生物质催化转化制乙二醇技术国际领先

产物选择性接近80% 产品分离纯度达到99.9%

中化新网讯 10月17日，中国科学院大连化学物理研究所与中科柏易金（郑州）新能源科技有限责任公司等合作开发的千吨级生物质催化转化制乙二醇中试技术通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。中国科学院院士何鸣元领衔的评价委员会认为，该技术首创了生物质糖一步催化转化制乙二醇新路线，开发了千吨级生物质糖制乙二醇成套技术，实现了生物质催化转化高选择性制乙二醇由基础研究新发现到千吨级规模应用的跨越，综合技术水平达到国际领先。

图为千吨级生物质催化转化制乙二醇装置。（大连化物所供图）

鉴定意见显示，该技术实现了以下三项创新：一是创制了钨基催化剂体系，首创了生物质糖原料一步法催化转化高选择性制乙二醇反应新过程；二是设计了全混流连续搅拌式浆态床反应系统，实现了催化反应体系的长周期连续稳定运行；三是开发了生物基乙二醇产品精馏分离与精制工艺，产品质量达到聚合级要求，可满足生物基聚酯的应用需要。

该技术由中国科学院院士张涛带领的大连化物所团队开发完成。2008年，该团队在国际上首创了纤维素直接催化转化制乙二醇新反应。此后，团队从催化基础科学和技术工业应用两个维度开展了系统研究，在低成本催化剂开发、反应机理和动力学研究、原料拓展、过程放大等方面取得系列进展。

2022年年初，采用该技术的千吨级生物质催化转化制乙二醇中试装置在河南濮阳建成，并于同年6月首次投料，一次性打通工艺流程，获得工业级生物质乙二醇产品。2023年10月16日，该装置通过了72小时现场考核。考核数据表明，采用该技术生产的乙二醇产物选择性接近80%，产品分离纯度达到99.9%，紫外透光率达到聚酯级乙二醇国家标准。

据该团队成员大连化物所郑明远研究员介绍，该技术以秸秆糖等生物质为原料，通过高选择性催化剂体系和反应系统，结合高效的产品分离工艺，生产出乙二醇产品。此外，千吨级中试装置产出的生物质乙二醇产品，已经用于生产生物基涤纶、全生物基呋喃塑料、香精香料等。经下游用户合成聚酯进行测试，品质优于煤炭基乙二醇，与石油基产品性能相当。另外，该技术已获得40余项授权发明专利，具有完善的自主知识产权，并获得2022年辽宁省自然科学一等奖。下一步，团队将重点进行生物质催化转化制乙二醇技术万吨级工业化装置的相关工作。

乙二醇是重要的大宗能源化学品，每年全球消费量超过3000万吨，主要应用于合成涤纶纤维、聚酯瓶片、防冻液、涂料、医药等领域。我国是乙二醇生产和消费大国，每年的消费量超过2000万吨。但是，乙二醇主要以石油乙烯或煤炭为原料，存在原料不可再生、二氧化碳排放量大、能耗高等缺点，急需发展绿色乙二醇生产技术。

专家观点：

中国科学院院士何鸣元：这一技术中试成功是非常令人兴奋的。乙二醇是大宗化学品，现有工艺多为石油裂解制乙二醇和煤制乙二醇，而这些化石燃料都是不可再生的。业内对生物质制乙二醇也多有研究，但反应复杂、工艺流程也较长。大连化物所开发的生物质催化转化工艺，整个工艺过程路线短、只需要一步反应就可制得，技术经济性优于现有的生物乙醇—生物乙烯—生物基乙二醇技术路线。此外，该工艺路线的反应条件也很温和、产物收率接近80%，原子经济性很高，属于绿色低碳循环经济路线，对于我国实现“双碳”目标颇为有益。

万凯新材料股份有限公司研究院执行院长杨利平：乙二醇和日常生活非常相关，在衣服、矿泉水瓶、汽车座椅等衣食住行各领域都有应用。乙二醇的表观消费量大，生产难度大，产品指标要求高，产品纯度和透光率都有严苛的标准。大连化物所开发的生物质催化转化制乙二醇技术意义非常重大。作为下游应用企业，非常期待生物基乙二醇技术的发展，期待该技术早日实现万吨级放大。

新凤鸣集团股份有限公司副总裁赵春财：目前乙二醇都是来自石油基和煤基乙二醇，生物基乙二醇是我们重点关注的对象。大连化物所开发的生物质催化转化制乙二醇技术有望为乙二醇产业链升级、生物基聚酯生产提供重要的技术解决方案，对实现我国“双碳”目标和可持续发展具有重要意义。