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零臭氧损耗环境友好型氟化物的制造及过程催化剂技术的开发和应用

成果类别:新品研发 项目负责人:周晓猛
专利情况:获得专利 知识产权:北京宇极科技发展有限公司、 北京理工大学
获奖信息:2014年北京市科学技术奖二等奖 研发状态:合作研发
详细描述:

1.项目名称: 零臭氧损耗环境友好型氟化物的制造及过程催化剂技术的开发和应用

2.完成单位: 北京宇极科技发展有限公司 北京理工大学

3.项目简介: 该项目属于环境化学工程技术领域,通过气相催化氟化法,制备了一系列环境友好的氟化物,是为我国履行《蒙特利尔议定书》和《京都议定书》义务,旨在保护人类赖以生存的大气臭氧层及减少温室效应气体的排放而展开的。 该项目选取了具有代表性的碳酰氟、1,1,1,3,3-五氟丙烷、五氟乙烷、二氟甲烷、1,1,2,2-四氟乙烷、三氟碘甲烷和五氟碘乙烷等环境友好型氟化物作为突破口,独立开发了过程催化剂和公益工艺过程两大核心技术:

1>过程催化剂技术方面,在氟化催化剂、氢化催化剂和碘化催化剂的研究上取得重大突破。其核心是在传统的金属氟化物中,通过引入一系列具有独特性能的辅助元素,利用它们与氟元素形成易挥发氟化物的特点,制备出各种多孔性、高比表面金属氟化物催化剂及载体,残留在载体上的微量元素改进了载体的热稳定性。这些氟化物催化剂及载体,能够长期用于400℃500℃高温环境及氟化氢、氯化氢、碘化氢等强腐蚀性介质中,催化剂在工业中实际使用寿命已超过2年。本项目的催化剂技术水平处于世界领先地位。

2>工艺过程技术方面,在对反应过程中的氟化氢和氯化氢介质进行的干法分离,中间体及产物的萃取精馏技术的应用研究上取得了重大突破。实现了HFHCl的有效分离,去除了HCl中微量的HF、降低了能耗、提高了HF利用率。萃取精馏技术解决了含氟化合物易共沸、难以分离的难题。本项目的干法分离技术和萃取精馏技术均达到世界先进水平。 该项目已申请发明专利14项,已获授权10项。 该项目已将碳酰氟、五氟乙烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷工艺技术和二氟甲烷专用催化剂技术转让到中化集团等大型企业,实现了大规模工业化生产。

对本企业来说,该项目共达成技术转让合同4想项,专利权转让1娘项,合同总金额达3668万元人民币;通过技术应用,实现销售收入519万元人民币;通过参股的形式,获得实际股权共计5700万元人民币。对受让企业来说,除实现了技术提升外,也实现了经济效益的巨大飞跃。五氟乙烷工艺技术从200/年已放大至28000/年规模,累计已形成产值12.6亿元,利税4.58亿元。;二氟甲烷催化剂在产线上连续使用寿命已超过1年,为企业节约了大量成本,提高了生产效率。 此项目的完成,对提高我国在ODS替代物技术的核心竞争力,建立独立自主的知识产权,提高我国稀有氟资源利用效率,完成我国政府对国际社会的承诺起了举足轻重的作用,产生了巨大的经济效益和社会效益,具有重要意义。

4.主要完成人及技术贡献:

权恒道 项目总负责人,确定了本项目研究目标物,全面主持研究工作,制定研究路线和方法,完成了理论实验工作,并指导项目组成员设计和实验研究以及工程化应用,对创新点1~4作出了重要贡献。

张小玲 负责HFC-125催化剂的研发、催化剂性能的考核和评价及中间产物和最终产物的分析;以及HFC-245fa的原料HCFC-240fa工艺路线设计,对创新点1,2,3作出了重要贡献。

周晓猛 负责催化剂工程化及产业化,对创新点1,4作出了重要贡献。

贾晓卿 催化剂研发及工业化应用的主要贡献人之一,对创新点1作出了重要贡献。

陈朝辉 催化剂研发及工业化应用的主要贡献人之一,对创新点1作出了重要贡献。

张呈平 氟化催化剂研发及工业化应用的主要贡献人之一,对创新点1作出了重要贡献。

潘仁明 项目主要参与人之一,负责CF3IHFC-245fa的小试技术开发,对创新点13作出了重要贡献。

杨光成 氢化催化剂及碘化催化剂主要研发人之一,负责HFC-134的工艺路线、反应条件优化及三氟碘甲烷和五氟碘乙烷催化剂的研发,对创新点1,4作出了重要贡献。

5.曾获科技奖励情况: 2014年北京市科学技术奖二等奖

6.主要知识产权证明目录: 氢氟烃的制备工艺及其专用催化剂的制备方法 一种制备氯代烃的方法 11133-五氟丙烷的生产方法 一种同时合成三氟碘甲烷和五氟碘乙烷的方法 一种合成1,1,2,2-四氟乙烷的方法 氟化卤代烃的氟化催化剂 全氟甲基乙稀基醚的制备方法 一种2333-四氟丙烯的合成方法 一种1333-四氟丙烯的制备方法 高温湿法裂解制备含氟烯烃的方法