來源：《中國化工報》第02版 科技創(chuàng)新
發(fā)布時間：2024-10-21
本報訊（記者陳菲）10 月17 日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所與中科柏易金（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。
中國科學(xué)院院士何鳴元領(lǐng)銜的評價委員會認(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。
鑒定意見顯示，該技術(shù)實現(xiàn)了以下三項創(chuàng)新：一是創(chuàng)制了鎢基催化劑體系，首創(chuàng)了生物質(zhì)糖原料一步法催化轉(zhuǎn)化高選擇性制乙二醇反應(yīng)新過程；二是設(shè)計了全混流連續(xù)攪拌式漿態(tài)床反應(yīng)系統(tǒng)，實現(xiàn)了催化反應(yīng)體系的長周期連續(xù)穩(wěn)定運行；三是開發(fā)了生物基乙二醇產(chǎn)品精餾分離與精制工藝，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到聚合級要求，可滿足生物基聚酯的應(yīng)用需要。
該技術(shù)由中國科學(xué)院院士張濤帶領(lǐng)的大連化物所團(tuán)隊開發(fā)完成。2008 年，該團(tuán)隊在國際上首創(chuàng)了纖維素直接催化轉(zhuǎn)化制乙二醇新反應(yīng)。此后，團(tuán)隊從催化基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)工業(yè)應(yīng)用兩個維度開展了系統(tǒng)研究，在低成本催化劑開發(fā)、反應(yīng)機理和動力學(xué)研究、原料拓展、過程放大等方面取得系列進(jìn)展。
2022 年年初，采用該技術(shù)的千噸級生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇中試裝置在河南濮陽建成，并于同年6 月首次投料，一次性打通工藝流程，獲得工業(yè)級生物質(zhì)乙二醇產(chǎn)品。2023 年10 月16 日，該裝置通過了72 小時現(xiàn)場考核?？己藬?shù)據(jù)表明，采用該技術(shù)生產(chǎn)的乙二醇產(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)。
據(jù)該團(tuán)隊成員、大連化物所鄭明遠(yuǎn)研究員介紹，該技術(shù)以秸稈糖等生物質(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。此外，千噸級中試裝置產(chǎn)出的生物質(zhì)乙二醇產(chǎn)品，已經(jīng)用于生產(chǎn)生物基滌綸、全生物基呋喃塑料、香精香料等。經(jīng)下游用戶合成聚酯進(jìn)行測試，品質(zhì)優(yōu)于煤炭基乙二醇，與石油基產(chǎn)品性能相當(dāng)。
另外，該技術(shù)已獲得40 余項授權(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。下一步，團(tuán)隊將重點進(jìn)行生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇技術(shù)萬噸級工業(yè)化裝置的相關(guān)工作。
乙二醇是重要的大宗能源化學(xué)品，每年全球消費量超過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)和消費大國，每年的消費量超過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，急需發(fā)展綠色乙二醇生產(chǎn)技術(shù)。
專家點評
中國科學(xué)院院士何鳴元：這一技術(shù)中試成功是非常令人興奮的。乙二醇是大宗化學(xué)品，現(xiàn)有工藝多為石油裂解制乙二醇和煤制乙二醇，而這些化石燃料都是不可再生的。業(yè)內(nèi)對生物質(zhì)制乙二醇也多有研究，但反應(yīng)復(fù)雜、工藝流程也較長。大連化物所開發(fā)的生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化工藝，整個工藝過程路線短、
只需要一步反應(yīng)就可制得，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。此外，該工藝路線的反應(yīng)條件也很溫和、產(chǎn)物收率接近80%，原子經(jīng)濟(jì)性很高，屬于綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)路線，對于我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)頗為有益。
萬凱新材料股份有限公司研究院執(zhí)行院長楊利平：乙二醇和日常生活非常相關(guān)，在衣服、礦泉水瓶、車座椅等衣食住行各領(lǐng)域都有應(yīng)用。乙二醇的表觀消費量大，生產(chǎn)難度大，產(chǎn)品指標(biāo)要求高，產(chǎn)品純度和透光率都有嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)。大連化物所開發(fā)的生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇技術(shù)意義非常重大。作為下游應(yīng)用企業(yè)，非常期待生物基乙二醇技術(shù)的發(fā)展，希望該技術(shù)早日實現(xiàn)萬噸級放大。
新鳳鳴集團(tuán)股份有限公司副總裁趙春財：目前乙二醇都是來自石油基和煤基乙二醇，生物基乙二醇是我們重點關(guān)注的對象。大連化物所開發(fā)的生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇技術(shù)有望為乙二醇產(chǎn)業(yè)鏈升級、生物基聚酯生產(chǎn)提供重要的技術(shù)解決方案，對實現(xiàn)我國“雙碳”目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
