生物質(zhì)精煉技術步入三代階段

文/武 驗

筆者年初從淮北中潤生物能源技術開發(fā)有限公司獲悉，該公司研發(fā)成功的纖維素生物質(zhì)同步水解技術繼2012年9月份通過科技部“863”成果驗收后，于2012年年底完成中試，并計劃2013年啟動產(chǎn)業(yè)化工作。這標志著我國在世界上率先取得了第三代生物質(zhì)精煉技術的突破，比國外科學家預測的人類將植物所有組分轉(zhuǎn)化為石油替代產(chǎn)品的時間，提前了幾十年。該技術的成功意味著生物質(zhì)精煉技術步入了第三代階段。

淮北中潤歷時近7年、投入近2億元研發(fā)成功的纖維素生物質(zhì)同步水解技術，可同步將植物中所有的有機組分全部轉(zhuǎn)化為小分子有機物。該技術不僅在全球率先實現(xiàn)了木質(zhì)素的徹底水解，同時，反應具備很高的選擇性。同步水解產(chǎn)物只有兩種有機物：小分子芳烴和小分子有機酸。

小分子芳烴用途廣、用量大，例如甲苯、對二甲苯、間三甲苯、均四甲苯等，當前基本來自石油。

同步水解得到的小分子有機酸產(chǎn)物，以乳酸為主，乙醇酸和甲酸為輔，還有少量其他有機酸。乳酸和乙醇酸是制備生物降解塑料的主要單體，甲酸是氫氣的載體。“863”驗收成果顯示，1噸植物水解可以得到1噸的有機物，其中小分子芳烴的產(chǎn)量超過20%，最高可超過30%，乳酸的產(chǎn)率約為35%，乙醇酸約10%，甲酸約10%。

以植物為原料生產(chǎn)甲苯類產(chǎn)物，對比石化精煉工藝的生產(chǎn)流程，淮北中潤同步水解精煉技術生產(chǎn)流程步驟更少。即當兩者都達到優(yōu)化狀態(tài)時，植物原料的甲苯類產(chǎn)物生產(chǎn)成本有望低于石化路線。

當前全球的植物精煉技術處于第一代技術的產(chǎn)業(yè)化和第二代技術的研發(fā)中試階段。第一代技術使用可食用的糖、淀粉和動植物油脂為原料，制備化學品或液體燃料，其最大弊端是與人爭糧；第二代技術以植物為原料，其主要缺點在于產(chǎn)品單一，有機物產(chǎn)率很低。一代和二代技術從本質(zhì)上看，都不具備市場競爭能力，需要各國政府的補貼扶持。

2006年，國際科學家推測幾十年后將出現(xiàn)第三代技術，即植物所有組分全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，不需要組分分離，類似石油化工精煉生產(chǎn)工藝，植物中的聚合物以最低成本全部解聚為小分子有機物，且目標產(chǎn)品的選擇性很高，可以同時制備液體運輸燃料和化工產(chǎn)品，并且新工藝可以整合到現(xiàn)有的石化精煉生產(chǎn)工藝中。如今，這一推測被淮北中潤生物能源技術開發(fā)有限公司提前實現(xiàn)。