目前，生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的工業(yè)方法主要有三種，分別為：氯醇法、醋酸烯丙酯-烯丙醇法、甘油法。在我國由于烯丙醇法工藝流程長，投資費(fèi)用和成本相對較高已經(jīng)停用。而氯醇法與甘油法都存在高鹽廢水的嚴(yán)重環(huán)保問題，迫切需要環(huán)氧氯丙烷綠色制造方法。

 

中科院大連化學(xué)物理研究所在國家自然科學(xué)基金的支持下自90年代開始一直從事烯烴綠色環(huán)氧化的基礎(chǔ)研究工作。2001年5月大連化學(xué)物理研究所奚祖威研究員等提出了一類新型催化體系——反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化劑，此催化劑本身不溶于反應(yīng)介質(zhì)中，但在過氧化氫的作用下形成可溶于反應(yīng)介質(zhì)的活性物種，進(jìn)而與烯烴作用，高選擇性地生成目標(biāo)產(chǎn)物。當(dāng)過氧化氫被消耗完，催化劑又從反應(yīng)體系中析出，該研究成果引起了工業(yè)界的普遍關(guān)注，被認(rèn)為是非常理想的“綠色”環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)路線。

 

自2001年起，高爽研究員帶領(lǐng)的選擇氧化研究組在國家基金委重點(diǎn)基金、中石化、科技部973等項(xiàng)目的支持，在研究丙烯環(huán)氧化技術(shù)的同時(shí)研發(fā)了無溶劑條件下反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化雙氧水直接氧化氯丙烯制環(huán)氧氯丙烷的新工藝。2007年5月31日遼寧省科技廳通過該技術(shù)的小試成果鑒定：中科院大連化物所采用反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化法，在無溶劑條件下，直接利用H2O2與氯丙烯進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)室成功合成了環(huán)氧氯丙烷;催化劑可循環(huán)使用;該工藝具有反應(yīng)條件溫和、選擇性和收率高、無污染等優(yōu)點(diǎn);成本低于傳統(tǒng)方法，屬綠色環(huán)保工藝，國內(nèi)外首創(chuàng)。2010年該技術(shù)完成了實(shí)驗(yàn)室10噸/年的中試研究，并獲得大連市科技進(jìn)步一等獎。期間，該項(xiàng)目也先后得到了金川集團(tuán)與中海油山東?；瘓F(tuán)的支持。

 

莘縣華祥鹽化有限公司一直采用氯醇法制環(huán)氧氯丙烷，皂化產(chǎn)生的廢水量大，且不易處理。在日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力下，迫切需要進(jìn)行工藝路線的改進(jìn)。企業(yè)的需求和大連化學(xué)物理研究所工藝技術(shù)路線的先進(jìn)性、成熟性相契合，促進(jìn)了該技術(shù)的工業(yè)研發(fā)應(yīng)用。2015年2月大連化學(xué)物理研究所、莘縣華祥鹽化有限公司聯(lián)合山東凱泰科技有限公司共同開發(fā)了世界首套雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷5000噸/年成套工藝，并于2016年12月建成。

 

經(jīng)過三年的共同努力，“雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷新工藝(DECH)”科技成果順利通過鑒定。本次鑒定會由石化聯(lián)合會科技項(xiàng)目處副處長趙明主持，中國石油化工集團(tuán)公司謝在庫院士擔(dān)任鑒定委員會主任。鑒定委員會專家首先聽取了高爽研究員等科研人員做的技術(shù)研究報(bào)告，并詳細(xì)審查了查新報(bào)告及相關(guān)現(xiàn)場考核數(shù)據(jù)資料;經(jīng)質(zhì)詢、討論，鑒定委員會專家一致認(rèn)為“該技術(shù)環(huán)境友好，屬世界首創(chuàng)”，建議“盡快開展工藝流程、關(guān)鍵設(shè)備等優(yōu)化工作，盡快建成工業(yè)化生產(chǎn)示范裝置，實(shí)現(xiàn)環(huán)氧氯丙烷產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級和綠色發(fā)展。”

 

鑒定會前，石化聯(lián)合會組織的現(xiàn)場標(biāo)定委員會在莘縣華祥鹽化有限公司對5000t/a雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷裝置進(jìn)行了現(xiàn)場考核，并認(rèn)真核對了現(xiàn)場的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

 

中科院大連化學(xué)物理研究所高爽研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出性能穩(wěn)定的反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化劑并完成了工業(yè)放大制備。雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷新工藝(DECH)科技成果“首次實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化體系的連續(xù)化規(guī)模應(yīng)用，建成了世界首套5000噸/年雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷的全流程中試裝置”。該技術(shù)具有原始創(chuàng)新性，72小時(shí)標(biāo)定結(jié)果表明：環(huán)氧氯丙烷平均產(chǎn)率(基于雙氧水)≥90%，環(huán)氧氯丙烷平均選擇性(基于氯丙烯)≥96%，噸產(chǎn)品消耗氯丙烯(99.2%)0.85噸、雙氧水(51.7%)0.78噸、催化劑2.88千克。噸產(chǎn)品僅產(chǎn)生可直接處理廢水0.59噸。