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李伟教授团队研究成果获天津市科学技术奖2020年度技术发明奖一等奖
2021-05-21

2021-05-21  

图为合成氯乙烯金基无汞催化剂自主研发的实验室小试装置(左)和李伟教授团队研发的无汞催化剂工业装填现场(右)

聚氯乙烯(PVC)作为世界第二大热塑型树脂,是我国氯碱工业的发展支柱。氯乙烯是合成PVC的单体,其成熟的合成方法有两种:乙炔法和乙烯法。鉴于我国缺油、贫气、富煤的能源结构,以及乙炔法具有技术成熟、耗水量少、生产成本低等竞争优势,以煤炭为原料的乙炔法路线是我国PVC生产的主流工艺。目前,在氯乙烯合成的核心催化环节,几乎全部使用活性炭负载的氯化汞催化剂,这导致PVC生产成为我国用汞量最大的行业,占中国用汞总量的60%,世界用汞量的30%。

鉴于汞污染物排放带来的巨大环境危害,联合国环境规划署宣布2020年后禁止生产含汞产品。国家也已出台政策,强制2020年后新建PVC企业禁止使用含汞催化剂,PVC行业去汞化势在必行。因此,研发绿色高效的无汞催化剂是国家“十三五”和“十四五”期间亟待解决的重大科学难题之一。

李伟课题组长期从事工业催化剂的研发工作。基于对无汞催化剂多年的研究基础,依托国家和企业委托课题开展了低成本、高活性金基催化剂设计和研究工作;并针对催化剂的回收和循环使用、工业化制备、商业应用等方面开展研究工作。

日前,天津市科学技术奖2020年度获奖名单正式揭晓。李伟教授领衔完成的“合成氯乙烯金基无汞催化剂的研发与工业应用”项目(主要完成人:李伟,薛卫东,刘延财,韩冲,关庆鑫,张军锋,宁小钢,傅斌,王寰,董轶望,晁松林,李荣观)获得天津科学技术奖2020年度技术发明奖一等奖。

南开大学李伟教授团队从2009年开始无汞催化剂的研发工作。期间,联合内蒙古海驰精细化工有限公司、陕西北元化工集团股份有限公司、陕西金泰氯碱化工有限公司等企业成功研发了高效稳定的金基无汞催化剂,并率先实现了催化剂的工业化生产和应用。同时推动中国科技的原始创新,走出有中国特色的道路,提升我国在国际上的科技影响力和竞争力。

研发团队已完成无汞催化剂自主研发,是国内首家实现具有完全自主知识产权,授权发明专利20项,发表SCI论文16篇,获天津市2018年专利创业奖1项。2018年,无汞催化剂通过了中国氯碱协会组织进行的专家论证。2019年,团队无汞催化剂相关技术作为科技成果作价1.05亿入股海驰化工,加速无汞催化剂研发和商业化进程。项目团队与企业合作搭建了国内第一条无汞催化剂千吨级生产线;累计生产和销售无汞催化剂超100吨,为企业创造产值超1.8亿元。项目的成功应用促进了产业结构升级,解决了氯乙烯生产中汞污染问题,极大缓解了国家履行《水俣公约》的国际压力。

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