技術動態

技術動態

由藻類生產原油的連續工藝

Chem Eng，2014 - 02 - 01

美國西北太平洋國家實驗室的科學家開發出一種從藻類生產原油的連續工藝，他們認為該工藝可降低基于藻類的燃料的生產成本。該工藝的工作原理是：水熱液化和催化熱液氣化結合，反應溫度350 ℃，反應壓力20.7 MPa。西北太平洋國家實驗室稱，該反應可將藻類中50%～70%的碳轉化為原油。除了原油（由其可得到航空燃料、汽油、柴油燃料）， 該工藝還可生成燃料氣體，以及用來幫助藻類生長的水和氮、磷、鉀等養分。

雖然構建高壓系統相對昂貴，但由于不需要用溶劑提取油并免除了能源密集型的干燥藻類步驟，因此降低了成本。目前大多數基于藻類的燃料生產方法都包括這兩種元素。該反應器系統每小時處理1.5 L漿料。該技術已授權給生物燃料Genifuel公司進行進一步開發。

低成本的固定能量存儲系統商業亮相

Chem Eng，2014 - 03 - 01

Aquion能源公司開發出采用水基電解液的新型化學電池，該電池成本低廉、安全、循環壽命長，可用于固定能量存儲。Aquion電池采用硫酸鈉水溶液為電解液，該技術目前已進入了商業推廣階段。Aquion公司首席技術官及首先開發出該技術的卡內基-梅隆大學研究小組負責人Whitacre稱，這種水性電解液，比有機溶劑型電解液更安全。在電池中鈉離子可作為電荷的載劑，而電極由具有立方尖晶石結構的氧化錳（陰極），以及碳纖維復合材料（陽極）制成。Whitacre解釋：陽極上發生3種不同離子（即Na+，Li+，H+）的贗電容反應，用一種簡單的無紡棉纖維材料分隔開電池的電極。電池系統由一個或多個電池模塊單元組成。每個單元能提供150 kW·h功率，并且電池單元之間可以連接以提高其功率。

Aquion公司已完成其位于賓夕法尼亞的裝置生產線的施工。公司預計，該電池可在固定長持續時間的能量存儲等領域進行應用，例如微電網、離網系統、集成風力發電和太陽能發電等領域。

DSM公司開發出一種超高相對分子質量聚乙烯膜技術

High Performance Plastic，2014 - 02

生物醫學材料專家DSM生物醫學公司開發出一種超高相對分子質量聚乙烯（UHMWPE）膜技術。據稱，這種專有的膜技術最初將會在用于治療外周動脈疾病的外圍支架中使用。外圍支架可重新打開血管,促進血液循環,并在最極端的情況下，避免截肢。該技術稱為Dyneema Purity，隨時間的推移，該技術將擴大到其他心血管治療領域。這種技術可替代目前使用的發泡聚四氟乙烯（ePTFE）薄膜。

UHMWPE膜是一種不會引起排斥的惰性材料，它很容易處理并可在較低溫度下加工。與ePTFE薄膜相比，UHMWPE薄膜還具有更高的強度與體積之比，因此制造商可制造較小外形的醫療設備，應用在微創手術方面。該膜還能創建疊層結構，可產生多孔，使UHMWPE膜可以接受涂層和藥物。UHMWPE材料可與其他材料結合，如聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、熱塑性聚氨酯。

Milliken化學公司推出一種用于聚丙烯門飾板的合成增強材料

Plast Technol，2014 - 04

Milliken公司的Hyperform HPR-803i鎂基增強纖維將增添到汽車的外門飾板應用中。自2009年推出以來，Milliken公司的Hyperform HPR-803i材料一直在聚丙烯（PP）復合物中使用，用于生產汽車內部組件，如后擋板和B柱裝飾板等。最近，它被一家歐洲一級供應商用于新生產的跨界車的外門飾板，顯示其審美以及輕量化的好處。

除歐洲混配商之外，現在可從北美混配商購得Hyperform增強的PP復合物，包括華盛頓賓夕法尼亞塑料公司、Noble聚合物公司、Albis公司。這種增強劑允許汽車設計師使用比常規材料少的填料生產零件并保持其性能，使其重量降低15%。據說，可只用12% HPR-803i材料代替30%滑石生產大型注塑PP零部件。使用這種纖維增強的PP復合物時，即使在經過多次回收和混合操作之后，仍能保留材料優良的剛度/沖擊平衡和熱變形。研究證實：這種合成增強材料可改善表面外觀，允許加工者減少顏料用量，同時滿足色彩要求。還可進一步優化配方來提高抗劃傷性。

由工業二氧化碳培養的海藻制成塑料

Eur Plast News，2014 - 03 - 14

西班牙研究機構Aimplas研究所，以及14個歐洲合作伙伴推出了一個項目，目標是在光生物反應器中培養微藻，只需利用陽光和工業二氧化碳排放物，為化工行業生產不同的產品。這一歐洲委員會資助項目Bisigodos，是第七個框架計劃項目，旨在選擇和培育這些微生物新品種，生產人造燃料，然后通過該公司位于西班牙Alicante的生物燃料系統使該研究商業化。該項目的范圍和其雄心勃勃的目標，需要來自不同領域的合作伙伴的參與。在第一階段，項目內容包括在實驗室光生物反應器中進行微藻的最佳品種挑選及培育，這些品種還將被優化，以獲得最高產量的產品。微藻在富含二氧化碳的環境中快速增長。因此，利用光生物反應器，每公頃每年可生產超過150 t干生物質。

日本理化學研究所等開發出由藍藻光合成高效生產生物塑料的技術

石油化學新報（日），2014（4791）：21

日本理化學研究所與馬來西亞科學大學聯合通過在藻類（藍藻）中導入微生物基因，只采用光合成法成功高效地生產出生物塑料聚羥基烷酸（PHA）。

兩國共同研究小組通過潛心研究發現了在藍藻中導入與合成生物塑料有關的3種基因（phaB，phaC，nphT7），并通過采用光合成法對生物塑料合成的方法進行開發。研究結果表明，該研究小組成功合成出溶液中不含碳相當于藍藻干重14%的PHA，生產效率達到全球最高水平。另外，在含有微量碳的條件下，加入0.4%（w）的醋酸，可使PHA的產量提高41%。研究結果表明，采用繁殖力非常強的藍藻，可高效率生產生物塑料，因此期待大幅降低生產成本以向市場提供更加廉價的產品。

日本開發出全球耐熱性最強的生物塑料

石油化學新報（日），2014（4799）：12

日本北陸先端科學大學院大學與日本筑波大學共同采用由微生物制得的肉桂類物質，通過光化學手段，開發出全球耐熱性最強的生物塑料。生物塑料可有效減少二氧化碳排放量和易于廢棄物處理，但它一般是一種很柔軟的樹脂，存在力學強度弱和耐熱性差的缺點，因此材料的用途受到限制，目前主要作為垃圾遺棄塑料袋使用。而新開發的生物塑料是對大腸桿菌進行基因重組，再利用它使糖分發酵，從而制造出自然條件下幾乎不存在的氨基肉桂酸。然后再通過光反應和高分子化等方法，由氨基肉桂酸聚合成生物基聚酰亞胺。

新方法制備的聚酰亞胺耐熱溫度超過以往最高耐熱性的芳香族生物聚酯（305 ℃），能達到390～425 ℃。由于它的耐熱溫度超過了無鉛焊接熔點（最高378 ℃），因此預計它可作為電器部件使用。并且，它的線性膨脹系數與金屬一樣低，因此可作為金屬材料的替代材料用于生產汽車發動機周圍部件，由此可達到汽車輕量化的目的。

日本東麗公司開發出具有高拉伸強度的碳纖維增強聚苯硫醚樹脂

JETI（日），2014，61（13）：99

日本東麗公司開發出與鋁鑄件具有相同拉伸強度的碳纖維增強聚苯硫醚（PPS）樹脂，該樹脂可進行注塑成型。在體積相同時，該產品比鋁鑄件輕45%，且還能保持PPS所具有的耐熱性、阻燃性及耐化學腐蝕性。與以往的玻璃增強PPS樹脂一樣，PPS可采用注塑成型機進行成型加工。與金屬材料相比，PPS成型產品的尺寸設計自由度高，生產時可采用各種復合成型技術。使用該材料生產的產品在汽車、電器及機械制造領域將有廣泛用途。目前，公司正在加緊研發確立面向市場的工業化生產技術。

鋁鑄件是將高溫熔化的鋁液注入模具所得，其具有生產效率高和拉伸強度大等特點，因而在汽車/摩托車車輪、引擎部件和機械部件的生產中被廣泛使用。但這次開發的碳纖維增強PPS樹脂，采用東麗公司專有的長纖維碳纖維增強顆粒生產技術以及可用于注塑成型工藝的PPS基樹脂材料生產，拉伸強度與鋁鑄件相當，這在全球尚屬首次。

法國Solvay工程塑料公司開發出新型聚酰胺材料

石油化學新報（日），2014 （4748）: 13

法國Solvay工程塑料公司開發出新型聚酰胺（PA）材料，其商品名為“Technyl One”。

“Technyl One”是可幫助電氣保護產品的生產商應對產品微型化而開發出的一種新型聚合物。與以往的高性能塑料相比，該產品電氣性能更高，其高流動性可賦予產品高的生產效率及高的產品設計自由度。另外，它與耐高溫基材不同，它不會對加工模具和注塑機造成腐蝕，從而有助于生產商有效地降低生產成本。

“Technyl One”首款產品是一種低煙霧生成和零火焰傳播的一流防火材料，它是一種創新的聚酰胺材料，可滿足高端電氣產品對材料的各種苛刻要求，同時具有易于加工和極強的耐腐蝕性能。“Technyl One”的壁厚僅有0.4 mm，但仍可達到UL94V0的阻燃等級。并且它具有無與倫比的熱老化性能，電氣相對溫度指數達150 ℃，從而彌補了材料與高溫聚合物之間的性能差距。

日本三菱人造絲公司開發出高性能中彈性模量的碳纖維

石油化學新報（日），2014（4789）：17

日本三菱人造絲公司開發出新型高性能中彈性模量的碳纖維，其商品名為“Pyrofil MR70”。新產品MR70的強度約為7 GPa，彈性模量約為325 GPa。與以往中彈性模量碳纖維MR60相比，MR70產品的強度提高了約20%、彈性模量提高了10%左右。新產品MR70已經在風橋生產廠的現有裝置上開始生產，產品主要用于生產飛機和體育休閑等高端產品。

碳纖維主要作為飛機和汽車等構造部件和高檔的體育休閑服材料，可達到產品輕量化的目的，從而被廣泛使用。但為了使產品輕量化就必須提高材料強度，同時要求產品壁厚變薄，這要求對產品的彈性模量進行改良。以往，很難制備強度與彈性模量相互兼備的碳纖維。但新產品MR70通過改善母體的制造工藝來彌補產品的一些缺陷，實現對微觀結構的精確控制，從而達到強度高、彈性模量適宜的目的。

三菱人造絲公司已經開始在日本國內的工廠進行生產，并開始向飛機和運動休閑服裝生產客戶提供樣品。

西安近代化學研究所縮合胺化合成乙二胺項目通過驗收

西安近代化學研究所開發的縮合胺化合成乙二胺中試工藝研究項目，通過科技部組織的驗收。

縮合胺化合成乙二胺項目是在低壓條件下，以乙醇胺和液氨為原料，在高效胺化催化劑作用下連續反應合成乙二胺，并聯產哌嗪及三乙烯二胺。科研人員對胺化反應過程的催化劑、反應工藝及胺化產物的分離工藝與精制工程技術、產品分析方法和分析標準進行了系統開發，已形成年產200 t 乙二胺產品生產能力的工藝包。

（“技術動態”均由全國石油化工信息總站提供）

（本欄編輯 張艷霞）