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國際領(lǐng)先水平!大連化物所千噸級生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇中試成功

來源:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所      2024-10-22
導(dǎo)讀:10月17日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化與新材料研究中心(1500組群)張濤院士、鄭明遠研究員、王愛琴研究員團隊,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。華東師范大學(xué)何鳴元院士擔(dān)任科技成果評價委員會主任,中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科技與裝備部副主任王秀江主持會議,大連化物所副所長李先鋒、科研及職能部門相關(guān)人員出席會議。
會上,王愛琴、鄭明遠分別作了研究報告和中試工作報告。72小時考核組組長、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)傅堯教授作了現(xiàn)場考核情況匯報。評價委員會詳細審查了查新報告及相關(guān)評價材料,并與科研團隊、合作企業(yè)等進行了深入的交流、討論。最后,評價委員會專家一致認(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)水平達到國際領(lǐng)先水平,一致同意通過科技成果評價。

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科技成果評價會后,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所舉行了“千噸級生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇中試技術(shù)”成果發(fā)布會,李先鋒主持會議。包括新華社、中央廣播電視總臺、經(jīng)濟日報、中國日報、科技日報、中國新聞社、中國青年報、中國科學(xué)報、中國教育電視臺、人民網(wǎng)、光明網(wǎng)、中國網(wǎng)、瞭望、中國化工報、北京廣播電視臺、新京報等媒體記者出席了發(fā)布會。會上,記者就感興趣的問題與評價會專家、科研團隊成員、企業(yè)代表等進行了交流。
乙二醇是重要的大宗能源化學(xué)品,每年全世界消費量超過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,亟待發(fā)展綠色乙二醇生產(chǎn)技術(shù)。
2008年,張濤團隊在國際上首創(chuàng)了纖維素直接催化轉(zhuǎn)化制乙二醇新反應(yīng),為生物基乙二醇的生產(chǎn)提供了新途徑。此后,團隊從催化基礎(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)機理和動力學(xué)研究、原料拓展、過程放大等方面取得系列進展。
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2019年,團隊與中科柏易金公司等合作開展“千噸級生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制乙二醇中試項目”,于2022年初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,并于同年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。隨后,項目團隊對裝置流程進行了技改升級,于2023年10月16日完成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)品分離純度達到99.9%,紫外透光率達到聚酯級乙二醇國家標(biāo)準(zhǔn)。裝置運行數(shù)據(jù)表明,該技術(shù)路線的技術(shù)經(jīng)濟性優(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)濟性高,屬于綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟路線。該技術(shù)已獲得48件授權(quán)發(fā)明專利,12件PCT國際發(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,對實現(xiàn)我國“雙碳”目標(biāo)和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。


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