开发了硝基化合物低温加氢反应的高效催化剂及绿色反应过程。(1)反应温度从目前的150-260 ℃降至35-100 ℃;(2)反应过程无有机溶剂使用;(3)产品选择性好,无废弃物产生;(4)反应过程安全,可控,无中间产物累积,产品纯度好。(5)按年产10万吨的工艺估算,总成本估计节约10%-20%。此外,开发了系列具有高效催化活性的镍基催化剂,实现了实验室低温芳环硝基化合物、苯甲酸等绿色催化加氢反应过程。从源头上消除污染,减少生产过程的事故,可望推动加氢清洁工艺的研发进程。
油脂催化加氢合成高碳醇及烷烃
开发了活性高、选择性好的Ru基催化剂,该催化剂对油脂加氢脱氧反应制备长链的烷烃具有良好的催化性能。降低了油脂的加氢脱氧反应的反应温度,在比较温和的条件下即实现了油脂的加氢脱氧反应,反应温度为200-250℃,长链烷烃的产率大于90%。此外,我们还开发了一种Cu基催化剂,该催化剂可以催化油脂加氢转化为高级脂肪醇,收率大于98%。
环己烷氧化合成环己酮环己醇
开发了一种Ti基合金催化剂,催化剂原料廉价,制备工艺简单。反应中催化剂性质稳定,组分没有流失。反应后催化剂不需要处理,分离后就可直接重复利用,并且活性稳定。催化氧化环己烷产物清澈,不会沉淀结渣。环己烷转化率可达到7%,环己醇和环己酮的总选择性可达到80-90%以上。
苯胺催化加氢新工艺
苯胺是一种重要的化工原料和精细化工中间体,苯胺可生产的重要化工产品约有300多种。目前,苯胺的生产大多采用高温(250-280℃)高压(1-3MPa)下硝基苯气相加氢技术,工艺过程非常危险,并已有多起爆炸的案例。本研究提供一种硝基苯在超临界二氧化碳中的低温(30-50℃)气相加氢新技术,该技术不但降低了反应温度,还可以大大的提高反应速率和产品的纯度,反应后采用原位超临界二氧化碳萃取法分离和精制产物,得到高纯度苯胺。而且经超临界二氧化碳萃取后的生产废水含苯胺或硝基苯的浓度可达到或低于国家排放标准。
由于二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和橡胶助剂的拉动,近年来,苯胺的需求量急剧增加。据相关数据显示,目前我国苯胺生产能力大约为206.5万吨/年,其中商品苯胺的产能约为127.5万吨/年。预计到2012年,我国苯胺产能将高达250万吨以上,市场价格约为1.05万元,市场需求量非常大,具有相当客观的经济效益。按年产10万吨的工艺估算,年节能1-6.4X1010kJ的热量,减排废水5万吨,节约有机溶剂10万吨,总成本将节约10-30%。
聚脲高分子材料
随着现代社会对石化资源的日益依赖,不断增加的CO2排放已经不仅仅是一个环境问题,已经上升到了国际关系和关乎人类生存与发展的高度。在强调二氧化碳排放源头控制的同时,二氧化碳资源化利用值得关注。尿素衍生物是一种重要的医药化学化工中间体。传统的制备方法中使用有毒有害的光气、异氰酸酯或者价格昂贵的碳酸酯等为原料来制备,我们利用廉价、无毒、易得的二氧化碳为原料替代光气、异氰酸酯成功的制备了系列尿素衍生物及聚脲高分子材料。本研究成果具有方法简单,无需使用有机溶剂、助剂等,即可高产率的得到相应的尿素衍生物。产物中无任何有毒有害的副产物的生成,具有很高的原子经济性。