技术动态

技术动态

一种新型生物乙烯生产工艺

Chem Eng,2014 - 05 - 01

Axens公司、法国国际石油研究所和Total炼油化学公司共同研发并推出了一种新型生物乙醇脱水生产聚合级生物乙烯的工艺——Atol工艺。产生的生物乙烯不需要改进就可以集成到现有的下游聚合装置中,如聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）等聚合装置。

在Atol工艺中,乙醇在400～500 ℃和温和的压力下在气相中脱水。利用一种热稀释剂,并使用两个串联的固定床绝热反应器,采用专利中报道的热集成技术使热回收达到最大化,公用工程消耗达到最小化。Atol公司的乙醇脱水催化剂的高选择性使其在纯化阶段可回收聚合级生物乙烯,无需传统工艺使用的碱洗塔和乙烯-乙烷分离器。Axens公司称,该催化剂具有高活性、高热稳定性和耐污染性。

INVISTA公司等开发气体发酵工艺技术将CO2和H2转变为化工原料

Hydroc Proc,2014 - 05 - 13

INVISTA公司和LanzaTech公司将合作开发以CO2和H2为原料的气体发酵制备化工原料的技术。若该工艺研发成功,预计最早在2018年将会首次商业化。INVISTA公司还将进一步采用LanzaTech公司领先世界的气体发酵工艺技术,促进目前在英国威尔特生物科技实验室研发中的数项生物衍生工艺实现商业化应用。

LanzaTech公司首席执行官Jennifer Holmgren认为,此次合作协议看重气体发酵技术在生物大宗商品市场的应用前景。LanzaTech公司和INVISTA公司携手,他们有信心为化工行业的供应链带来突破性改进。

斯坦福大学开发出一种由一氧化碳高效生产液体乙醇的新方法

Chem Weekly,2014 - 04 - 22

斯坦福大学开发出一种由一氧化碳高效生产液体乙醇的新方法。该方法可能为传统的由玉米和其他作物生产乙醇提供一种环保的替代物。斯坦福大学的Kanan助理教授等开发了能在室温和常压下由一氧化碳生产乙醇的金属催化剂,该新技术不需要发酵,放大试验若取得成功,可解决目前乙醇生产中存在的占用大量土地和消耗大量水资源的问题。其研究证实了通过电催化生产乙醇的可行性。

Kanan等创建了一种由氧化物衍生的铜纳米结晶制得的新型电极,建立了一种蓄电池,包括放置在一氧化碳饱和水中的两个电极的装置,采用氧化物衍生的铜制备的阴极,可将一氧化碳还原为乙醇。该氧化物衍生的铜产生乙醇和醋酸的效率比使用传统工艺时铜的使用效率高10倍以上。

新型二氧化碳甲烷化工艺

Chem Week,2014 - 05 - 01

由日立造船股份有限公司、大树安宅工程有限公司与泰国PTT探索和生产公共有限公司合作的二氧化碳制甲烷的项目已完成第一阶段的研究。该工艺采用一种镍基催化剂,并利用可再生能源电解水得到的H2作为原料。

开发者在生产能力为1 000 Nm3/h的集成管式反应器中进行了多次测试。在200 ℃的较低温度下运行时,H2转换率达99.3%,超出现有的高性能甲烷化催化剂的转化率（90%）。该新型催化剂不含常规的甲烷化催化剂中所使用的稀土类金属。未来3年内,公司计划进行第二阶段的放大研究。

用于制备非均相催化剂的固体螯合配体

Chem Eng, 2014 - 04 - 01

日本丰田中央研发实验室公司合成了一种全新的固定化载体,可广泛应用于药品和精细化学品合成的金属-有机配合物催化剂的回收和再利用。

通过采用新合成的有机硅烷前体和表面活性剂的定向自组装过程,成功合成了在框架（BPY-PMO）内含有2,2'-联吡啶配体的中孔有机二氧化硅。该BPY-PMO具有独特的孔隙壁结构,从而保持了对金属的高配位能力。通过简单地用所需金属在90 ℃下的溶液中分散BPY-PMO粉末, 24 h后就能制备出含钌、铱、铼和钯的各种联吡啶类金属络合物。

该BPY-PMO表现出对芳烃的直接异构催化的优异的配体性能,与传统的均相铱催化剂相比,该固定化催化剂表现出优异的活性、持久性和可回收性。该BPY-PMO载体催化剂可通过过滤简单地回收并干燥再使用,可以重复使用高达4次（产率仍不低于78%）。

日本三菱化学公司确立以植物油为原料的炭黑量产技术

化学工业时报（日）,2014（2851）：4

日前,日本三菱化学公司确立了以植物油为原料的炭黑量产技术。并向一部分客户供货。此前一直以富含芳香族成分的煤炭类及石油类重质油为原料量产炭黑。而蓖麻油及松香油等植物油芳香族成分含量较低,无法用于量产。这次三菱化学公司通过采用独有的高功能炭黑生产技术,成功地确立了以植物油为原料的炭黑量产技术。

三菱化学公司采用该技术能进行量产,用不会枯竭的植物原料替代原来的煤炭及石油类矿物资源。该公司还表示,用植物油生产的炭黑为原料生产的橡胶及树脂合成物等复合物还具有加工性能优良的特点。

日本在全球首次成功合成出间隙型铝合金氢化物

日经テクノロジ-在线（日）,2014 - 02 - 28

日本原子能研究开发机构与日本东北大学金属材料研究所和大学原子分子材料科学高等研究机构共同研究开发,在全球首次成功地合成出以铝为主要原料的间隙型铝合金氢化物。该合金是一种比原有合金更轻更便宜的储氢合金。公司的目标是可以为燃料汽车提供更轻便的储氢合金。

以往以铝为主要原料的氢化物,虽然已有络合物铝氢化物,但没有一种兼备吸氢和放氢双功能的材料。此次开发出的铝与铜的合金Al2Cu在高温高压条件下与氢气反应合成出氢化物Al2CuH。虽然合成的物质还不能直接使用,但至少可以证明以铝为主要原料的轻量储氢合金可以实现。并且,今后还有望利用相同的方法合成出多种以铝为主要原料的间隙型氢化物。如将合金中的部分铜换成其他金属,就可开发出其他铝合金氢化物。

爱尔兰开发大规模生产石墨烯的新工艺

Chem Week,2014 - 04 - 23

都柏林的先进材料和生物工程研究中心（Amber）的研究人员已开发出一种大量生产石墨烯基材料的工艺。该方法可用于高效电池等应用。石墨烯具有优异的电气、光学和热学性能。可用于制造较轻的飞机和更好的电池,石墨烯是真正神奇的新材料,石墨烯的潜在应用还包括可印刷电子消费品；高效的能源存储,如轻量级和快速充电的便携式设备和汽车电池；超强轻质复合材料,如航空航天材料。

Thomas Swan曾与Amber研究团队合作两年,已经签订了规模生产许可协议,为全球各行业提供该材料。

Tetra Pak公司在巴西其包装材料中使用生物基低密度聚乙烯

Plast News,2014 - 05 - 02

Tetra Pak公司正在巴西其包装材料中使用生物基低密度聚乙烯（LDPE）,并计划进一步提高其包装材料中的生物基材料含量。据Tetra Pak公司称,由巴西Braskem 公司提供的该LDPE被用来与纸质材料结合,可再生材料的质量分数增至82%。2014年2月开始在包装材料中使用该生物基LDPE,用于可口可乐公司的Del Valle果汁饮料包装,后续将扩大到所有的Tetra Pak巴西公司的150家客户。

未来的发展将进一步推动可再生材料的使用。Tetra Pak公司树立了开发全部用再生材料作为包装材料的雄心。这次生物基LDPE投放市场是朝这个方向迈出的重要一步。

Karlsruhe理工学院等开发出新型自愈合聚合物

Chem Weekly,2014,59（37）：175

Karlsruhe理工学院和Evonik工业集团开发出一种化学交联反应,使聚合物受损后在相对低温下加热时具有良好的短期愈合性。通过加热、光照或添加化学物质,可以随时触发自愈机制。Christopher Barner-Kowollik教授称,他们的方法不需要任何催化剂,也不需要加入添加剂。

Barner-Kowollik的工作小组与Creavis公司花费约4年共同开发出新型的聚合物网状物。在50～120 ℃的相对低温下, 该网状物在几分钟内呈现出优良的愈合性能。经机械测试证实,该材料的原始属性可完全恢复。 Barner-Kowollik表示,他们成功地证明了测试样本第一次愈合后的结合力甚至比之前更强。由于较高温度时流动性增强,材料可以被模塑得很好。潜在的应用领域是生产用于汽车和飞机工业的纤维增强塑料组件。

利用CO2的一类新型聚合物

Chem Eng, 2014 - 05 - 01

东京大学的Kyoko Nozaki和她的研究小组合成了一种由CO2和丁二烯制成的新型共聚物。虽然丁二烯已规模化用于制造合成橡胶,但在一步反应中CO2与丁二烯进行共聚以前是不可能实现的,因为CO2的传输步骤是高度吸热的。

研究者通过使用间位稳定的内酯中间体,3-亚乙基-6-乙烯基四氢-2H-吡喃-2-one,避免热力学和动力学障碍,该中间体由钯催化CO2与1,3-丁二烯缩合形成。随后内酯中间体的自由基聚合生产出CO2质量分数为29%的高相对分子质量的共聚物。该共聚物点火后,无有毒气体释放。在高温（最高分解温度340 ℃）下新型聚合物仍能保持其完整性,使得它适合于熔融成型产品,包括外壳、薄膜和其他一般用途的应用。

该工艺也被成功地应用于CO2、丁二烯和第二种1,3-丁二烯一釜共聚。该共聚技术打开了利用CO2作为原料生产新型聚合物材料之门。

沙特基础工业公司推出可再生能源认证的聚烯烃组合

PRW,2014 - 05 - 14

沙特基础工业公司（Sabic）已推出其首个在ISCC+认证计划之下的可再生聚烯烃组合,该产品组合包括可再生聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）,响应来自包装行业的沙特基础工业公司客户对可持续材料不断增长的需求。

Sabic公司表示,公司已经优化了其技术,允许利用可再生原料生产可再生PP和PE。可再生PP和PE提供了相对那些采用化石燃料生产产品相同的性能。该技术有可能具有彻底改变欧洲和世界各地的塑料和包装行业的潜力。

生物材料代替大部分塑料部件的概念车

Plast Technol, 2014 - 05 - 14

芬兰的森林和生物材料供应商UPM及赫尔辛基应用科学Metropolia大学联合开发一种新型概念车,采用优质、安全、耐用的被称为UPM Formi和UPM Grada的生物材料,替代了大部分由塑料制成的传统部件。

该概念车采用UPM Formi生物复合材料（即纤维素纤维增强聚丙烯和高密度聚乙烯）,可用于如前罩、侧裙、仪表板、门板和内部面板等部件。UPM Formi生物复合材料被设计用于注塑、挤出和热成型生产,是一种持久的、高质量的、无味、无毒且质量均匀的生物复合物,含有高达50%的可再生原料。同时在车厢地板、中心控制台、显示面板盖和车门面板采用UPM Grada热成型的木质材料。

车辆以UPM的基于木质的可再生柴油UPM bioverno为动力,可大幅减少温室气体的排放量。该概念车比同类汽车轻约330磅,从而降低了燃油消耗。

（“技术动态”均由全国石油化工信息总站提供）

（本栏编辑 祖国红）