目前，生產環(huán)氧氯丙烷的工業(yè)方法主要有三種，分別為：氯醇法、醋酸烯丙酯-烯丙醇法、甘油法。在我國由于烯丙醇法工藝流程長，投資費用和成本相對較高已經停用。而氯醇法與甘油法都存在高鹽廢水的嚴重環(huán)保問題，迫切需要環(huán)氧氯丙烷綠色制造方法。

 

中科院大連化學物理研究所在國家自然科學基金的支持下自90年代開始一直從事烯烴綠色環(huán)氧化的基礎研究工作。2001年5月大連化學物理研究所奚祖威研究員等提出了一類新型催化體系——反應控制相轉移催化劑，此催化劑本身不溶于反應介質中，但在過氧化氫的作用下形成可溶于反應介質的活性物種，進而與烯烴作用，高選擇性地生成目標產物。當過氧化氫被消耗完，催化劑又從反應體系中析出，該研究成果引起了工業(yè)界的普遍關注，被認為是非常理想的“綠色”環(huán)氧丙烷的生產路線。

 

自2001年起，高爽研究員帶領的選擇氧化研究組在國家基金委重點基金、中石化、科技部973等項目的支持，在研究丙烯環(huán)氧化技術的同時研發(fā)了無溶劑條件下反應控制相轉移催化雙氧水直接氧化氯丙烯制環(huán)氧氯丙烷的新工藝。2007年5月31日遼寧省科技廳通過該技術的小試成果鑒定：中科院大連化物所采用反應控制相轉移催化法，在無溶劑條件下，直接利用H2O2與氯丙烯進行環(huán)氧化反應，在實驗室成功合成了環(huán)氧氯丙烷;催化劑可循環(huán)使用;該工藝具有反應條件溫和、選擇性和收率高、無污染等優(yōu)點;成本低于傳統(tǒng)方法，屬綠色環(huán)保工藝，國內外首創(chuàng)。2010年該技術完成了實驗室10噸/年的中試研究，并獲得大連市科技進步一等獎。期間，該項目也先后得到了金川集團與中海油山東海化集團的支持。

 

莘縣華祥鹽化有限公司一直采用氯醇法制環(huán)氧氯丙烷，皂化產生的廢水量大，且不易處理。在日益嚴峻的環(huán)保壓力下，迫切需要進行工藝路線的改進。企業(yè)的需求和大連化學物理研究所工藝技術路線的先進性、成熟性相契合，促進了該技術的工業(yè)研發(fā)應用。2015年2月大連化學物理研究所、莘縣華祥鹽化有限公司聯(lián)合山東凱泰科技有限公司共同開發(fā)了世界首套雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷5000噸/年成套工藝，并于2016年12月建成。

 

經過三年的共同努力，“雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷新工藝(DECH)”科技成果順利通過鑒定。本次鑒定會由石化聯(lián)合會科技項目處副處長趙明主持，中國石油化工集團公司謝在庫院士擔任鑒定委員會主任。鑒定委員會專家首先聽取了高爽研究員等科研人員做的技術研究報告，并詳細審查了查新報告及相關現(xiàn)場考核數(shù)據(jù)資料;經質詢、討論，鑒定委員會專家一致認為“該技術環(huán)境友好，屬世界首創(chuàng)”，建議“盡快開展工藝流程、關鍵設備等優(yōu)化工作，盡快建成工業(yè)化生產示范裝置，實現(xiàn)環(huán)氧氯丙烷產業(yè)技術升級和綠色發(fā)展。”

 

鑒定會前，石化聯(lián)合會組織的現(xiàn)場標定委員會在莘縣華祥鹽化有限公司對5000t/a雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷裝置進行了現(xiàn)場考核，并認真核對了現(xiàn)場的試驗數(shù)據(jù)。

 

中科院大連化學物理研究所高爽研究團隊成功研發(fā)出性能穩(wěn)定的反應控制相轉移催化劑并完成了工業(yè)放大制備。雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷新工藝(DECH)科技成果“首次實現(xiàn)了反應控制相轉移催化體系的連續(xù)化規(guī)模應用，建成了世界首套5000噸/年雙氧水法制環(huán)氧氯丙烷的全流程中試裝置”。該技術具有原始創(chuàng)新性，72小時標定結果表明：環(huán)氧氯丙烷平均產率(基于雙氧水)≥90%，環(huán)氧氯丙烷平均選擇性(基于氯丙烯)≥96%，噸產品消耗氯丙烯(99.2%)0.85噸、雙氧水(51.7%)0.78噸、催化劑2.88千克。噸產品僅產生可直接處理廢水0.59噸。