技術動態

技術動態

一種新型生物乙烯生產工藝

Chem Eng,2014 - 05 - 01

Axens公司、法國國際石油研究所和Total煉油化學公司共同研發并推出了一種新型生物乙醇脫水生產聚合級生物乙烯的工藝——Atol工藝。產生的生物乙烯不需要改進就可以集成到現有的下游聚合裝置中,如聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）等聚合裝置。

在Atol工藝中,乙醇在400～500 ℃和溫和的壓力下在氣相中脫水。利用一種熱稀釋劑,并使用兩個串聯的固定床絕熱反應器,采用專利中報道的熱集成技術使熱回收達到最大化,公用工程消耗達到最小化。Atol公司的乙醇脫水催化劑的高選擇性使其在純化階段可回收聚合級生物乙烯,無需傳統工藝使用的堿洗塔和乙烯-乙烷分離器。Axens公司稱,該催化劑具有高活性、高熱穩定性和耐污染性。

INVISTA公司等開發氣體發酵工藝技術將CO2和H2轉變為化工原料

Hydroc Proc,2014 - 05 - 13

INVISTA公司和LanzaTech公司將合作開發以CO2和H2為原料的氣體發酵制備化工原料的技術。若該工藝研發成功,預計最早在2018年將會首次商業化。INVISTA公司還將進一步采用LanzaTech公司領先世界的氣體發酵工藝技術,促進目前在英國威爾特生物科技實驗室研發中的數項生物衍生工藝實現商業化應用。

LanzaTech公司首席執行官Jennifer Holmgren認為,此次合作協議看重氣體發酵技術在生物大宗商品市場的應用前景。LanzaTech公司和INVISTA公司攜手,他們有信心為化工行業的供應鏈帶來突破性改進。

斯坦福大學開發出一種由一氧化碳高效生產液體乙醇的新方法

Chem Weekly,2014 - 04 - 22

斯坦福大學開發出一種由一氧化碳高效生產液體乙醇的新方法。該方法可能為傳統的由玉米和其他作物生產乙醇提供一種環保的替代物。斯坦福大學的Kanan助理教授等開發了能在室溫和常壓下由一氧化碳生產乙醇的金屬催化劑,該新技術不需要發酵,放大試驗若取得成功,可解決目前乙醇生產中存在的占用大量土地和消耗大量水資源的問題。其研究證實了通過電催化生產乙醇的可行性。

Kanan等創建了一種由氧化物衍生的銅納米結晶制得的新型電極,建立了一種蓄電池,包括放置在一氧化碳飽和水中的兩個電極的裝置,采用氧化物衍生的銅制備的陰極,可將一氧化碳還原為乙醇。該氧化物衍生的銅產生乙醇和醋酸的效率比使用傳統工藝時銅的使用效率高10倍以上。

新型二氧化碳甲烷化工藝

Chem Week,2014 - 05 - 01

由日立造船股份有限公司、大樹安宅工程有限公司與泰國PTT探索和生產公共有限公司合作的二氧化碳制甲烷的項目已完成第一階段的研究。該工藝采用一種鎳基催化劑,并利用可再生能源電解水得到的H2作為原料。

開發者在生產能力為1 000 Nm3/h的集成管式反應器中進行了多次測試。在200 ℃的較低溫度下運行時,H2轉換率達99.3%,超出現有的高性能甲烷化催化劑的轉化率（90%）。該新型催化劑不含常規的甲烷化催化劑中所使用的稀土類金屬。未來3年內,公司計劃進行第二階段的放大研究。

用于制備非均相催化劑的固體螯合配體

Chem Eng, 2014 - 04 - 01

日本豐田中央研發實驗室公司合成了一種全新的固定化載體,可廣泛應用于藥品和精細化學品合成的金屬-有機配合物催化劑的回收和再利用。

通過采用新合成的有機硅烷前體和表面活性劑的定向自組裝過程,成功合成了在框架（BPY-PMO）內含有2,2'-聯吡啶配體的中孔有機二氧化硅。該BPY-PMO具有獨特的孔隙壁結構,從而保持了對金屬的高配位能力。通過簡單地用所需金屬在90 ℃下的溶液中分散BPY-PMO粉末, 24 h后就能制備出含釕、銥、錸和鈀的各種聯吡啶類金屬絡合物。

該BPY-PMO表現出對芳烴的直接異構催化的優異的配體性能,與傳統的均相銥催化劑相比,該固定化催化劑表現出優異的活性、持久性和可回收性。該BPY-PMO載體催化劑可通過過濾簡單地回收并干燥再使用,可以重復使用高達4次（產率仍不低于78%）。

日本三菱化學公司確立以植物油為原料的炭黑量產技術

化學工業時報（日）,2014（2851）：4

日前,日本三菱化學公司確立了以植物油為原料的炭黑量產技術。并向一部分客戶供貨。此前一直以富含芳香族成分的煤炭類及石油類重質油為原料量產炭黑。而蓖麻油及松香油等植物油芳香族成分含量較低,無法用于量產。這次三菱化學公司通過采用獨有的高功能炭黑生產技術,成功地確立了以植物油為原料的炭黑量產技術。

三菱化學公司采用該技術能進行量產,用不會枯竭的植物原料替代原來的煤炭及石油類礦物資源。該公司還表示,用植物油生產的炭黑為原料生產的橡膠及樹脂合成物等復合物還具有加工性能優良的特點。

日本在全球首次成功合成出間隙型鋁合金氫化物

日經テクノロジ-在線（日）,2014 - 02 - 28

日本原子能研究開發機構與日本東北大學金屬材料研究所和大學原子分子材料科學高等研究機構共同研究開發,在全球首次成功地合成出以鋁為主要原料的間隙型鋁合金氫化物。該合金是一種比原有合金更輕更便宜的儲氫合金。公司的目標是可以為燃料汽車提供更輕便的儲氫合金。

以往以鋁為主要原料的氫化物,雖然已有絡合物鋁氫化物,但沒有一種兼備吸氫和放氫雙功能的材料。此次開發出的鋁與銅的合金Al2Cu在高溫高壓條件下與氫氣反應合成出氫化物Al2CuH。雖然合成的物質還不能直接使用,但至少可以證明以鋁為主要原料的輕量儲氫合金可以實現。并且,今后還有望利用相同的方法合成出多種以鋁為主要原料的間隙型氫化物。如將合金中的部分銅換成其他金屬,就可開發出其他鋁合金氫化物。

愛爾蘭開發大規模生產石墨烯的新工藝

Chem Week,2014 - 04 - 23

都柏林的先進材料和生物工程研究中心（Amber）的研究人員已開發出一種大量生產石墨烯基材料的工藝。該方法可用于高效電池等應用。石墨烯具有優異的電氣、光學和熱學性能。可用于制造較輕的飛機和更好的電池,石墨烯是真正神奇的新材料,石墨烯的潛在應用還包括可印刷電子消費品；高效的能源存儲,如輕量級和快速充電的便攜式設備和汽車電池；超強輕質復合材料,如航空航天材料。

Thomas Swan曾與Amber研究團隊合作兩年,已經簽訂了規模生產許可協議,為全球各行業提供該材料。

Tetra Pak公司在巴西其包裝材料中使用生物基低密度聚乙烯

Plast News,2014 - 05 - 02

Tetra Pak公司正在巴西其包裝材料中使用生物基低密度聚乙烯（LDPE）,并計劃進一步提高其包裝材料中的生物基材料含量。據Tetra Pak公司稱,由巴西Braskem 公司提供的該LDPE被用來與紙質材料結合,可再生材料的質量分數增至82%。2014年2月開始在包裝材料中使用該生物基LDPE,用于可口可樂公司的Del Valle果汁飲料包裝,后續將擴大到所有的Tetra Pak巴西公司的150家客戶。

未來的發展將進一步推動可再生材料的使用。Tetra Pak公司樹立了開發全部用再生材料作為包裝材料的雄心。這次生物基LDPE投放市場是朝這個方向邁出的重要一步。

Karlsruhe理工學院等開發出新型自愈合聚合物

Chem Weekly,2014,59（37）：175

Karlsruhe理工學院和Evonik工業集團開發出一種化學交聯反應,使聚合物受損后在相對低溫下加熱時具有良好的短期愈合性。通過加熱、光照或添加化學物質,可以隨時觸發自愈機制。Christopher Barner-Kowollik教授稱,他們的方法不需要任何催化劑,也不需要加入添加劑。

Barner-Kowollik的工作小組與Creavis公司花費約4年共同開發出新型的聚合物網狀物。在50～120 ℃的相對低溫下, 該網狀物在幾分鐘內呈現出優良的愈合性能。經機械測試證實,該材料的原始屬性可完全恢復。 Barner-Kowollik表示,他們成功地證明了測試樣本第一次愈合后的結合力甚至比之前更強。由于較高溫度時流動性增強,材料可以被模塑得很好。潛在的應用領域是生產用于汽車和飛機工業的纖維增強塑料組件。

利用CO2的一類新型聚合物

Chem Eng, 2014 - 05 - 01

東京大學的Kyoko Nozaki和她的研究小組合成了一種由CO2和丁二烯制成的新型共聚物。雖然丁二烯已規模化用于制造合成橡膠,但在一步反應中CO2與丁二烯進行共聚以前是不可能實現的,因為CO2的傳輸步驟是高度吸熱的。

研究者通過使用間位穩定的內酯中間體,3-亞乙基-6-乙烯基四氫-2H-吡喃-2-one,避免熱力學和動力學障礙,該中間體由鈀催化CO2與1,3-丁二烯縮合形成。隨后內酯中間體的自由基聚合生產出CO2質量分數為29%的高相對分子質量的共聚物。該共聚物點火后,無有毒氣體釋放。在高溫（最高分解溫度340 ℃）下新型聚合物仍能保持其完整性,使得它適合于熔融成型產品,包括外殼、薄膜和其他一般用途的應用。

該工藝也被成功地應用于CO2、丁二烯和第二種1,3-丁二烯一釜共聚。該共聚技術打開了利用CO2作為原料生產新型聚合物材料之門。

沙特基礎工業公司推出可再生能源認證的聚烯烴組合

PRW,2014 - 05 - 14

沙特基礎工業公司（Sabic）已推出其首個在ISCC+認證計劃之下的可再生聚烯烴組合,該產品組合包括可再生聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）,響應來自包裝行業的沙特基礎工業公司客戶對可持續材料不斷增長的需求。

Sabic公司表示,公司已經優化了其技術,允許利用可再生原料生產可再生PP和PE。可再生PP和PE提供了相對那些采用化石燃料生產產品相同的性能。該技術有可能具有徹底改變歐洲和世界各地的塑料和包裝行業的潛力。

生物材料代替大部分塑料部件的概念車

Plast Technol, 2014 - 05 - 14

芬蘭的森林和生物材料供應商UPM及赫爾辛基應用科學Metropolia大學聯合開發一種新型概念車,采用優質、安全、耐用的被稱為UPM Formi和UPM Grada的生物材料,替代了大部分由塑料制成的傳統部件。

該概念車采用UPM Formi生物復合材料（即纖維素纖維增強聚丙烯和高密度聚乙烯）,可用于如前罩、側裙、儀表板、門板和內部面板等部件。UPM Formi生物復合材料被設計用于注塑、擠出和熱成型生產,是一種持久的、高質量的、無味、無毒且質量均勻的生物復合物,含有高達50%的可再生原料。同時在車廂地板、中心控制臺、顯示面板蓋和車門面板采用UPM Grada熱成型的木質材料。

車輛以UPM的基于木質的可再生柴油UPM bioverno為動力,可大幅減少溫室氣體的排放量。該概念車比同類汽車輕約330磅,從而降低了燃油消耗。

（“技術動態”均由全國石油化工信息總站提供）

（本欄編輯 祖國紅）