【正文】 七 月 十五 日 湖北省科學(xué)技術(shù)廳制 2 基本信息表 項(xiàng)目名稱 復(fù)合銀催化氧化生 產(chǎn)乙二醛新工藝 及產(chǎn)業(yè)化 所屬技術(shù)領(lǐng)域 受理處室 □電子信息 □√ 新材料 □先進(jìn)制造 □能源與交通 □√ 高新處 □種植 □養(yǎng)殖 □農(nóng)產(chǎn)品加工 □農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料 □農(nóng)村處 □生物醫(yī)藥 □資源環(huán)境 □人口與健康 □社發(fā)處 項(xiàng)目基本情況 項(xiàng)目總投入 6382 萬元 其中申請省撥經(jīng)費(fèi) 500 萬元 項(xiàng)目實(shí)施年限 2020 年 01 月 至 2020 年 12 月 年預(yù)計(jì)銷售額 19306 萬元 年 預(yù)計(jì)凈利潤 1766 萬元 年預(yù)計(jì)交稅額 1080 萬元 年預(yù)計(jì)創(chuàng)匯 萬美元 技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)主要人員（限 8 人以內(nèi)） 姓名 年齡 工作單位 專業(yè) 職稱（職務(wù)） 技術(shù)負(fù)責(zé)人 湖北省 XX 藥業(yè)有限公司 化學(xué)工程 副總經(jīng)理 武漢工程大學(xué) 化學(xué)工藝 教授 團(tuán)隊(duì)主要成員（至少一人以上為合作單位成員） 湖北省 XX 藥業(yè)有限公司 化學(xué)工程 總工 武漢工程大學(xué) 化學(xué)工藝 博士、副教授 湖北省 XX 藥業(yè)有限公司 化學(xué)工程 副總經(jīng)理 湖北省 XX 藥業(yè)有限公司 化學(xué)工程 生產(chǎn) 總 監(jiān) 湖北省 XX 藥業(yè)有限公司 化學(xué)工藝 工程師 3 申報(bào)單位基本情況 單位名稱 湖北省 XX 藥業(yè)有限公司 注冊時間 組織機(jī)構(gòu)代碼 73519634X 注冊資金 2020 萬元 其中外資（含港澳臺）比例 % 股份結(jié)構(gòu) 非上市民營股份公司 通信地址 羅田縣鳳山鎮(zhèn)義水北路 428 號 郵政編碼 438600 法人代表 聯(lián)系電話 聯(lián)系人 聯(lián)系人所在部門 技術(shù)部 聯(lián)系人固定電話 聯(lián)系人手機(jī) Email 傳真 是否高新技術(shù)企業(yè) 是 是否 創(chuàng)新型建設(shè)試點(diǎn)企業(yè) 是 是否已開展產(chǎn)學(xué)研合作 是 有無研發(fā)機(jī)構(gòu) 有 合作高?？蒲性核Q 武漢工程大學(xué) 合作方式 職工總?cè)藬?shù) 526 人 其中研發(fā)人員 75 人 上年度凈資產(chǎn) 16214 萬元 上年度研發(fā)經(jīng)費(fèi)占銷售收入比例 % 上年度主營業(yè)務(wù)銷售收入 49696 萬元 上年度交稅總額 2477 萬元 上年度凈利潤 2403 萬元 主要產(chǎn)品名稱 占企業(yè)銷售收入總額比例（ %） 乙二醛 56 甲硝唑 22 二甲硝咪唑 4 4 目 錄 一、項(xiàng)目簡介 .......................................... 1 二、項(xiàng)目立項(xiàng)的必要性及需求分析 ......................... 4 項(xiàng)目的國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢與現(xiàn)狀分析 ................ 4 我省相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及需求分析 .............. 8 項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)的必要性和對相關(guān)行業(yè)技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用 ................................................ 11 三、項(xiàng)目目標(biāo)及主要任務(wù) ................................ 13 主要目標(biāo) ....................................... 13 研發(fā)任務(wù)與內(nèi)容 .................................. 14 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo) ............................ 19 項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵、創(chuàng)新點(diǎn) .......................... 20 項(xiàng)目、人才、基地建設(shè)的統(tǒng)籌計(jì)劃 ................... 21 四、項(xiàng)目綜合分析 ...................................... 22 項(xiàng)目的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會效益分析 ................... 22 項(xiàng)目的環(huán)境影響評估 .............................. 24 項(xiàng)目實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)分析 .............................. 30 五、計(jì) 劃實(shí)施年限、項(xiàng)目總投資、經(jīng)費(fèi)概算與資金籌措 ........ 32 實(shí)施年限、年度目標(biāo)、階段計(jì)劃 ..................... 32 經(jīng)費(fèi)概算與資金籌措 .............................. 35 六、申報(bào) 單位的基礎(chǔ)條件、組織措施及實(shí)施方案 ............. 36 申報(bào)單位基本情況 ................................ 36 5 申報(bào)單位現(xiàn)有技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ) ..................... 37 技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)基 本情況 ............................ 43 組織實(shí)施方案 .................................... 46 八、其他說明 ......................................... 48 九、相關(guān)附件 ......................................... 49 1 一、項(xiàng)目簡介 化學(xué)工業(yè)在整個國民經(jīng)濟(jì)中處于重要戰(zhàn)略地位，黨的十七大提出把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會放在國家發(fā)展戰(zhàn)略的突出位置。國外 僅 日本部分乙二醛產(chǎn)品用于出口外，其它國家 多 為自用，少量出口。由于 后者在 原料消耗、產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境保護(hù) 三方面 均優(yōu)于 前者 ，因而 乙二醇催化氧化法 備受國內(nèi)外企業(yè)的青睞。 同時， 湖北省 XX 藥業(yè)有限公司 依托該技術(shù) ， 對原有的 5 條千噸級工業(yè)裝置 進(jìn)行升級改造，形成了擁有單套 20kt/a、年 生產(chǎn)能力 7 萬噸的生產(chǎn)規(guī)模， 解決了國內(nèi)外乙二醛生產(chǎn)面臨的諸多難題，建成了國內(nèi)投入運(yùn)行的最大規(guī)模的乙二醇生產(chǎn)乙二醛裝置。 該項(xiàng)目實(shí)施后，可實(shí)現(xiàn) 乙二醛 的 “高效和 清潔生產(chǎn) ”， 年均 減 少消耗乙二醇 1000 噸、減少用電消耗 590 萬度， 年均減少排放 二氧化碳和其他廢氣約 4500 噸 、 減少廢水排放 3000 噸 ，且無甲醇廢液排放 ，生態(tài)和環(huán)境效 益顯著。以 湖北省 XX 藥業(yè)有限公司 和武漢工程大學(xué)為主，組成產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，發(fā)揮各自優(yōu)勢，能很好地完成項(xiàng)目的各項(xiàng)任務(wù)。 目前，世界上乙二醛的每年需求在 55 萬噸以上，而全世界的乙二醛產(chǎn)量只有 35 萬噸左右。國 內(nèi) 乙二醛的生產(chǎn)廠家近 10 家，總生產(chǎn)能力約為 萬噸 /年，市場可供應(yīng)量 17 萬噸 /年，其中湖北省 XX 藥業(yè)有限公司擁有國內(nèi)最大的乙二醛能力（生產(chǎn)能力為 7 萬噸 /年）。 1）乙醛硝酸氧化法。 目前僅法國的 Clariant Huningue 公司 、日本的合成化學(xué)工業(yè)公司以及大賽璐化學(xué)公司等幾家公司 保留有 乙醛硝酸氧化法生產(chǎn)乙二醛的工業(yè)化生產(chǎn)裝置。此后隨著 電解銀催化劑的應(yīng)用，乙二醇催化氧化法生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高，產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)中。 乙醛法制成的乙二醛中雖然沒有甲、乙二醇，但總酸超標(biāo)，顏色偏黃，勉強(qiáng)可用在各行業(yè)。其生產(chǎn)過程中，雜質(zhì)的處理，排放的廢鹽水（醋酸鈉）和氧化反應(yīng)放出的 NOx 造成環(huán)境污染。 美國專利 US4242282 報(bào)道了 以電結(jié)晶銀為 7 催化劑 催化乙二醇氧化生產(chǎn)乙二醛 ， 得到收率 為 66%的乙二醛，但 催化劑選擇性 和耐高溫性能較差 ；英國專利 GB1272592 和日本專利JP5859933 分別報(bào)道使 用 AgP 催化劑，乙二醛的產(chǎn)率可以提高到 70%以上 ，但 在生產(chǎn)乙二醛的過程中 ， AgP 催 化劑 隨 磷 的 損失 而 降低活性 ，催化劑的使用壽命僅有 11 天。英國專利 GB1361190 提出了用過量氧處理催化劑，使其再生從而提高銅銀催化劑使用壽命的方法，這種方法的缺點(diǎn)是再生時生產(chǎn)必須停止，另外再生所用的過量氧必須完全趕走，否則會導(dǎo)致爆炸的危險(xiǎn)。目前 主要 有 水蒸氣蒸餾法和溶劑萃取法 。北京萃取應(yīng)用技術(shù)研究所也研制出溶劑萃取法純化乙二醛新工藝，采用此新工藝可深度去除甲醛，使甲醛含量降低到 100ppm 以下。 ③ 國內(nèi) 缺少乙二醛單套規(guī)模化生產(chǎn)裝置 （單套達(dá)萬噸級以上）和成套技術(shù) ， 阻礙了乙二醛 生產(chǎn)技術(shù) 的 跨越式提高。盡管先后進(jìn)行了多次技術(shù)改進(jìn)，但最終由于生產(chǎn)工藝先天不足，以及環(huán)境污染等原因被迫停產(chǎn)。針對上述問題，武漢工程大學(xué)和 湖北省 XX 藥業(yè)有限公司于 2020 年 組成了聯(lián)合攻關(guān)組，確立 了復(fù)合銀催化氧化乙二醇生產(chǎn)乙二醛新工藝的研究課題。近幾年來，隨著省內(nèi)醫(yī)藥 、 染料 、 農(nóng)藥 、 等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，尤其是 “武漢 80 萬噸乙烯 ”建成投產(chǎn)后，伴隨原材料的豐富和價(jià)廉，將更有利于這些行業(yè)的發(fā)展壯大， 乙二 在省內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的需求正在迅速擴(kuò)大，主要體現(xiàn)在： 省內(nèi) 紡織印染 領(lǐng)域 ： 乙二醛及其衍生產(chǎn)品在紡織工業(yè)中用作整理劑，可以增加棉花、尼龍等纖維的防縮、防皺、耐洗免燙性能，是壓抗性、壓燙性整理劑 ，如 SR 織物整理劑、 2D 樹脂整理劑、 PN樹脂整理劑等 。如 維達(dá)紙業(yè) 湖北有限公司 、 武漢市國營漢南造紙廠 、湖北襄樊百靈紙業(yè)有限公司等企業(yè)均使用乙二醛作為紙品添加劑。 因此開展產(chǎn)能規(guī)模為 30kt/a 的 “復(fù)合銀催化氧化生產(chǎn)乙二醛新工藝及產(chǎn)業(yè)化 ”就更加迫在眉睫了。 目前，國內(nèi)乙二醛生產(chǎn)均采用乙二醇法生產(chǎn)工藝，雖然技術(shù)取得了較大進(jìn)步，但與國外 的同類技術(shù) 相比 ， 仍 然普遍存在以下缺點(diǎn)： ① 電解銀催化劑的催化機(jī) 理不明確，選擇性偏低，產(chǎn)品中的甲醛含量偏高，且催化劑的壽命短， 從而導(dǎo)致原料消耗水平高 。裝置運(yùn)行的結(jié)果表明，該工藝路線具有以下優(yōu)點(diǎn)： ① 催化劑的活性、選擇性以及壽命 較 高， 達(dá)到 國際 先進(jìn)水平； ② 氧化爐的結(jié)構(gòu)合理 ， 有 利于工程放大 ； ③ 簡化了工藝流程 ， 有利于降低能耗 ； ④ 建成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的萬噸級的規(guī)模化生產(chǎn)線。 （ 2） 對相關(guān)行業(yè)技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用 通過實(shí)施 30kt/a“復(fù)合銀 催化氧化生產(chǎn)乙二醛新工藝 及產(chǎn)業(yè)化 ”項(xiàng)目能極大推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平與發(fā)展： ① 項(xiàng)目實(shí)施后能有效地緩解省內(nèi)及周邊地區(qū)對 乙二醛 日益突出的需求矛盾，拉動省內(nèi)內(nèi)需。 三、項(xiàng)目目標(biāo)及主要任務(wù) 主要目標(biāo) 該項(xiàng)目的建設(shè)投產(chǎn)，預(yù)期可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn) 30kt 乙二醛的產(chǎn)量，各主要原料的單耗均有不同程度的降低，預(yù)期達(dá)到： ① 開發(fā)出高效的復(fù)合銀催化劑， 乙二醛的收 率 85%， 催化劑的 14 壽命達(dá)到 180 天以上 ； ② 改善氧化爐的結(jié)構(gòu)，滿足規(guī)?；a(chǎn)的需要； ③ 實(shí)現(xiàn)凈化除雜裝置與氧化爐的集成，簡化工藝流程； ④ 實(shí)現(xiàn)原料的預(yù)熱與加料的集成，降低生產(chǎn)能耗； ⑤ 產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到 Q/ 標(biāo)準(zhǔn)（一級品）； ⑥ 實(shí)現(xiàn)新增銷售收入 億元， 新增 利 潤總額 2635 萬元； ⑦ 申請專利 1－ 2 項(xiàng)以上。 電解銀催化乙二醇氧化制乙二醛時，反應(yīng)體系的溫度一般在400℃ 以上，結(jié)合上述可知 ， 次表層氧物種可能是促進(jìn)乙二醛生成的 15 主要活性氧物種，而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，吸附于電解銀表面的氧氣從銀表面得到電子后，在高溫的作用下解離成原子態(tài)吸附氧物種、體相氧物種、次表 層氧物種等多種形式，其中次表層氧物種可能是促進(jìn)乙二醛生成的主要物種，原子態(tài)吸附氧物種活性很高，可能是促進(jìn)乙二醇過度氧化的氧物種，因此促進(jìn)次表層氧物種的生成，減少原子態(tài)吸附氧物種的表面存在可能是提高乙二醛選擇性的關(guān)鍵。 綜合上述，適度提高反應(yīng)體系的溫度，并加入有效的助劑促進(jìn)次表層氧物種的生成，減少原子態(tài)吸附氧物種的表面存在和表面 Lewis酸中心位是提高乙二醇氧化制乙二醛的選擇性、減少甲醛等副產(chǎn)物生成的關(guān)鍵。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，裝填平整的催化劑床層容易被破壞，出現(xiàn)變形、裂縫，導(dǎo)致溝流、短路，降低乙二醇的轉(zhuǎn)化率、乙二醛的選擇性，增加后處理的難度，影響產(chǎn)品的質(zhì)量；另一方面，氣體的阻力大，動力消耗大。 受圓筒卷紙的啟發(fā)，項(xiàng)目組創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了用于代替不銹鋼篩板的柵板式支撐板，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 4 所示。與篩板式支撐板相比，改進(jìn)后的氧化爐結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)，且易于實(shí)現(xiàn)裝置的工程放大。但凈化除雜 18 裝置的存在既增加了生產(chǎn)中的動力消耗，又增加了設(shè)備投資。 圖 6 原有乙二醇氧化生產(chǎn)乙二醛工藝流程 19 由于乙二醇的沸點(diǎn)（ 196 ~ 198 ℃ ）較高，采用直接導(dǎo)熱油加熱蒸發(fā)入料存在下列缺陷：一、高質(zhì)量的導(dǎo)熱油的價(jià)格較高；二、導(dǎo)熱油長期處于高熱狀態(tài)，容易焦化造成導(dǎo)熱性能下降；三、焦化導(dǎo)熱油的排放污染環(huán)境；四、電熱棒棒壁與釜壁易結(jié)油垢層阻熱，造成傳熱慢、熱效低；五、電熱棒因結(jié)焦造成加熱元件過熱，損壞率高。 （ 4）規(guī)?；商准夹g(shù)的研究與開發(fā) 將上述關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于乙二醛的生產(chǎn)線 ，建成國內(nèi)最大的乙二醛生產(chǎn)示范基地。 （ 2） 創(chuàng)新點(diǎn) ① 開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 新型高