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生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇技術(shù)中試成功

   2024-10-21 中國化工報(bào)

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核心提示:近日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所張濤院士、鄭明遠(yuǎn)研究員、王愛琴研究員團(tuán)隊(duì),與中科柏易金(鄭州)新能源科技有限責(zé)任公司等

近日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所張濤院士、鄭明遠(yuǎn)研究員、王愛琴研究員團(tuán)隊(duì),與中科柏易金(鄭州)新能源科技有限責(zé)任公司等合作開發(fā)的“千噸級生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇中試技術(shù)”通過了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果評價(jià)。

評價(jià)委員會認(rèn)為,該技術(shù)首創(chuàng)了生物質(zhì)糖一步催化轉(zhuǎn)化制乙二醇新路線,開發(fā)了千噸級生物質(zhì)糖制乙二醇成套技術(shù),實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化高選擇性制乙二醇由基礎(chǔ)研究新發(fā)現(xiàn)到千噸級規(guī)模應(yīng)用的跨越,綜合技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平,一致同意通過科技成果評價(jià)。

乙二醇是重要的大宗能源化學(xué)品,每年全世界消費(fèi)量超過3000萬噸,主要應(yīng)用于合成滌綸纖維、聚酯瓶片、防凍液、涂料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。我國是乙二醇生產(chǎn)和消費(fèi)大國,每年的消費(fèi)量超過2000萬噸。但是,乙二醇主要以石油乙烯或煤炭為原料,存在原料不可再生、二氧化碳排放量大、能耗高等缺點(diǎn),亟待發(fā)展綠色乙二醇生產(chǎn)技術(shù)。

2008年,大連化物所張濤團(tuán)隊(duì)在國際上首創(chuàng)了纖維素直接催化轉(zhuǎn)化制乙二醇新反應(yīng),為生物基乙二醇的生產(chǎn)提供了新途徑。此后,團(tuán)隊(duì)從催化基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)工業(yè)應(yīng)用兩個維度開展了持續(xù)系統(tǒng)的研究工作,在低成本催化劑開發(fā)、反應(yīng)機(jī)理和動力學(xué)研究、原料拓展、過程放大等方面取得系列進(jìn)展。

2019年,團(tuán)隊(duì)與中科柏易金公司等合作開展“千噸級生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇中試項(xiàng)目”。

2022年,在河南濮陽建成了國際首套千噸級生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇裝置,并于6月首次投料,一次性打通了工藝流程,獲得了工業(yè)級的生物質(zhì)乙二醇產(chǎn)品。

2023年,在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對裝置流程進(jìn)行了技改升級后,完成72小時現(xiàn)場考核,結(jié)果表明,乙二醇產(chǎn)物選擇性接近80%,產(chǎn)品分離純度達(dá)到99.9%,紫外透光率達(dá)到聚酯級乙二醇國家標(biāo)準(zhǔn)。

裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)表明,該技術(shù)路線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于現(xiàn)有的生物乙醇-生物乙烯-生物基乙二醇技術(shù)路線。同時,出產(chǎn)的生物質(zhì)乙二醇產(chǎn)品經(jīng)用戶合成聚酯測試,品質(zhì)優(yōu)于煤炭基乙二醇。該中試運(yùn)行結(jié)果為生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇技術(shù)的萬噸級工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

千噸級生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇中試技術(shù)利用秸稈糖等生物質(zhì)為原料,通過高選擇性催化劑體系和反應(yīng)系統(tǒng),結(jié)合高效的產(chǎn)品分離工藝,生產(chǎn)出乙二醇產(chǎn)品。整個工藝過程路線短、條件溫和、原子經(jīng)濟(jì)性高,屬于綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)路線。該技術(shù)已獲得40余項(xiàng)授權(quán)發(fā)明專利,具有完善的自主知識產(chǎn)權(quán),并獲得2022年遼寧省自然科學(xué)一等獎。生物質(zhì)乙二醇作為生物基聚酯材料不可替代的合成原料,發(fā)展前景廣闊,該技術(shù)生產(chǎn)出的乙二醇產(chǎn)品已經(jīng)推向市場,用于生產(chǎn)生物基滌綸(PET)、全生物基呋喃塑料(PEF)、香精香料等。千噸級生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇中試技術(shù)有望為乙二醇產(chǎn)業(yè)鏈升級、生物基聚酯生產(chǎn)、我國綠色化工提供重要的技術(shù)解決方案,對實(shí)現(xiàn)我國“雙碳”目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

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