第三届工程硕士实习实践优秀成果获得者白云飞

发布者:研究生院发布时间:2017-01-18浏览次数:192

立足羰基合成催化,服务企业实际需要



第三届工程硕士实习实践优秀成果获得者  白云飞(化学工程领域)



就读时间:20119-20143

工程领域:化学工程

校内导师:施云海 副教授

企业导师:赖春波 高级工程师

实践单位:上海华谊集团技术研究院

实践内容:醋酸甲酯羰基合成醋酐催化剂研究

现就业单位:庄信万丰(上海)化工有限公司

1、努力学习,打好专业基础

白云飞同学于2011年考入华东理工大学化工学院攻读化学工程领域工程硕士专业学位,研一期间经过导师施云海副教授的谆谆教导以及大量的基础课程和专业课程的学习,该生系统地掌握了化学工程领域的基础知识,拓宽了学术视野,掌握了基本的研究工具及方法,科学素养得以提高,锻炼了创新思维,为研二期间的校外实习实践打下了坚实的基础。


2、理论联系实际,解决企业实际生产技术问题

研一下学期课程结束后,白云飞同学进入上海华谊集团技术研究院精细化工研究所从事羰基合成催化方面的研究工作,并由企业导师赖春波高工和校内导师施云海副教授联合指导。

华谊集团上海焦化公司建设有4万吨/年羰基合成醋酐生产装置。白云飞同学在阅读大量专利文献并进行工业实际调研的基础上,深入了解到醋酸甲酯羰基合成醋酐法现已成为大工业生产醋酐的主流方法,然而在实际生产中,随着装置的长时间运行,已发现在反应器中形成大量的粘稠状焦油。经检测,该焦油是由近百种化合物组成的复杂混合物,判定其是由羰基化副反应形成的聚合物。焦油的危害在于会将催化剂包裹起来(成分主要为助催化剂碘和主催化剂铑金属),减缓了羰基合成反应的进行,使得催化剂的催化活性下降;甚至当焦油把全部铑催化剂包裹起来后,会使羰基合成反应停止,分离焦油后将造成贵金属铑催化剂流失,补充新鲜的催化剂,使得成本居高不下。

经过充分的文献调研,白云飞同学尝试从催化剂配方设计和工艺优化这两个角度来解决这一困绕工业生产的难题。方法是通过降低可能形成焦油的前驱体——丙酮和亚乙基二乙酸酯(EDA)这两种副产物的产生量,来降低焦油产生量,为工业装置的运行提供理论与实践指导。首先,筛选除了新的催化剂配方。以铑为主催化剂,筛选出的金属助剂A能够降低副产物丙酮的生成量,筛选出的金属助剂B能够降低副产物EDA的生成量。通过实验确定了金属助剂较适宜的添加组成。其次,确定了羰基化合成工艺条件的优化方案。在单因素工艺条件筛选试验的基础上进行均匀试验设计,采用DPS数据处理软件对实验结果进行二次多项式逐步回归得到有关羰基化反应时空收率(STY)、丙酮生成量、EDA产生量的数学模型。通过对该数学模型的分析确定了羰基化反应的较适宜工艺条件。采用Aspen plus化工模拟软件中的RGIBBS反应器对醋酸甲酯羰基合成醋酐的主反应和副反应的平衡常数、平衡转化率进行了计算,并以上述得到的催化剂组成和较适宜的工艺条件对醋酸甲酯羰基合成醋酐的宏观反应动力学进行测定和关联计算,建立了关于反应原料醋酸甲酯的化学反应动力学方程。

实习阶段研究结果表明:运用该新型催化剂配方结合较适宜工艺条件,小试实验发现反应生成的副产物丙酮和EDA量显著下降,焦油生成量也大幅度减少,可达到了原先的稳定生产的目标。这不仅将能为上海焦化有限公司的醋酐装置长时间稳定生产做出了突出贡献,而且能够为企业带来非常显著的经济效益。

辛勤的汗水换来的是沉甸甸的果实,白云飞同学研究生期间以第一作者发表研究论文1篇,申请国家发明专利1项。


3、结语

 “勤奋求实,励志明德“是每一位华东理工大学学子所坚守的信念。白云飞同学目前就职于庄信万丰(上海)化工有限公司,从事汽车尾气催化剂方面的工艺优化改进工作,他将继续铭记华理校训,勤勤恳恳,勇于探索,运用在学校里面学习到的知识来解决企业的实际问题,为创建绿色化学的世界贡献自己的一份力量。