新材料及其应用

高活性乙烯齐聚催化剂的产业化研究

项目概况: 项目主要内容包括邻菲咯啉类铁配合物的合成以及其催化乙烯齐聚的研究,以及对此类催化剂的拓展以及在合成方法的改进,同时研究性能良好(活性高、a-烯烃选择性高)的催化剂体系对现有装置的适应性,用于现有乙烯齐聚生产装置的模拟研究,为工业放大研究奠定基础。 技术创新性: 乙烯齐聚催化剂是生产a-烯烃的核心技术。目前工业上生产主要采用Ni, Cr, Zr和Z-N催化剂,主要集中在三大公司,分别是BP、Philips 和Shell, 他们都有独立的生产工艺和技术。其中Shell公司采用的高压齐聚,设备成本和运营成本都较高。镍系催化剂也需要高压催化技术和工艺,并且存在生成内烯烃的趋势, 操作条件苛刻。其他几类催化剂都是在生产聚烯烃催化剂基础上改造和修饰而成,往往操作不慎会生成高分子量的聚烯烃,堵塞出料口。因此,研究和开发新型的高活性乙烯齐聚催化剂是具有挑战性的一个领域。同时,发展我国独立知识产权的乙烯齐聚催化剂和催化工艺也是迫在眉睫的任务。在本项目中,我们组设计开发的过渡金属配合物---邻菲咯啉类铁配合物催化剂不仅比传统的催化剂活性要高,而且a-烯烃的选择性也很好,所需要的实验条件温和,并且表现出比他们更优越的稳定性,更适合在工业上进行扩大生产。而且催化剂在燕化研究院的扩大实验也表明该类催化剂具有良好的应用前景。 技术研发及产业化发展方向: 项目的工作重点是邻菲咯啉类铁配合物的合成以及其催化乙烯齐聚的研究,以及对此类催化剂的拓展以及在合成方法的改进,同时研究性能良好(活性高、a-烯烃选择性高)的催化剂体系对现有装置的适应性,用于现有乙烯齐聚生产装置的模拟研究,为工业放大研究奠定基础。 社会经济效益: 所开发的新型邻菲咯啉类铁配合物催化剂合成步骤简单,性能稳定、价格便宜,而且通过配体的调节以及聚合条件的变化就能实现对齐聚产物的碳数的分布。同时齐聚活性高,有效提高了生产效率。而且催化体系中助催化剂的用量大大减少,从而降低了生产成本,增加了经济效益。另外最主要的是我们国家具有自主知识产权,从而打破了受外国催化剂公司的制约,也能大大节约成本。所有这些都将产生巨大的经济效益。同时也将缓解我国进口a-烯烃的压力。由于铁本身对人体是无毒无害的,少量残留在产物中的铁不会对人身体造成伤害,所以铁催化剂制备出的聚烯烃产物应该是绿色材料。