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高端特种单体合成新突破!成功产出99.3%纯度合格产品 |
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近日,大连理工大学教授梁长海团队与中国石化镇海炼化合作攻关,在百吨级丙烯二聚试验装置上首次成功产出合格产品4-甲基-1-戊烯(4M1P),纯度可达到99.3%,优于进口同类产品,标志着我国在该高端特种单体的合成领域取得阶段性突破。
4M1P是一种重要的支链α-烯烃,一方面可自聚为聚4-甲基-1-戊烯(PMP),另一方面也可作为高品质线型低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体,显著改善其韧性与光学性能。其中PMP是目前已知密度最低的热塑性树脂,具备高熔点、优异耐热性、高透明度、良好介电性与耐化学腐蚀等综合性能,在电子电器、光学仪器、高端医疗器械及特种包装等领域应用前景广阔,然而全球4M1P产能高度集中于国外少数企业。
4M1P主要通过丙烯二聚反应制备,该反应为强放热过程,产物分布复杂,反应自发程度高。为实现丙烯向目标产物4M1P的高效、定向转化,关键取决于催化剂与工艺条件的精准调控。2018年初,团队与中石化镇海炼化携手开展系统攻关,通过大量实验与优化,成功开发出高效催化剂,实现从17种可能反应路径中选择性合成4M1P。
随后,团队从实验室间歇反应釜小试起步,逐步完成连续反应釜工艺放大,克服了催化剂从克级到公斤级放大的制备难题、物料安全转运以及工艺设备匹配等一系列挑战,最终建成百吨级中试装置,走通从基础研究到工程转化的完整路径。产出的产品纯度高达99.3%的4M1P产品,关键指标优于进口同类产品,实现了该高端化学品的高质量国产化替代。
连续反应釜工艺放大现场。大连理工大学供图
4M1P的成功自主合成,不仅为我国高端医疗装备(如ECMO“人工肺”)核心材料摆脱进口依赖奠定了基础,也为5G通信、柔性电子等战略性新兴产业提供了可靠的国产高性能材料选项。
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