技术创新引领新旧动能转换推动精细化工产业绿色发展

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,2017/10/20,#,技术创新引领新旧动能转换,推动精细化工产业绿色发展,二,O,一七年十月 济南,1,01,02,03,04,05,研究背景,新旧动能转换,精细化工工艺清洁指数,技术创新打造新旧动能转换新引擎,未来发展方向,目录,2,研究背景,01,3,我省现状,占全国化工的,1/5,占全省工业的,1/5,中国化工第一大省,技术水平,创新能力弱,落后于欧美等国家,落后于江浙省份,化工大省而非强省,环保现状,安全系数低,产品档次低,三废排放量大,生态环境压力巨大,4,我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾,中央环保督察组入驻山东,山东省化工产业安全生产转型升级专项行动领导小组,两个月内山东化工企业关闭,200,余家，停业整顿上千家,以牺牲环境和资源为代价谋求经济利益的化工发展时代已经结束,化工安全环保的问题，归根到底还是技术问题,5,新旧动能转换,02,6,2016,年,7,月,28,日，习近平,主席,在河北唐山考察时,，提出,加快实现新旧动能转换，推进供给侧结构性改革,。,两会期间，李克强总理参加山东代表团审议时指出，山东发展得益于动能转换，希望山东在国家发展中继续挑大梁，在新旧动能转换中继续打头阵。,7,4,月,24,日，省委书记刘家义强调，要围绕新旧动能转换，组织开展深度调查研究，为实现新旧动能转换精准把脉，提出有特色、可操作的思路举措。,4,月,27,日，省政府党组会议强调，要加快形成新旧动能转换的“项目库”，重点是以“四新”促“四化”，以新技术、新产业、新业态、新模式，促进产业智慧化、智慧产业化、跨界融合化、品牌高端化。,9,月,20,日，省长龚正在论坛上强调：把“加快新旧动能转换”作为统领经济发展的重大工程、牛鼻子工程，坚持世界眼光、国际标准、山东优势，积极创建国家新旧动能转换试验区。,8,科技创新,新旧动能转换,绿色化工,绿水青山就是金山银山，天蓝地绿的大美中国重现眼前,9,针对精细化工存在的三废量大且难治理等问题，我们不断进行技术创新，利用现代有机合成技术改造传统产业，致力于,水相有机反应及清洁分离共性关键技术的产学研一体化研究,。,突破制约精细化工产业发展的瓶颈，从源头上控制污染物的产生,，,助力山东从化工大省迈向“化工强省”。,10,精细化工工艺清洁指数,03,11,国际评价工艺标准,E,因子,用来衡量一个产品在生产过程中对环境造成的影响,定义：,每,生产,1,k,g,期望产品与同时产生的废物质量的比值,实际工业化生产中，,固,体,废,物,较易定量，,而,废气、废液难统计准确,12,文献调研,科学探索,技术创新,成果转化,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入原料的质量,100%,（投入水不计算在内）,90-100%,：清洁工艺,80-90%,：,较,清洁工艺,70-80%,：一般工艺,60-70%,：污染工艺,60%,：重污染工艺,13,叔丁,醇,-,尿素法,该工艺以硫酸为催化剂，由叔丁醇与尿素缩合生成,叔丁脲，然后在氢氧化钠溶液中，叔丁脲水解而成叔丁胺,。,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入原料的质量,100%,=20%,异丁烯直接氨化,法,该工艺在催化剂条件下，以异丁烯和氨为原料，直接氨化制备叔丁胺。,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入原料的质量,100%,=96.5%,叔丁胺的制备,14,己二醇,法,该工艺以骨架镍为催化剂，,1,6-,己二醇与氨反应生成,1,6-,己二胺。,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入原料的质量,100%,=68.8%,己二腈,法,在催化剂作用下，在溶剂中己二腈直接加氢制备得到己二胺。,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入原料的质量,100%,=97.6%,己二,胺的制备,15,清洁指数,反映原子利用率,反映产率、转化率,更直观的指导实际工业化生产,16,实施成效,开发集技术、环保、安全、质检、设计、经济效益分析于一体的整体工艺,团队建设,工艺技术开发团队,中试放大工程团队,工程技术设计团队,中控分析保障团队,安全环保保障团队,经济效益分析团队,让专业的人干专业的事，做到人尽其才，才尽其用。,17,技术创新打造新旧动能转换新引擎,04,18,甜菜碱盐酸盐无盐工艺,叠氮化钠水相合成新工艺,酮肟法盐酸羟胺全水相合成新工艺,2,4-,二氯苯氧乙酸清洁生产新工艺,硼酸锌生产新工艺,技术创新打造新旧动能转换新引擎,19,甜菜碱盐酸盐无盐工艺,甜菜碱盐酸盐是一种季铵盐型生物碱，广泛应用于养殖、食品及化妆品行业，我国年需求量约,10,万吨。,存在问题：,收率低（约,85%,）、,灼残高,（约,1.0%,），三废量大（,1.75,吨,/,吨）,传统工艺,20,采用钠法工艺生产,1t,甜菜碱盐酸盐需要投入氯乙酸,0.64t,，三甲胺,0.43t,，氢氧化钠,0.27t,，,盐酸（以纯,HCl,计）,0.25t,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=m,（甜菜碱盐酸盐）,/m,（氯乙酸）,+m,（三甲胺）,+m,（氢氧化钠）,+m,（盐酸）,100%,=62.8%,（污染工艺）,21,开创了甜菜碱盐酸盐无盐新工艺,突破,1,氯乙酸甲酯和三甲胺季铵化反应制备甜菜碱甲酯盐酸盐新技术,突破,2,高效催化甜菜碱甲酯盐酸盐,高效催化,水解制备甜菜碱盐酸盐技术,突破,3,低浓度甲醇水相合成氯乙酸甲酯新技术,22,采用新工艺生产,1t,甜菜碱盐酸盐需要投入氯乙酸,0.63t,，三甲胺,0.38t,，醇,0.03t,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=m,（甜菜碱盐酸盐）,/m,（氯乙酸）,+m,（三甲胺）,+m,（醇）,100%,=96.2%,（清洁工艺）,23,甜菜碱盐酸盐无盐新工艺,技术成熟度,技术优势,氯乙酸水解率仅为,0.20.3%,；三甲胺定量转化；酯的定量水解和甲醇的定量回收及套用,安全优势,采用连续化反应技术和自动化控制装备，提高生产过程安全性,环保优势,无三甲胺废气问题,不加酸不加碱，无废盐问题,成本优势,与碱法工艺相比，生产成本降低约,30%,产品品质,灼残达到,ppm,级,优于美国药典,USP35,产品质量标准,所处阶段,产业化建设,24,知识产权情况,ZL201410192250.X,ZL201410059368.5,ZL201520875348.5,ZL201620748622.7,ZL201620748609.1,201510731878.7,201510731536.5,201510763346.1,201610629688.9,201610629991.9,25,叠氮化钠水相合成新工艺,叠氮化钠是一种重要的精细化工产品，广泛应用于医药、农药,和生物,等领域,。,传统工艺,存在问题：,有机溶剂用量大（乙醇），产品收率低（,82-85%,），三废量大（每吨产品排放三废约,2.9,吨）。,26,生产,1t,叠氮化钠需要投入氢氧化钠,0.74t,，水合肼,0.90t,，亚硝酸钠,1.07t,，硫酸,0.80t,，乙醇,0.28t,，同时产出水,1.11t,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=m,（,NaN,3,）,+m,（,H,2,O,）,/m,（,NaOH,）,+m,（,N,2,H,4,H,2,O,）,+m,（,NaNO,2,）,+m,（,H,2,SO,4,）,+m,（,C,2,H,5,OH,）,100%,=55.7%,（重污染工艺）,27,突破技术,合成亚硝酸异丙酯联产硝酸钠新技术,叠氮化钠水相合成新技术,叠氮化钠母液循环套用新技术,创新成果,创建硝酸,-,异丙醇法叠氮化钠水相合成新工艺,产品收率达,95%,以上,实现污染物零排放,28,生产,1t,叠氮化钠需要投入氢氧化钠,0.62t,，水合肼,0.83t,，亚硝酸钠,1.07t,，硝酸,（以纯,HNO,3,计）,1.03t,，,醇,0.08t,，同时联产硝酸钠,1.39t,，产出水,1.11t,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=m,（,NaN,3,）,+m,（,H,2,O,）,+m,（,NaNO,3,）,/m,（,NaOH,）,+m,（,N,2,H,4,H,2,O,）,+m,（,NaNO,2,）,+m,（,HNO,3,）,+m,（,醇,）,100%,=96.4%,（清洁工艺）,29,叠氮化钠水相合成新工艺,技术成熟度,技术优势,水代醇，工艺环保,中间体氧化性低，产品收率达到,95%,以上,安全优势,中间体毒性低、沸点高，变带压反应为常压反应，生产过程中安全性更高,环保优势,以高附加值硝酸钠代替硫酸钠，解决废盐问题,母液可套用,150,次以上，解决废液问题,成本优势,生产成本降低约,20%,产品品质,优于国家标准,GB 26754-2011,优等品指标,所处阶段,已产业化,30,知识产权情况,ZL 201210140899.8,ZL201410689245.X,ZL201520875598.9,201410835669.2,201510731290.1,201610629995.7,201610629993.8,31,酮肟法盐酸羟胺全水相合成新工艺,盐酸羟胺是一种重要的有机合成中间体，在医药、农药、染料、分析化学等领域有着广泛的用途。,存在问题：,原料毒性大（硫酸二甲酯），操作条件苛刻，产品收率低（,56%,），三废量大（废盐,2t/t,，废水,16t/t,，废气,54m,3,/t),传统工艺,32,采用硫酸二甲酯法生产,1t,盐酸羟胺需要投入硫酸二甲酯,1.62t,，亚硝酸钠,1.78t,，,盐酸（以纯,HCl,计）,0.75t,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=m,（盐酸羟胺）,/m,（硫酸二甲酯）,+m,（亚硝酸钠）,+m,（,盐酸,）,100%,=24.1%,（重污染工艺）,33,突破技术,水相,催化,氨肟化,新,技术,肟化反应液一步,脱,氨除氧,新,技术,肟水解制备盐酸羟胺,新,技术,水解,母,液,净化及回用新技术,创建催化氨肟化,-,肟水解合成新工艺,整个工艺只消耗双氧水、氨和盐酸，原子利用率高，操作条件温和。,专利：,2.9,；,2.0,34,新工艺生产,1t,盐酸羟胺需要投入氨气,0.25t,，,双氧水（以纯有效氧计）,0.24t,，,盐酸（以纯,HCl,计）,0.55t,，,丁,酮,0.06t,污染指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=m,（盐酸羟胺）,/m,（氨气）,+m,（,双氧水,）,+m,（,盐酸,）,+m,（,丁,酮）,100%,=94.3%,（清洁工艺）,35,催化氨肟化,-,肟水解合成新工艺,技术成熟度,技术优势,开发水相催化氨肟化反应技术、肟水解技术、产品水相分离纯化技术，产品收率,98%,环保优势,以水为溶剂，解决有机废气问题；工艺无废盐；废液量与现有工艺相比减少,56%,以上,成本优势,工艺操作简单、能耗低、过程绿色，生产成本降低,40%,以上,产品品质,产品纯度,99%,，氨含量,0.05%,指标优于,HG/T 3736-2013,优等品要求,所处阶段,已完成中试,36,2,4-,二氯苯氧乙酸清洁生产新工艺,存在问题：,氯乙酸消耗量大（氯乙酸,0.58t/t,），产品颜色重，酚味大，三废量大（每吨产品排放三废约,17,吨）,传统工艺,2,4-D,是一种高效植物生长激素和选择性除草剂，在农林业中应用广泛，我国年需求量约为,3,万吨。,37,采用传统工艺生产,1t2,4-,二氯苯氧乙酸需要,2,4-,二氯苯酚,0.77t,，氯乙酸,0.57t,，氢氧化钠,0.49t,，,盐酸（以纯,HCl,计）,0.26t,清洁指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=m,（,2,4-D,）,/m,（酚）,+m,（氯乙酸）,+m,（氢氧化钠）,+m,（盐酸）,100%,=47.8%,（重污染工艺）,38,突破,2,突破,4,突破,3,突破,1,2,4-D,甲酯制备新技术,2,4-D,甲酯催化水解新技术,2,4-D,晶型控制技术,回收甲醇水相合成氯乙酸甲酯套用新技术,创建,2,4-D,制备新工艺，,产品收率,98%,，纯度,99.5%,，解决酚味重的问题，变废盐为高附加值的氯化钾，实现污染物零排放,39,采用新工艺生产,1t2,4-,二氯苯氧乙酸需要,2,4-,二氯苯酚,0.74t,，氯乙酸,0.44,t,，,醇,0.03t,，,氢氧化钾,0.28t,，联产氯化钾,0.37t,清洁,指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=m,（,2,4-D,）,+m,（,KCl,）,/m,（酚）,+m,（氯乙酸）,+m,（氢氧化钾）,+ m,（,醇,）,100%,=92.0%,（清洁工艺）,40,2,4-D,制备新工艺,技术成熟度,技术优势,氯乙酸甲酯的定量转化和酚的,定量,回收,，,总收率,98%,；氯乙酸甲酯水相合成技术，解决稀甲醇去向问题,环保优势,氯化钾代替低附加值的氯化钠，解决废盐问题；母液的净化及循环套用，解决废液问题,成本优势,节约成本约,1000,元,/,吨,产品品质,纯度,99.0%,、无酚味，规则晶型,所处阶段,已产业化,41,知识产权情况,ZL201520875348.5,ZL201620748622.7,201510763346.1,201610629918.1,201610630006.6,201610634242.5,201610629688.9,201610634204.X,42,硼酸锌生产新工艺,2335,型硼酸锌具有阻燃、成炭、抑烟、抑阴燃等特点，被广泛应用于塑料和橡胶的加工，以及涂料的生产中。,存在问题：,硼原子利用率低（仅为,85.7%,），产品品质低（,1%,热分解温度,320,左右）、电导率高（钠离子含量约为,3000ppm,），含硼酸的硫酸钠废盐量大（,1.36,吨,/,吨），成本高。,传统工艺,43,采用该工艺生产,1t,硼酸锌需硫酸锌,0.35t,，五水硼砂,1.15t,，氧化锌,0.043t,清洁,指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=,m,（硼酸锌）,/m,（硫酸锌）,+m,（五水硼砂）,+m,（氧化锌）,100%,=64.9%,（污染工艺）,44,突破技术,次氧化锌制备硝酸锌新技术,硝酸钠和硼酸分离新技术,硼酸锌晶型控制新技术,无机盐替代物的回收和利用新技术,创新成果,硼的原子利用率,99%,以上,粒径可调控（,17m,）,重金属含量极低,10ppm,热分解温度高,340,硝酸钠代替硫酸钠，解决废盐问题,45,采用该工艺生产,1t,硼酸锌需次氧化锌,0.36t,，,硝酸（以,HNO,3,计）,1.03t,，五水硼砂,1.01t,，,氢氧化钠,0.38t,，产出,1.42t,硝酸钠，,0.09t,铅泥,清洁,指数,=,产出的产品质量,/,投入的原料的质量,100%,=,m,（硼酸锌）,+m,（硝酸钠）,+m,（铅泥）,/m,（次氧化锌）,+m,（,硝酸,）,+m,（五水硼砂）,+m,（,氢氧化钠,）,100%,=90.3%,（清洁工艺）,46,2335,型硼酸锌生产新,工艺,技术成熟度,技术优势,硼的利用率达到,99%,以上，解决了传统工艺硫酸钠和硼酸难分离、硼原子利用率低等问题,环保优势,以高附加值的硝酸钠代替低附加值的硫酸钠,，,解决了现有工艺,含硼酸的,硫酸钠量大,难分离,、附加值低的问题,成本优势,原料生产成本低、每吨降低,3000,元左右,产品品质,1%,热分解温度,340,、重金属含量,5ppm,粒径可控（,17m,）、,电导率低,（,氯离子含量,200ppm,、钠离子含量,100ppm,）,所处阶段,产业化建设,47,未来发展方向,05,48,连续化,改变间歇法为主的生产现状，将微通道连续流反应,装置应用到精细化工产业化生产中,自动化,实时定量加入、实时定量描述、实时安全监测和实时有效控制的,全自动,远程控制,智能化,能量流高效利用、物质流封闭循环、信息流智能管理，实现全封闭的智能化生产方式,无人化,将人工智能应用于工业生产，实现无人操作,技术创新推动绿色发展,49,谢谢,50,