1月28日,中国科学院颁发2025年度中国科学院杰出科技成就奖、青年科学家奖、国际科技合作奖、年度人物和年度团队,并与人力资源和社会保障部共同表彰先进集体和先进个人。其中,由大连化学物理研究所完成的二甲醚经乙酸甲酯制乙醇技术荣获技术发明奖。
为了让乙醇生产与粮食脱钩,大连化物所刘中民团队于2010年开始致力于全新非粮乙醇合成路线的研究。通过大量的创新性研究和攻关,他们开发了一条以煤基合成气为原料,经二甲醚羰基化、乙酸甲酯加氢制乙醇的工艺路线;研制出可工业化生产的二甲醚羰基化催化剂和乙酸甲酯加氢催化剂;设计开发了相应的反应器,编制了工艺包,形成了具有自主知识产权的成套技术,完成了世界首次10万吨/年乙醇工业示范和大规模工业化生产。
长期以来,煤经合成气直接制乙醇是个全球性挑战,因难以回避贵金属催化剂效率低、腐蚀严重、设备成本高等问题,一直难以实现工业化生产。
大连化物所提出以煤基合成气为原料,经甲醇、二甲醚羰基化、加氢合成乙醇的工艺路线,采用非贵金属催化剂,可以直接生产无水乙醇,是一条环境友好型新技术路线。
在二甲醚羰基化过程中,研究团队发展了丝光沸石(MOR)分子筛定向合成技术,成功实现酸中心在MOR分子筛八元环孔道中的优先落位控制,提高了催化活性;通过对十二元环孔道酸中心的化学修饰,避免副反应的发生,解决了MOR分子筛稳定性难题。在此基础上,他们成功开发出性能优异的二甲醚羰基化催化剂,并首次实现分子筛催化剂在气固相反应体系中的长寿命运行,进一步发展了催化剂工业制备技术,实现了规模化生产。
在乙酸甲酯加氢制乙醇过程中,研究团队采用全新方法解决了铜基催化剂在共沉淀制备过程中局部过热和物料偏析的难题,实现了对前驱体物相和组成及铜物种晶粒尺寸的精准调控,成功开发温和条件下高活性高稳定性、可有效抑制副反应的乙酸甲酯加氢铜基催化剂,也实现了工业放大和规模化生产。
与此同时,研究团队针对二甲醚羰基化反应和乙酸甲酯加氢反应放热强、对反应温度敏感的特征,开发出专用列管式固定床反应器和相应的温度精确调控方法,在工业示范和工业化装置上实现了平稳运行。
在此基础上,大连化物所和陕西延长石油集团联合开展合成气制乙醇整套工艺技术研发工作,于2013年完成了项目中试研究,并系统研究了分离、循环、换热和材质等关键因素,编制了工艺包,形成了二甲醚经乙酸甲酯制乙醇成套技术。
2017年,具有自主知识产权的全球首套10万吨/年煤基乙醇工业示范项目打通全流程,生产出合格无水乙醇,实现了世界首次工业示范。2022年后,榆神50万吨/年煤基乙醇项目和安徽淮北矿业60万吨/年乙醇生产装置相继建成投产,成为分子筛催化醚类羰基化生产含氧化合物的工业化实例。
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