大连化物所“5万吨/年乙烯多相氢甲酰化及其加氢制正丙醇工业化技术”通过科技成果鉴定

5月14日，中国科学院大连化学物理研究所合成气转化与精细化学品催化研究中心研究员丁云杰/严丽团队开发的、具有自主知识产权的“5万吨/年乙烯多相氢甲酰化及其加氢制正丙醇工业化技术”，通过了由中国石油和化学工业联合会组织的成果鉴定。

中科院院士谢在库担任鉴定委员会主任。鉴定会上，丁云杰作了关于5万吨/年乙烯多相氢甲酰化及其加氢制正丙醇工业化技术的工作报告，介绍了该技术的研发历程。严丽和宁波巨化化工科技有限公司涂齐辉高级工程师分别作了科技查新报告和生产运行报告。鉴定委员会专家审查了相关鉴定技术资料，并与研发团队就科学技术问题和工业化应用情况进行了交流和讨论。鉴定委员会一致认为，发明的乙烯氢甲酰化金属Rh单原子多相催化剂属于首创技术，整体技术达到国际领先水平，一致同意通过鉴定。

由大连化物所提供核心技术、上海寰球工程有限公司设计、宁波巨化化工科技有限公司投资建设的“5万吨/年乙烯多相氢甲酰化及其加氢制正丙醇的工业化装置”于2020年8月底投料开车，平稳运行至今。2021年10月18日至21日，该装置进行了内部72小时连续运行考核，结果显示，乙烯总转化率为99.26%，丙醛加氢总转化率为99.58%，丙醛和正丙醇的选择性分别为99.51%和98.64%。

烯烃氢甲酰化反应是一种将烯烃、氢气和一氧化碳转化为醛类化合物的反应，该过程中原材料的利用率近100%，在优化利用资源方面具有重要意义。同时，醛可以进一步转化成为醇、酸和酯等化学品，这些化学品是洗涤剂、增塑剂、表面活性剂以及医药、香料等高附加值精细化学品的主要原料。然而，烯烃氢甲酰化反应在催化过程中存在诸如贵金属和配体的流失、催化剂与产物分离困难、大量使用溶剂、大量低品位反应热利用率低等问题。

针对上述问题，丁云杰/严丽研究团队自主研发了烯烃多相氢甲酰化单原子催化剂，在分子水平上设计合成了乙烯基官能团化的含磷原子有机配体单体，并制备出以高度裸露的磷原子骨架为结构单元、具有大比表面积和多级孔结构特点的有机聚合物材料。此类聚合物材料具备载体和配体的双重功能，与氢甲酰化活性金属单原子（铑和钴离子）形成了具有多重配位结构和高稳定性的单原子催化剂。

通过本次科技成果鉴定的“5万吨/年乙烯多相氢甲酰化及其加氢制正丙醇工业化技术”具有以下技术优势：贵金属原子利用率接近100%，且流失量可忽略不计；催化剂与反应体系几乎无分离成本；反应体系中采用无溶剂化的绿色环保过程，因此醛和正丙醇产品杂质少、纯度高；通过在工程化过程中的节能设计，使氢甲酰化反应和加氢反应中大量的低品位热量得到了高效利用。

“5万吨/年乙烯多相氢甲酰化及其加氢制正丙醇工业化技术”为单原子催化剂的广泛工业应用提供了成功范例，也进一步丰富了单原子催化理论。同时，该技术还可以拓展到其他烯烃的氢甲酰化生产醛的过程中，缓解我国醇、酸、脂等重要化工原料的供需矛盾。

该项目得到中科院战略性先导科技专项（A类）“变革性洁净能源关键技术与示范”、中科院战略性先导科技专项（B类）“能源化学转化的本质与调控”、国家自然科学基金、中科院青年创新促进会等的支持。

鉴定会现场（左）；5万吨/年乙烯多相氢甲酰化及其加氢制正丙醇的工业化装置（右）