甲醇制烯烃(MTO)是最有希望替代传统石油裂解制取烯烃路线的新兴工艺,而MTOI艺的研究重点在于催化剂的开发。本技术以甲醇制烯烃反应为对象,开展了SAPO-34分子筛催化剂的制备与性能评价,并基于筛选确定的最优催化剂,完成了甲醇制烯烃本征动力学实验研究,建立了与实验数据良好相容的本征动力学模型。采用水热法合成SAPO-34分子筛,晶化温度为200℃,晶化时间为48h,动态晶化。在一定的原料配方下,通过性能评价和XRD、SEM和TPD等表征相结合的方式,考察了双模板剂配比、硅铝比、磷铝比对SAPO-34分子筛性能的影响。结果表明,在实验考察的双模板剂配比范围内均能合成出SAPO-34分子筛,合成的分子筛具有相对最好的MTO催化性能,总低碳烯烃(乙烯+丙烯)收率达到87.7%。在双模板剂下过低的硅铝比会影响SAPO-34分子筛的晶相结构,导致SAPO-5混晶的生成,相对适宜的硅铝比为0.4。磷铝比影响分子筛合成的初始凝胶PH值,过高或过低均不利于SAPO-34分子筛MTO性能的提高,相对适宜磷铝比为1.0。以原位合成法考察了La、Ce和Y三种稀土金属离子对SAPO-34的改性作用。

成果与项目的背景及主要用途： 本项目的出发点是将我国大量的生物质及城市有机废物资源（如农作物废弃 物、林业废弃物、城市垃圾中丰富的有机物、造纸造浆中的废物、酒精生产厂的 废液废渣、动物粪便、食品加工中的废弃物、家庭中有机垃圾、草类废弃物，产 量约每年 30 亿吨）高效转化为清洁的电力。我国当前的生物质及城市有机废物 资源没有得到合理的利用。 利用生物质作为能源，不仅有助于我国长期的能源供给问题的解决，更重要 的是可改善环境质量。本项目技术路线所排放污染物如二氧化碳、硫化物、粉尘 粒子的浓度大大低于现有的燃煤发电厂。此外，高效、清洁的气化发电技术可以 克服现有的城市垃圾处理处置方式的缺点。与现有垃圾焚烧炉技术相比，本项目 的技术路线具有以下优点： 1）发电效率高；2）炭转化率高、能量利用率高；3） 排放的二次污染物少；4）初投资和远行费用低。 本项目的目的是有效地利用生物质及城市有机废物，通过流化床气化的方式 将其转变为电力。确保生产电力的成本可以与现有的燃煤电厂竞争，同时确保生天津大学科技成果选编 产过程符合环境友好性要求，没有明显的二次污染。 技术简介： （1）低焦油生物质气化发电技术。低焦油控制技术：<10mg/Nm3。生物燃 气品质提升技术:热值>6MJ/Nm3。多原料生物质气化技术已处于中试阶段，采用 农村秸秆等剩余物进行气化制备生物燃气，满足农村 500 户居民供暖、炊事，剩 余燃气发电并网，用于照明等。利用农林废弃物进行集中供气、供暖、发电，使 用玉米芯、棉花秸秆、麦秸为原料，年处理量为 5200 余吨，产气量 15000m3/天， 气柜出口气体的焦油含量为 8-10mg/Nm3,燃气热值为 5200-6000KJ/Nm3，气化炉 气化效率 72-75%，该技术焦油含量低，后续净化工艺简单，焦油废水排放少， 对环境污染小。 （2）生物质快速热解制备生物油技术，包括生物质选择性催化热解工艺优 化；生物油精制改质的技术工艺路线；车用替代液体燃料的技术开发；千吨级工 艺包的研发与示范。 生物柴油制备技术，规模化高效清洁生物柴油技术 适应多种原料包括地沟 油、粮油加工下脚料与动物植物等，体现出高效清洁优势，具备规模化连续化运 行能力。 （3）新型生物柴油制备技术，研究顺磁性整体细胞催化工艺，兼顾环境与 成本优势，试图突破化学法与固定化酶法的局限性，生物柴油原料拓展与加工工 艺集成，藻类能源植物、耐高盐碱能源植物选育栽培；热化学热解气化与生物发 酵耦合工艺，实现全组分综合利用。 技术水平及专利与获奖情况： 本技术水平处于国内领先水平，在国际上也是先进的。目前正在申报发明专 利 2 项。 应用前景分析及效益预测： 本项目的市场前景很大。以天津市为例，天津市每年约有 600 万吨生物质资 源，可发出功率为 90-100 万千瓦的电。若考虑大量种植能源作物，则可以发出 更多的电，而且随着发电规模的扩大，可以显著降低成本。如果单座发电厂的规 模在 2000-4000kW，该发电成本与燃煤电厂相当。为天津市大量的生物质废物找 90天津大学科技成果选编 91 到一条合理的利用途径，同时解决了因城市有机垃圾堆置而带来的环境污染问题。 以 2000 千瓦的发电能力为例，投资回收期为 2.2 年，年盈利为 220 万左右。 应用领域： 现有的发电厂、热电厂、农场、乡镇、农林产品加工厂、城市生活垃圾处理 站。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 需要稳定的生物质或生活垃圾原料供应（年需要量为 22000 吨左右）；设备 相对比较简单，但需要由相关的厂家定制生厂；厂房面积约为 15000－20000 平 方米；投资规模在 700 万左右。 合作方式及条件：技术一次购买，技术入股，合作投资入股均可。 

成果创新点 本产品不同于国内常规阻燃剂，不是各种阻燃成分的 简单配方组合。 本阻燃油漆的氧指数在 30 以上，国际 UL94 标准测试 能达到 V0 级。同时油漆的各项机械物理性能达到 GB/T23997-2009 和 GB18581-2009 标准，且产品能够系列 化。具有如下优势： （1）重点解决阻燃剂和油漆的兼容性问题。在保证油 漆不燃烧的同时，不改变油漆原有的各项机械物理性能，

本产品不同于国内常规阻燃剂，不是各种阻燃成分的简单配方组合。 本阻燃油漆的氧指数在 30 以上，国际 UL94 标准测试 能达到 V0 级。同时油漆的各项机械物理性能达到GB/T23997-2009 和 GB18581-2009 标准，且产品能够系列化。 具有如下优势：（1）重点解决阻燃剂和油漆的兼容性问题。在保证油漆不燃烧的同时，不改变油漆原有的各项机械物理性能， 解决长期以来油漆不能阻燃的难题。 （2）实现阻燃油漆环保。首先要实现阻燃剂本身无卤、 无毒。同时做到生产过程低成本、低能耗，无三废排放。 （3）实现油漆的多功能化。不仅阻燃，还要有很好的装饰性和附着力，要耐水，防腐，高温时隔热。 

燃气发电机组

随着油品质量标准的日益严格，世界各国的标准已纷纷进入清洁化或超清洁化阶段。为此，世界各国都严格限制燃料油尾气中硫化物和氮化物的排放，这是因为含硫油品在燃烧过程中形成硫氧化物不仅能导致酸雨和机动车尾气净化催化剂中毒，而且这种悬浮颗粒还是大气化学循环中形成臭氧和酸雾的组分之一。油品中氮化物的存在对油品安定性的影响极为严重，是成胶的主要因素之一。而且油品中的含氮化合物会对催化剂在加氢脱硫反应中的活性和选择性产生重要影响。因此，使深度脱硫和脱氮，成为清洁燃料生产的一个重要课题。 解决油品的深度脱硫和脱氮可以从工程技术、工艺参数和催化剂选择等方面考虑。开发和应用更高活性及选择性的催化剂可以在不改变操作条件的情况下生产出清洁的油品，因此在成本上有很大的优势。深度加氢脱硫和脱氮催化剂的研究开发主要是从改进活性组分的担载方法、筛选活性更高的组分和寻找更好的载体三方面展开的。

纳米石墨烯是经由有机合成路线制备的稠合苯环组成的纳米片状材料，其结构可以在有机合成过程中精确控制，并通过碳谱、氢谱等手段表征。研究团队以自制的纳米石墨烯、商业化的含氮化合物、铁盐和二维石墨烯为前驱体，经过高温焙烧和酸洗处理，最终得到了高效的酸性氧还原催化剂。催化剂合成过程中，高温条件下三聚氰胺提供的氮原子倾向于取代纳米石墨烯的边缘碳原子，并以此锚定

鉴于目前的经济发展形势和我国的能源政策和能源消费结构发生了很大的变化，因此国内纷纷上马了一大批制造燃用油、气燃料的锅炉制造厂，主要分布在沿海一带地区，另外鉴于这些沿海地区大部分城市为国际旅游城市，对环境的要求日益严格，因此很多城市制定了二环路以内严禁使用安装的燃煤小型锅炉的规定，还有一些城市正在考虑制定一些类似的限制来保护城市环境，制造燃用油、气燃料的锅炉

本成果在世界上首次将"AIPO4" 、"TIO6"和"Si04"单元以规整结构的形式引入柴油加氢精制催化剂载体中,使催化剂具有更加优良的表面化学性质,促进硫、氮、芳烃的同步脱除。成果从2010年陆续在大庆石化、乌鲁木齐石化、辽阳石化柴油加氢精制装置实现工业应用,成功生产出符合国IV、国V柴油质量标准的清洁柴油,为我国柴油的质量升级提供了有力的技术支撑,取得了良好的经济效益和社会效益。