十年攻关成就绿色环保新工艺——记科技进步一等奖甲基芳香醚绿色环保工业化生产工艺及示范应用

　　这几天，陕西煤业化工技术研究院有限责任公司华州分公司总经理薛其才既喜出望外又格外忙碌。喜的是他领衔的项目团队开发的“甲基芳香醚绿色环保工业化生产工艺及示范应用”荣获2025年度陕西省科技奖科技进步一等奖，忙的是他们又在此基础上攻关甲基芳香醚副产甲醇的高值化利用新路径。

　　一“字”之差　改写百年生产技术

　　甲基芳香醚，一种含有芳香基的醚类有机化合物，是现代化工领域重要的高附加值精细化学品，被广泛用作有机合成反应中的关键中间体，在农药杀菌剂中间体烯酰吗啉、药品藜芦醛、香料香兰素、颜料中间体黄83等重要化学品的生产中不可或缺。

　　甲基芳香醚生产工艺已有100多年历史，以硫酸二甲酯为甲基化试剂，与酚类化合物反应合成。然而，这种工艺存在的硫酸二甲酯毒性高、含盐废水量大等问题长期未能解决。

　　对此，陕煤化工技术研究院面向煤化工产业与下游高附加值精细化学品深度融合的重大产业需求，于2014年组建项目团队研究攻关，从实验室小试、中试放大到千吨级工业示范，历时10年，首创了以酚类化合物和碳酸二甲酯为原料生产甲基芳香醚系列产品的绿色环保全新工艺技术。

　　经过系统研究和持续攻关，团队研发了具有自主知识产权的新型高效催化剂及其规模化量产技术，解决了碳酸二甲酯投料量大、反应效率低等甲基化反应的共性难题；攻克了工程放大问题，建成了甲基芳香醚工业化示范装置，并实现长周期稳定运行，彻底解决了以硫酸二甲酯生产甲基芳香醚安全风险高、生产成本高等行业难题。

　　碳酸二甲酯与硫酸二甲酯，尽管只有一“字”之差，却改写了甲基芳香醚生产技术发展历史，促进了精细化工产业向高端化、绿色化转变。

　　十年攻关　首创绿色环保新工艺

　　碳酸二甲酯是理想的绿色甲基化试剂，但其用于合成甲基芳香醚仍面临多个关键难题。首先，国内小试研究催化剂体系多采用单金属或其他碱类化合物，催化性能不够高效，碳酸二甲酯与酚的甲基化反应仍存在甲基化试剂用量大、反应效率低及反应时间长等问题。其次，以碳酸二甲酯作为甲基化试剂合成甲基芳香醚的研究仅局限于实验室小试，中试放大的工艺流程、关键设备选型和适配等关键工程问题不明确。再次，由于缺乏中试放大的先例，没有可直接借鉴的工艺经验，也没有形成能够规模化生产的工业化技术。最后，此前研究将碳酸二甲酯当成溶剂，副产的甲醇与反应液里的碳酸二甲酯混到一起不容易分离，导致能耗较高。

　　陕煤化工技术研究院副院长张生军表示，团队从催化反应机理基础研究的关键核心领域开始，设计开发了碳酸二甲酯与酚合成甲基芳香醚的新型高效催化剂，建成了10吨/年催化剂标准化生产线，驱动了甲基芳香醚系列产品的规模化生产。

　　碳酸二甲酯在高温下遇到甲醇时会自身分解，只有快速反应才能提高生产效率。据介绍，这种双金属活化催化剂解决了碳酸二甲酯甲基化反应效率低、试剂用量大、反应时间长等问题。

　　在小试、中试研究过程中，陕煤化工技术研究院项目团队不断攻克诸多难题，开发形成了全新的甲基芳香醚绿色环保生产工艺。2025年6月，该项目通过了陕西省科技厅验收。同年8月通过科技成果鉴定，吕剑院士领衔的鉴定委员会认为成果具有独立知识产权，达到国际领先水平。

　　工业示范　产品引领国内市场

　　2019年1月，陕煤化工技术研究院采用该技术在华州分公司投资建成了2000吨/年工业化试验装置，实现苯甲醚等甲基芳香醚系列产品工业化生产。在此基础上，团队对装置实施模块化改造，将产能扩大到5000吨/年，实现了工业化示范生产。同时，团队建立了DCS-SIS全流程安全控制系统，开创了“反应—精馏—切片”全新工艺路线，形成了甲基芳香醚绿色生产技术工艺包。

　　“在产能扩大过程中，我们对传统工艺技术进行了提升改造。”薛其才告诉记者。比如，催化反应完成后会产生很细的类似胶体的物质，给精馏系统造成较大麻烦。团队通过精馏塔塔板改造，实现了连续精馏长周期稳定运行，对结晶釜进行改进，解决了易堵塞问题，产物直接降温析出颗粒，无升温过程，溶剂用量大幅下降，副产的甲醇还可当溶剂使用。

　　据介绍，5000吨/年甲基芳香醚示范装置可生产苯甲醚、对苯二甲醚、邻苯二甲醚等产品。其中，邻苯二甲醚在国内市场占有率达70%。装置运行结果表明，与传统硫酸二甲酯技术相比，甲基芳香醚绿色环保工艺的反应时间和生产周期大幅缩短，生产效率提高16.7倍，废固和废液排放总量降低95%以上，为我国精细化工行业绿色转型提供了借鉴。