東濰焦控股集團(tuán)有限公司聯(lián)合攻關(guān)完成。項(xiàng)目組開發(fā)了CO2催化轉(zhuǎn)化合成DMF的成套新技術(shù)和新裝備,建成了1 000 t/a的中試裝置,并已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行1 200多個(gè)小時(shí)。經(jīng)過(guò)專家組的72 h考核結(jié)果表明:該裝置運(yùn)行穩(wěn)定,產(chǎn)品純度高于99.5%,選擇性大于99.97%,單程轉(zhuǎn)化率高于59%,噸產(chǎn)品消耗催化劑低于0.65 g、二甲胺640.42 kg、氫氣320.1 m3、CO2331.7 m3。經(jīng)過(guò)質(zhì)詢和討論,鑒定委員會(huì)認(rèn)為該項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)集中體現(xiàn)在以下3方面:
1)催化反應(yīng)體系和催化劑體系具有原創(chuàng)性。通過(guò)催化機(jī)制的研究和催化劑的分子設(shè)計(jì),突破了均相催化劑催化選擇性、活性和穩(wěn)定性難以兼優(yōu)的限制,變革了CO為原料的傳統(tǒng)工藝。核心技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)際專利(PCT/CN2016/072342)。
2)反應(yīng)器設(shè)計(jì)與關(guān)鍵裝備具有創(chuàng)新性。根據(jù)催化反應(yīng)“兩快一慢”特點(diǎn),創(chuàng)新性地提出了噴射與鼓泡耦合的反應(yīng)器設(shè)計(jì)思想,研制了新型均相催化反應(yīng)器核心設(shè)備;針對(duì)兩個(gè)放熱快反應(yīng)的特點(diǎn),開發(fā)了高精度溫控系統(tǒng);集成了脫輕、脫水、精制以及安全管控等單元,實(shí)現(xiàn)了裝置靈活控制、安全平穩(wěn)運(yùn)行。
3)工藝路線合理、高效。新工藝反應(yīng)條件溫和,過(guò)程綠色環(huán)保。能效高,轉(zhuǎn)化效率達(dá)53.8%;單位產(chǎn)品綜合能耗0.306 4 tce/t、廢氣排放6.67 m3/t,無(wú)固廢產(chǎn)生,可實(shí)現(xiàn)廢水零排放。
千噸級(jí)中試裝置的建成為CO2資源化利用開辟了新途徑,與目前產(chǎn)業(yè)化技術(shù)相比,原料成本減低,三廢排放大幅減少,項(xiàng)目完成單位將加快推進(jìn)工業(yè)化示范裝置的建設(shè)。對(duì)于富余氫氣和CO2的企業(yè),不僅可以增加經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)還減少了CO2排放,增加了一種延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈和提高競(jìng)爭(zhēng)力的選項(xiàng)。