圖為十萬噸級離子液體床催化二氧化碳合成碳酸酯工業裝置。 中科院過程工程所 供圖
中新網北京5月24日電 (記者 孫自法)記者24日從中國科學院過程工程研究所(中科院過程工程所)獲悉，該所研發的離子液體催化二氧化碳合成碳酸酯綠色低碳成套新技術近日通過中國石油和化學工業聯合會組織的成果鑒定。這項成果實現離子液體催化劑-反應器-工藝過程的系統創新，在廣東惠州建成10萬噸級離子液體催化二氧化碳合成碳酸酯工業裝置，自2021年3月至今已連續穩定運行14個月。
該10萬噸級工業裝置生產的碳酸酯(包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等)產品達到電子級標準，乙二醇產品達到聚酯級標準。運行結果表明，離子液體催化二氧化碳合成碳酸酯綠色低碳成套新技術具有工藝先進、流程短、能耗低、效益好等優勢，應用前景廣闊。
中科院過程工程所介紹說，這次通過鑒定的綠色低碳成套新技術主要成果包括四個方面：
一是通過調控正負離子相互作用及離子微環境，突破離子液體活性低、成本高、長周期運行穩定性差等難題；二是攻克大型離子液體床反應器氣液均勻分布、反應-傳遞高效匹配等關鍵技術，有效抑制副反應，實現二氧化碳與環氧乙烷的高效高選擇性轉化；三是研發成功梯次轉化-可控撤熱-降膜分離-閉路循環的反應工藝系統，實現高活性環氧乙烷、強放熱反應過程的安全可控；四是研發出反應-分離耦合過程強化及能量梯級優化利用技術，大幅提高單程轉化率，顯著降低系統能耗。
中科院過程工程所所長張鎖江院士表示，該所最新通過鑒定成果的突出優勢是利用工業排放的二氧化碳生產電子級碳酸酯聯產聚酯級乙二醇。利用高活性環氧乙烷誘導活化惰性二氧化碳分子提升反應熱力學驅動力，通過正負離子協同介導降低過渡態活化能，實現原子經濟性反應“固碳”，突破了二氧化碳活化難的問題；通過聯產聚酯級乙二醇，進一步提高成套裝置的經濟效益，解決了制約其大規模應用的難題。
據了解，碳酸酯是鋰電池電解液的主要成分，對新能源汽車、儲能、電子信息等產業發展具有不可或缺的價值。更為重要的是，碳酸酯作為一類平臺化合物，可衍生出系列產品及材料，如可替代光氣合成聚碳酸酯、異氰酸酯等，被譽為綠色化學化工的新基石。乙二醇是生產聚酯、合成纖維、防凍劑、醫藥等的基礎原料，目前中國需求量2000多萬噸，對外依存度高達50%。
離子液體催化二氧化碳合成碳酸酯綠色低碳成套新技術的大規模產業化及推廣應用，將有力促進低碳甚至負碳產業鏈的形成，同時為世界離子液體的應用發展提供又一成功范例。業內專家認為，該項新技術潛力大、效益好，在相關工業生產領域具有重要示范作用。
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