离子液体推动催化技术变革 助力碳四产业链升级

       元旦前夕，由中国科学院过程工程研究所、辽宁盛泽催化剂科技有限公司及洛阳炼化有限责任公司联合完成的“离子液体介导的丁烷高效氧化制顺酐新型催化剂和工艺过程及产业化应用”项目，在北京通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。以中国科学院院士何鸣元领衔的鉴定委员会一致认为，该成果达到国际领先水平，标志着我国顺酐产业实现了重大技术突破。

　　中国科学院过程工程研究所研究员刘瑞霞介绍，项目团队经过10年研究攻关的具有自主知识产权的这种丁烷氧化制顺酐新型催化剂和成套绿色低碳技术，创新性利用离子液体微环境、特殊氢键、配位络合及元素定向导入精准构筑催化剂的新方法，创制了多活性位点的低酸型晶格氧催化剂(ILO)，实现了溶剂环境及活化氛围的有效调控，形成了ILO催化剂规模放大制备成套技术，制备的催化剂结构可控、质量优异、性能稳定。同时还开发了新型催化剂丁烷高效氧化反应器和活化装置，突破了气体分布、反应取热、催化剂级配装填等关键技术，实现了丁烷高效选择性转化，打破了国际巨头企业对顺酐技术的长期垄断。

　　近年来，该成果成功应用于洛阳炼化、惠州宇新、克拉玛依金源精细化工等10余套顺酐工业装置，取得了显著的经济和环保效益，其中经济效益200多亿元。与传统技术相比，新型催化剂在顺酐生产中的表现突出：丁烷单程转化率超85%，顺酐选择性大于82%， 轻酸选择性低于0.1%，顺酐质量收率提高10%，轻酸副产物减少90%以上，工艺条件改善，热点温度降低20-30℃，吨顺酐产品平均丁烷消耗降至1.03吨/吨，催化剂综合指标优于国内外同类产品。

　　专家认为，装置运行结果表明，在催化剂性能提升、工业化应用及绿色环保等方面均领先现有技术。该技术的推广应用将推动化工行业向低碳、绿色方向发展，进一步提升离子液体研发和应用的国际影响力。通过大规模产业化，不仅有效提高了石化资源的利用效率，还显著减少了环境污染，推动行业高质量发展。

　　据悉，碳四烷烃(丁烷)是石油开采油田伴生气以及石油炼化过程常见的副产物之一，主要被作为低值燃料直接燃烧利用，造成大量碳排放。以正丁烷和氧气(空气)为原料生产世界第三大有机酸酐——顺酐，不但实现了烷烃的高值转化利用，而且实现了负碳技术与高端不饱和树脂、电子封装、食品医药等新兴产业的耦合发展。钒磷氧(VPO)系催化剂是目前正丁烷氧化制顺酐反应最有效、也是唯一实现工业应用的低碳烷烃选择氧化催化剂，但其存在转化率低、选择性差等问题，且核心技术被国外垄断。