可再生原料会成为主宰吗?--利用可再生原料提炼化工基本元素的时代还有多远

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


图1 “其实在化工领域中,使用可再生原料已经有着非常悠久的历史了。”
—— Thomas Hirth博士,德国弗劳恩霍夫界面技术和生物工程研究所(IGB)

不久的将来,真的会利用可再生原料生产化工产品吗?德国弗劳恩霍夫界面技术和生物工程研究所(IGB)的Thomas Hirth博士在接受我刊采访时,介绍了可再生原料的应用领域和新的合成技术。

PROCESS:在化工领域中,替代原料已经成为了一个热点话题。在这一讨论中,化工企业是一种驱动力?还是被驱动呢?

Thomas Hirth:在化工领域中,使用可再生原料有着非常悠久的历史。在有了煤炭、石油和天然气后,这种传统受到了冲击。资源紧缺,温室效应,世界人口的增长以及可持续的发展等因素则重新唤起了人们对可再生化工原料的关注。可再生原料,如木质纤维素、碳氢化合物和植物油等等是几种以碳为本源生产化工产品的替代原料,与能源生产不同,能源生产时的原料不一定是含碳的原材料。

PROCESS:目前化工生产领域中可再生原料的使用比率是多少?

Thomas Hirth:在德国,不同的化工生产领域中可再生原料使用的比率也是不同的,目前得到的数据是:生物能源(例如木材)1230万吨/年;生物燃料(例如生物柴油,生物甲醇)300万吨/年,生物原材料基的化工产品(例如聚合物,表面活性剂)200万吨/年。大自然为工业应用,例如化工工业、医药工业、造纸工业和纺织工业领域提供了多种多样的可再生原料,其中最主要的就是碳水化合物,例如木质纤维素等。此外,那些含有油脂和纤维的植物,它们在工业应用中也有着非常重要的意义。目前,大约有11%的可再生原材料在化工领域中得到了应用。其中占统治地位的是植物油(约1150000t)、然后是碳水化合物,例如淀粉(约260000t)、纤维素(约320000t)和糖(约240000t)。

PROCESS:您认为可再生原料占多大比率是切合实际的?

Thomas Hirth:目前可再生原料在德国化工领域所有原材料中的比例为11%,相当于230万t。其中,主要的是植物油和碳水化合物,例如糖、淀粉、纤维素等。在保证足够的使用性能、稳定的质量和具有竞争力的价格的情况下,到2020年时,可再生原材料的比例预计将上升到20%。

PROCESS:可再生原材料的主要应用领域有哪些?

Thomas Hirth:如今,已经有许多化工产品可利用可再生原料生产,主要有聚合物、表面活性剂、稀释剂、颜料、芳香剂、化妆品、润滑油和纤维。除了生产合成燃料外,最大的潜力在于聚合物、稀释剂、粘结剂和木质纤维素以及化工中间产品。


图2 今年有两百多万公顷的土地种植着生产生物柴油、合成天然气和化工基础原料的工业和能源用植物。

PROCESS:目前有哪些可再生原料合成的化工工艺技术?

Thomas Hirth:在生产基本化工产品时可用的碳氢化合物有糖、淀粉或者纤维素,但首先应以多糖的形式出现。可利用的葡萄糖可按照生物的和化学的工艺技术方法C1~C6进行生产。在萃取C1技术制造的CO时,合适的工艺技术是气化。另外,从甘油中,从不同的饱和以及不饱和脂肪酸中提炼的三酸甘油脂也都能用于化工基本产品的生产。通过在羧基中的反应,能够生产出像游离脂肪酸、脂肪酸脂或者脂肪醇等化工产品;通过双价反应能够生成功能性的链接(二元醇的产生)或者双功能的链接(由换位引起的二羧酸)。新的生物工程技术能够在末端甲基族选择性氧化后生产出羧基或者羟基的产品。这一过程中,需要大量的甘油;可通过化工技术或者生物工程技术生产出像苯酚、丙烯酸或者1,3-丙二醇等化工产品。

PROCESS:Hirth博士,谢谢您接受我们的采访。

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