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生物質(zhì)制取聚氨酯原料 實(shí)現(xiàn)原料多樣化
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http://m.t3home.cn 發(fā)表日期：2011-1-13 13:29:34
蘭格鋼鐵 |
化學(xué)公司正在越來越多地開發(fā)使用生物質(zhì)為原料的加工技術(shù)。實(shí)現(xiàn)原料的多樣化已成為當(dāng)今大多數(shù)化工公司的主要行動計劃，這不僅可減緩原油價格的波動，而且可解決傳統(tǒng)石油基原料的使用對環(huán)境的影響。許多公司都在政府的剌激幫助下，越來越多地將生物質(zhì)作為一種可行的解決方案。
美國咨詢公司萊森特在其2010年全球石油化工原料研究報告中指出，化石燃料和煤的使用對環(huán)境造成越來越大的影響，為此已促使繼續(xù)尋求污染較少的原料。
在高油價的形勢下，生物烴類成為更加有吸引力，為此，繼續(xù)加大投資、推進(jìn)研發(fā)新技術(shù)，并得到政府的支持，以期實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。
2010年6月，世界經(jīng)濟(jì)論壇的一份報告指出，使用生物質(zhì)原料和轉(zhuǎn)化技術(shù)，到2020年全球用于生產(chǎn)生物基大宗化學(xué)品和生物塑料的潛在營業(yè)收入將達(dá)到100億~150億美元(76億~114億歐元)。
到2020年生物基化學(xué)品預(yù)計將從目前占總的化學(xué)品生產(chǎn)份額1%提高到占9%。
丹麥酶公司諾維信表示，在一個以石油為基礎(chǔ)的社會，美國正處于競爭劣勢。美國只占世界石油儲量2%，而卻使用世界石油超過20%。
在生物基社會中，美國有巨大的資源優(yōu)勢。美國擁有世界上最大的生物質(zhì)儲備，并計劃建設(shè)第二代生物煉制廠超過70%。
生機(jī)蓬勃的中間體研發(fā)
目前正在開發(fā)的許多生物質(zhì)基化學(xué)品重點(diǎn)是生產(chǎn)一些中間體，如丁二酸(琥珀酸)、正丁醇、丙烯酸、己二酸、乙�；蜕踔良谆┧峒柞�(MMA)。由此看來，主要的重點(diǎn)是生產(chǎn)含氧中間體而不烴類，如烯烴和芳烴。這種情況的一個很好的理由是，在一般情況下，后者需要使生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為含氧中間體，由此，氧將利用石化過程予以去除。
對生物基琥珀酸生產(chǎn)尤為感興趣，這是因?yàn)榭刹捎冒l(fā)酵技術(shù)，發(fā)酵技術(shù)可將二氧化碳(CO2)用作原料而封存二氧化碳(CO2)，并且從該產(chǎn)品衍生，擁有潛在的新的應(yīng)用。在其最大的新的應(yīng)用中，可生產(chǎn)1,4-丁二醇(BDO)，它有廣泛應(yīng)用范圍，包括用于生產(chǎn)工程塑料和氨綸。生物琥珀酸其他潛在的市場包括生物聚合物、聚氨酯(PU)和聚酯多元醇。
一些主要的化學(xué)公司均在投資生物琥珀酸的商業(yè)化，包括荷蘭帝斯曼與法國淀粉衍生物物生產(chǎn)商羅蓋特(Roquette)的合資企業(yè);德國巴斯夫公司與荷蘭乳酸生產(chǎn)商Purac公司的合作;以及日本的三菱化學(xué)公司。在該領(lǐng)域的美國可再生能源化工公司包括BioAmber(原DNP綠色技術(shù)公司)和Myriant技術(shù)公司。
用于生產(chǎn)生物琥珀酸的微生物性能正在改進(jìn)之中，驗(yàn)證裝置業(yè)已建設(shè)，而在BDO領(lǐng)域的一些主要參與者，如巴斯夫公司和三菱公司對這一開發(fā)饒有興趣。生物琥珀酸的生產(chǎn)規(guī)�；瘜⑹蛊渖a(chǎn)不再昂貴，目前世界上采用馬來酸酐/戴維工藝BDO進(jìn)行規(guī)�；a(chǎn)。
除了二氧化碳(CO2)外，生產(chǎn)生物琥珀酸的原料范圍可為葡萄糖、混合C5和C6，及甘油。在生產(chǎn)生物基甲基丙烯酸甲酯的情況下，糖類可以被轉(zhuǎn)化為羥基丁酸，然后再轉(zhuǎn)化為2-羥基、2-甲基丙酸。然后脫水生成甲基丙烯酸。MMA的應(yīng)用領(lǐng)域包括涂料和特種聚合物。
生物甲基丙烯酸甲酯(MMA)的開發(fā)還處于初期階段，但結(jié)果令人鼓舞。德國化工企業(yè)贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)和法國的阿科瑪公司已進(jìn)入該領(lǐng)域。據(jù)萊森特公司報道，全球甲基丙烯酸甲酯需求增長率超過GDP增長率。
世界各地的很多MMA裝置均為中等規(guī)模，5萬-10萬噸/年范圍，這使得以生物質(zhì)為基礎(chǔ)的操作可采用發(fā)酵加工來實(shí)現(xiàn)。
在美國，需要用約3短噸[2.7噸]谷物，可生產(chǎn)一噸乙醇。理想情況下，生產(chǎn)MMA需要的生物量會較多，但仍不會太昂貴。
生物燃料鏈接
雖然生物質(zhì)基化學(xué)品仍然處于發(fā)展階段，但生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成能源已經(jīng)是一個成熟的技術(shù)。一些公司如美國ZeaChem公司和新西蘭的LanzaTech公司正在進(jìn)入這兩個市場。
ZeaChem公司已在美國俄勒岡州Boardman建設(shè)其25萬加侖/年(66,050升/年)生物煉制廠，計劃于2011年底投入生產(chǎn)。該工廠將使用木質(zhì)生物質(zhì)生產(chǎn)纖維素乙醇燃料，以及中間化學(xué)品如醋酸和醋酸乙酯。
LanzaTech公司的氣體發(fā)酵技術(shù)可以生產(chǎn)乙醇燃料，以及2，3-丁二醇、醋酸、異丙醇(IPA)、正丁醇、丙酮以及異戊二烯，原料來自工業(yè)廢氣、生物質(zhì)產(chǎn)生的氣體以及/或烴類氣體如煤層氣和天然氣。
該公司預(yù)計，中國的驗(yàn)證乙醇/化學(xué)品裝置將于2011年第三季度投運(yùn)。該裝置將利用鋼廠煙氣為原料，LanzaTech公司的工藝自2008年11月以來已獲驗(yàn)證，在新西蘭Glenbrook建有1.5萬加侖/年乙醇裝置，利用附近鋼鐵廠的廢煙氣流為原料。供入氣體的來源多樣化，不僅可與糧食生產(chǎn)相競爭，而且為滿足乙醇不斷增長的需求提供發(fā)展機(jī)遇。據(jù)稱，通過簡單地利用鋼鐵廠廢氣，該技術(shù)可望生產(chǎn)超過300億加侖/年乙醇。據(jù)估算，全世界鋼鐵廠的65%使用該技術(shù)，就可望采用LanzaTech的工藝加以改造。通過使用這些廢氣生產(chǎn)燃料乙醇，效益潛力可望超過100美元/噸一氧化碳。
生物質(zhì)制取芳烴
在尋找化學(xué)中間體替代方面，美國公司Anellotech確認(rèn)，可以很容易地生產(chǎn)上游大批量芳烴如苯、甲苯、二甲苯(BTX)，甚至可利用纖維素生物質(zhì)通過催化熱解來生產(chǎn)烯烴。
Anellotech公司專利的工藝和催化劑技術(shù)業(yè)已由馬薩諸塞大學(xué)阿姆赫斯特分校開發(fā)成功。與氣化不同，它可得到稱之合成氣的碳和氫混合物，熱解可在很大的規(guī)模內(nèi)使生物質(zhì)在一個單一步驟的經(jīng)濟(jì)的過程中轉(zhuǎn)化成液體燃料。
其加工為非生物學(xué)方法，采用單一步驟的流化床反應(yīng)器，從而可無需生產(chǎn)BTX時各種化學(xué)步驟之間的集成。產(chǎn)品絕對與石油基BTX相同。該公司采用廉價和可再生的沸石催化劑也與石油煉制工業(yè)廣泛使用的催化劑類似。目前該專利方法可生產(chǎn)50加侖BTX芳烴/噸生物質(zhì)。Anellotech公司目標(biāo)是在將來生產(chǎn)85加侖BTX芳烴/噸生物質(zhì)。熱解過程的副產(chǎn)物，包括水，以及二氧化碳和一氧化碳?xì)怏w，可重復(fù)使用。
一噸廢棄木質(zhì)材料的能量價值，約為20美元，該工藝過程的經(jīng)濟(jì)效益可超出100美元//噸。該公司目標(biāo)是假設(shè)沒有稅收優(yōu)惠或補(bǔ)貼，也可與30美元/桶油價相競爭。
據(jù)Anellotech公司估算，2006年全球BTX市場為300億加侖，為1000億美元。該市場預(yù)計將以年率4%~4.5%的速度增長，即以12億加侖/年速度增長。該公司預(yù)計能力為800萬加侖/年的小規(guī)模的商業(yè)化裝置將于2014年年底建成。較大規(guī)模的裝置隨后也將建設(shè)。 |
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文章編輯：【蘭格鋼鐵網(wǎng)】m.t3home.cn |
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