超臨界技術(shù)實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素一步制芳烴

　　5月13日從天津大學(xué)化工學(xué)院傳來消息，該院李永丹教授科研團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的木質(zhì)素一步法高效催化轉(zhuǎn)化工藝――木質(zhì)素提取芳烴技術(shù)目前已完成實(shí)驗(yàn)室全部工作，轉(zhuǎn)入中試和成果轉(zhuǎn)化階段。實(shí)驗(yàn)表明，采用該技術(shù)可從3噸木質(zhì)素原料中提取近1噸芳烴。造紙工業(yè)副產(chǎn)的大量“用之困難，棄之污染”的木質(zhì)素，可望變廢為寶。

“我們以堿木質(zhì)素為原料，采用鉬基金屬納米催化劑，在超臨界乙醇中，一步反應(yīng)將木質(zhì)素解聚為高附加值的有機(jī)小分子化合物。之后采用閃蒸技術(shù)將反應(yīng)后的乙醇溶劑迅速分離，液體產(chǎn)物通過連續(xù)精餾實(shí)現(xiàn)精制與分離，這就是木質(zhì)素提取芳烴技術(shù)的工藝原理。”李永丹教授介紹說。

現(xiàn)有的木質(zhì)素催化煉制過程多是把木質(zhì)素氣化，通過費(fèi)托、甲醇等合成工藝合成液體產(chǎn)物，能耗高、效率低，且產(chǎn)生焦油等廢料。李永丹教授帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，將木質(zhì)素提取芳烴技術(shù)作為研究方向。實(shí)驗(yàn)過程中他們發(fā)現(xiàn)，只有木質(zhì)素的長(zhǎng)鏈分解為個(gè)體單位時(shí)，芳香烴等才能成為可持續(xù)供應(yīng)的有用化學(xué)品的基礎(chǔ)成分，從而達(dá)到提取芳烴的目的。但木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，極難分解為有價(jià)值的亞單位，尤其是要以一種節(jié)約成本的方式加以提取更是困難。于是李永丹他們?cè)趪H上首次采用了納米結(jié)構(gòu)的α碳化鉬基催化劑。這種價(jià)格便宜的催化劑卻在解聚木質(zhì)素過程中效用不凡，除了能產(chǎn)生芳香烴，還產(chǎn)生長(zhǎng)鏈醇類、脂類這些本身制備困難、價(jià)格頗高的小分子化合物，可謂“一舉多得”。他們同時(shí)利用納米催化材料與超臨界流體的協(xié)同促進(jìn)原理，不需要酸性環(huán)境，只需超臨界乙醇溶劑就能“一步反應(yīng)”將木質(zhì)素解聚，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了制備的條件和步驟。

此外，一步法高效催化轉(zhuǎn)化木質(zhì)素技術(shù)的液體產(chǎn)物總收率高達(dá)1.64g/g木質(zhì)素，這為創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力提供了可能。如今，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用山東一紙業(yè)公司的副產(chǎn)木質(zhì)素為原料，1200元/噸的木質(zhì)素經(jīng)過一步法催化轉(zhuǎn)化工藝，液體產(chǎn)物收率達(dá)到1530毫克/克木質(zhì)素，1噸木質(zhì)素的總產(chǎn)值高達(dá)5.14萬元。

天津市科委主任趙海山對(duì)木質(zhì)素提取芳烴工藝給予了高度評(píng)價(jià)。他認(rèn)為，李永丹研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用木質(zhì)素這一可再生生物質(zhì)作為原料生產(chǎn)燃料或化學(xué)品，掌握了生物煉制的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)減少環(huán)境污染和能源消耗具有重要意義。

來源：中國化工報(bào)

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