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仿生催化技术在环己酮制备上的应用

来源:慧聪塑料网
摘要:2008年,国家自然科学基金委员会在化学学科项目指南中,将仿生催化作为一个新领域与生物催化、化学催化并列为“鼓励研究领域”。2010年,仿生催化作为一个新学科领域,被正式给予学科编号。无独有偶,2007年,中科院发布的“未来20年技术预见”报告认为,拟酶催化(仿生催化)技术将得到广泛应用。见证新一轮生物技术革命世......

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2008年,国家自然科学基金委员会在化学学科项目指南中,将仿生催化作为一个新领域与生物催化、化学催化并列为“鼓励研究领域”。2010年,仿生催化作为一个新学科领域,被正式给予学科编号。

无独有偶,2007年,中科院发布的“未来20年技术预见”报告认为,拟酶催化(仿生催化)技术将得到广泛应用。

其间,国务院学位委员会学科评议组(化学组)成员、湖南大学博士生导师郭灿城教授的研究成果,对推动这一学科的形成功不可没。

见证新一轮生物技术革命

世界经合组织指出:“生物催化技术是工业可持续发展最有希望的技术”。仿生催化技术是20世纪70年代形成的三大生物氧化应用技术之一。国际上许多发达国家的研究目标是,建立新的环境友好催化工艺,从而变革一批涉及国计民生的大型传统化学工艺。

历经数年,由于其研究难度大,许多科学家离开了这一领域。但郭灿城在国家自然科学基金和“863”项目的持续支持下,坚守在该领域近30年,指导博士后、博士和硕士研究生100余名,形成了可工业应用的烃类仿生催化氧化技术。

2003年8月29日,中石化岳阳化工总厂在45kt/a环己酮大型工业装置上应用郭灿城研发的仿生催化技术,进行了国际上第一例仿生催化工业应用试验。在低于传统工艺温度和压力的条件下,不改变反应主体装置,只使用1~2ppm浓度的简单金属卟啉,环己酮装置产能可以提高一倍,而环己酮生产成本可以降低15%。

由于仿生催化工艺避开了传统工艺中产生污染的工序,该工艺还可显著减少环境污染。为期一周的工业试验表明,简单金属卟啉仿生催化环己烷空气氧化生产环己酮技术具有可行性。

2004年至2005年,中石化巴陵分公司在引进的70kt/a环己酮大型工业装置上,进行了为期两年的仿生催化工业连续稳定性试验。结果表明,郭灿城研发的仿生催化技术具备在大型装置上稳定运行的性能。该项目标志着我国仿生催化应用技术已具备国际领先水平。

环己酮是制造己内酰胺、己二酸等尼龙产品生产中必需的中间体原料,在目前的国际工业界由环己烷空气氧化得到。而环己烷空气氧化生产环己酮被认为是国际上效率最低的化学工艺。仿生催化技术是我国具有独立知识产权的新技术,并有望解决环己酮生产工业中转化率低、污染环境、成本居高不下的难题。时任中国石化总裁王基铭表示,该技术每年将给中石化带来数亿元的经济效益。而时任中石化高级副总裁曹湘洪则表示,希望校企双方进一步合作,将制备环己酮的新技术推广应用,掀起“传统化学氧化工艺的新革命”。

两院院士、“催化剂之父”闵恩泽评价其为近年来中国绿色化学领域三项跨越式进步的成果之一。

作者: 2014-3-19
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