一、技术背景
生物质制乙二醇等二元醇不仅仅在战略层次上具有重要意义,更具有现实的经济意义。目前,我国二元醇特别是乙二醇的进口国主要是阿拉伯世界国家。生物质制备二元醇,既不消耗化石能源又避免生物质重新进入自然界碳循环导致温室效应,即可以把能源和环境问题同时解决,将是一个生产二元醇的未来发展方向。
目前国内外多利用葡萄糖加氢生产山梨醇,且多采用浆态床。山梨醇附加值较低,经济效益很差。浆态床反应器由于反应物和生成物均为液相反应停留时间较长,难以迅速脱离反应环境,因此副反应较多,产品选择性较差。
二、技术介绍
本课题使用固定床进行连续操作的生物质制多元醇的工艺路线,使用葡萄糖的非饱和水溶液为原料,绕过复杂的纤维素降解提纯的步骤,直接使用葡萄糖加氢生成多元醇。使用非饱和水溶液的原因在于,水作为一种经济且容易大量得到的溶剂对环境无污染,而且葡萄糖在水中的溶解度较大。
研究内容如下:
1)采用具有完全自主知识产权的适合葡萄糖氢化氢解的高效催化剂,开发出最优化的葡萄糖氢化水解技术;利用固定床反应器进行单管中试实验。确定全过程的各物流、各操作单元以及辅助单元的物料衡算和热量衡算参数,以及固定床反应器的设计改造。
2)对本项目所提出的催化剂进行工程放大实验。
三、应用影响
本项目经济学估算如下,以3000元/吨的葡萄糖为原料,一吨葡萄糖生产的各种多元醇综合价值(即生产的各种多元醇的总价)大于12000元,因此经济效益巨大。本技术采用固定床反应器设计制造简单,投资小。不同于发酵水解等其他生物质转化技术,本技术采用固定床连续反应,而不是间歇式反应釜。本技术工艺条件温和,温度200-210度,压力4-6MPa。因此更适于大规模连续生产,可进一步降低生产成本。
四、项目合作
研究目标
本项目以葡萄糖为原料,利用固定床反应器进行单管中试实验,目的是验证固定床氢解催化剂的可行性,工艺路线和单元反应操作方法以及最终的成本核算等;在完成固定床单管中试实验后,验证的各项指标符合合同所要求的技术指标等,具体技术指标如下:
1)原料葡萄糖进反应器的浓度不低于30% ;
2)固定床反应器葡萄糖转化率不低于99%,乙二醇、丙二醇、丁二醇收率之和不低于80%。催化剂寿命1000小时。
3)完成催化剂装量500ml的单管中试实验,并达到预期指标。
合作方式
拟采取联合开发的合作方式。
本项目拟进行18-24个月。
费用概算
1)初步概算本项目需要经费400-500万元,包括实验设备费用110-170万,材料费150-200,测试分析费约20-30万,学生劳务费约30万等。
2)支付方式:与学校签订联合研发合同,经费分阶段汇入学校指定账户。
各方权益
根据以往经验及学校要求,合作研究一般学校占40%权益。