乙二醇、丙二醇是重要的化工原料,主要用于PET等聚酯合成(涤纶纤维、饮料瓶)和化学中间体等。2016年全世界乙二醇的消费量达到2600万吨,预计2020年增加至3100万吨,市场需求量十分巨大。我国乙二醇的消费量占世界总量的一半以上。“十三五”国家战略性新兴产业发展规划中明确提出要实现生物化工醇的工业生产。中国化纤工业协会在产业发展(30)年路线图中提出以生物质原料替代化石原料生产乙二醇,计划在2030年前实现100万吨生物质基乙二醇产能。因而,生物质制乙二醇技术符合我国相关行业的发展战略,前景广阔。
2008年大连化物所在世界上首次发现纤维素直接催化转化高选择性制乙二醇技术,开辟了生物质转化利用的新途径,在国际学术界与工业界引起广泛关注。此后,研究团队以工业化应用为目标导向,不仅使乙二醇收率进一步提高到78%,产物可以在乙二醇、丙二醇、丁四醇、山梨醇之间多元醇产物分布可调变,而且催化剂成本显著降低。
该技术适用于多种碳水化合物生物质原料,包括:
农林业秸秆、玉米芯等,经简单预处理后,对得到的纤维素原料在240oC水热加氢条件下进行催化转化,可获得50%以上的乙二醇收率。
葡萄糖、木糖等秸秆糖转化可获得接近80%的乙二醇(75-30%)和丙二醇收率(5-40%)。
菊芋等果糖转化可同时获得丙二醇和乙二醇(~60%收率)。
该技术已经申请60余件中国专利和10余件国外专利,并在中国、美国、加拿大、巴西、日本、韩国、欧洲多个国家获得授权。