10月17日，中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）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）新能源科技有限責任公司（以下簡稱“中科柏易金公司”）等合作開發(fā)的千噸級生物質催化轉化制乙二醇中試技術”通過了中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果評價。評價委員會認為，該技術首創(chuàng)了生物質糖一步催化轉化制乙二醇新路線，開發(fā)了千噸級生物質糖制乙二醇成套技術，實現(xiàn)了生物質催化轉化高選擇性制乙二醇由基礎研究新發(fā)現(xiàn)到千噸級規(guī)模應用的跨越，綜合技術水平達到國際領先水平，一致同意通過科技成果評價。
乙二醇是重要的大宗能源化學品，每年全世界消費量超過3000萬噸，主要應用于合成滌綸纖維、聚酯瓶片、防凍液、涂料、醫(yī)藥等領域。我國是乙二醇生產和消費大國，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)展綠色乙二醇生產技術。
2008年，大連化物所張濤團隊在國際上首創(chuàng)了纖維素直接催化轉化制乙二醇新反應，為生物基乙二醇的生產提供了新途徑。此后，團隊從催化基礎科學和技術工業(yè)應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)、反應機理和動力學研究、原料拓展、過程放大等方面取得系列進展。
2019年，團隊與中科柏易金公司等合作開展“千噸級生物質催化轉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催化轉化制乙二醇裝置，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)級的生物質乙二醇產品。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，結果表明，乙二醇產物選擇性接近80%，產品分離純度達到99.9%，紫外透光率達到聚酯級乙二醇國家標準。裝置運行數(shù)據(jù)表明，該技術路線的技術經(jīng)濟性優(yōu)于現(xiàn)有的生物乙醇-生物乙烯-生物基乙二醇技術路線。同時，出產的生物質乙二醇產品經(jīng)用戶合成聚酯測試，品質優(yōu)于煤炭基乙二醇。該中試運行結果為生物質催化轉化制乙二醇技術的萬噸級工業(yè)應用奠定了基礎。
千噸級生物質催化轉化制乙二醇中試技術利用秸稈糖等生物質為原料，通過高選擇性催化劑體系和反應系統(tǒng)，結合高效的產品分離工藝，生產出乙二醇產品。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。該技術已獲得40余項授權發(fā)明專利，具有完善的自主知識產權，并獲得2022年遼寧省自然科學一等獎。生物質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，該技術生產出的乙二醇產品已經(jīng)推向市場，用于生產生物基滌綸（PET）、全生物基呋喃塑料（PEF）、香精香料等。千噸級生物質催化轉化制乙二醇中試技術有望為乙二醇產業(yè)鏈升級、生物基聚酯生產、我國綠色化工提供重要的技術解決方案，對實現(xiàn)我國“雙碳”目標和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
千噸級生物質催化轉化制乙二醇裝置
