日前,采用天津大學(xué)成套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)的全球首套大規(guī)模生物乙醇制醋酸乙烯(VAC)工業(yè)裝置在廣西廣維化工有限公司建成投產(chǎn),年產(chǎn)5萬噸生物乙烯裝置及10萬噸生物醋酸乙烯裝置一次試車成功,并生產(chǎn)出高活性的醋酸乙烯及高質(zhì)量的聚乙烯醇(PVA)產(chǎn)品。天津大學(xué)張敏華教授科研團(tuán)隊(duì)繼突破生物乙醇生產(chǎn)技術(shù)后再研發(fā)并工程化的生物乙烯及乙烯法生產(chǎn)醋酸乙烯的核心技術(shù)再次打破國(guó)際大公司技術(shù)壟斷地位,使我國(guó)一舉跨入了生物乙烯及醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先行列。該裝置實(shí)現(xiàn)了以廣西豐富的甘蔗、薯類等可再生的生物質(zhì)原料替代石油資源,開發(fā)了用生物乙烯法替代落后的乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯的新工藝。這標(biāo)志著全球首條生物乙烯--醋酸乙烯--聚乙烯醇生產(chǎn)線在中國(guó)全程貫通,形成了完整的綠色化工循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。生物乙烯投產(chǎn)將對(duì)我國(guó)乙烯工業(yè)乃至整個(gè)基礎(chǔ)化工產(chǎn)業(yè)的原料格局產(chǎn)生重要影響;同時(shí)對(duì)我國(guó)實(shí)施石油資源替代戰(zhàn)略、保障能源安全及實(shí)現(xiàn)減緩溫室氣體排放目標(biāo)具有重要意義。
由天津大學(xué)石化中心張敏華教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)世界生物質(zhì)能源及化工技術(shù)發(fā)展科技前沿,結(jié)合我國(guó)生物質(zhì)能源及化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)及裝備發(fā)展的重大需求,前瞻性地開展了生物乙烯及重要衍生物生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及裝備研發(fā),先后承擔(dān)了“豐源生化生物乙烯法制備環(huán)氧乙烷技術(shù)”及“廣維化工生物乙醇制備乙烯及衍生物生產(chǎn)技術(shù)”等科研及工程化攻關(guān)課題,申請(qǐng)了“一種生物乙醇制備乙酸乙烯的方法”等6項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利及2項(xiàng)PCT國(guó)際專利,構(gòu)建了覆蓋了生物乙烯及乙烯法醋酸乙烯生產(chǎn)全過程的技術(shù)保護(hù)專利群,為我國(guó)傳統(tǒng)的醋酸乙烯產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整創(chuàng)造了條件;打破了國(guó)際技術(shù)公司在生物乙烯及乙烯法制醋酸乙烯生產(chǎn)高端技術(shù)領(lǐng)域的壟斷地位,建成了目前世界最大規(guī)模的10萬噸生物醋酸乙烯生產(chǎn)裝置,使我國(guó)醋酸乙烯行業(yè)有條件徹底擺脫了乙炔法生產(chǎn)的落后工藝路線,改變了目前乙烯、醋酸乙烯等重要化學(xué)品生產(chǎn)嚴(yán)重依賴石油及煤資源的格局,而且對(duì)我國(guó)發(fā)展以生物質(zhì)資源為原料,以綠色化工過程為導(dǎo)向,以可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)的生物化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有示范意義和推動(dòng)作用。
乙烯作為最重要的基本有機(jī)化工原料和石油化學(xué)工業(yè)的龍頭產(chǎn)品,主要是以石油和煤為原料獲取。全球石油化工產(chǎn)品中有半數(shù)以上的品種是以乙烯為原料生產(chǎn)的,乙烯工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模、產(chǎn)量和技術(shù)水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家化學(xué)工業(yè)水平乃至整體國(guó)力的重要標(biāo)志。世界性的石油資源短缺已成不可逆轉(zhuǎn)之勢(shì), 導(dǎo)致了石油乙烯的生產(chǎn)成本日益升高和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的下降。而化工、能源、材料等乙烯衍生物產(chǎn)業(yè)對(duì)乙烯的不斷需求,致使乙烯供需矛盾日益突出。我國(guó)乙烯消費(fèi)量至2011年已達(dá)1621萬噸,而同期全國(guó)石油進(jìn)口量達(dá)2.72億噸,石油對(duì)外依存度達(dá)到58.9%。
醋酸乙烯是乙烯的下游產(chǎn)品,主要用于生產(chǎn)其衍生物,是世界產(chǎn)量最大的50種化工產(chǎn)品之一,是重要的有機(jī)化工原料,因而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要位置。我國(guó)是醋酸乙烯消費(fèi)、生產(chǎn)大國(guó),世界醋酸乙烯產(chǎn)能的一半以上聚集在中國(guó)大陸,但由于石油資源相對(duì)貧乏的能源結(jié)構(gòu),我國(guó)80%以上的醋酸乙烯生產(chǎn)裝置不得不采用污染重、能耗大、成本高及質(zhì)量差的以煤為原料的乙炔法工藝路線,原料及生產(chǎn)工藝狀況已成為制約該產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要因素,部分企業(yè)面臨停產(chǎn)的困境。近年來,我國(guó)引進(jìn)了幾套石油乙烯生產(chǎn)醋酸乙烯的裝置,但規(guī)模較小,技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)差距較大,掌握石油乙烯法生產(chǎn)醋酸乙烯先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)際大公司只賣產(chǎn)品不賣技術(shù),且乙烯資源分布等因素也制約著產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
生物乙烯是在生物乙醇這一重要的生物平臺(tái)化合物基礎(chǔ)上生產(chǎn)的乙烯,而醋酸乙烯和聚乙烯醇都是乙烯的下游產(chǎn)品。與石油裂解制乙烯工藝路線相比,生物乙烯技術(shù)以生物乙醇為原料,具有原料廣、副產(chǎn)物少、純度高、成本低、操作方便、投資低、CO2排放少等優(yōu)勢(shì)。因而生物乙烯技術(shù)及下游產(chǎn)品已受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注,我國(guó)已明確將生物乙醇制乙烯技術(shù)列入國(guó)家“863”計(jì)劃和《國(guó)家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》。以生物乙醇為原料制備乙烯、醋酸乙烯無疑為該產(chǎn)業(yè)的原料來源、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量提高辟出一條蹊徑,形成了該產(chǎn)品體系完整的可再生的綠色化工產(chǎn)業(yè)鏈,即薯類、甘蔗作物、農(nóng)作物秸稈等→乙醇→乙烯→醋酸乙烯→聚乙烯醇等;同時(shí)使我國(guó)在石油資源短缺但生物質(zhì)資源較豐富的邊遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)大規(guī)模的乙烯法生產(chǎn)醋酸乙烯裝置成為可能,還可緩解我國(guó)傳統(tǒng)醋酸乙烯產(chǎn)業(yè)面臨的行業(yè)難題,實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源到生物質(zhì)資源化利用的跨越,提高生物質(zhì)資源化利用的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
農(nóng)作物秸稈是一種廉價(jià)、大量的纖維素生物質(zhì)能源,我國(guó)生物質(zhì)資源十分豐富,每年僅秸稈就產(chǎn)生7億多噸,目前纖維素乙醇的技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化取得了重大進(jìn)展。2012年10月,天津大學(xué)張敏華教授科研團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的山東濟(jì)南圣泉集團(tuán)年產(chǎn)2萬噸纖維素乙醇主生產(chǎn)裝置的技術(shù)研究及工程化項(xiàng)目建成投產(chǎn),生產(chǎn)出合格的纖維素工業(yè)乙醇產(chǎn)品,該裝置是目前國(guó)內(nèi)外已建成的連續(xù)運(yùn)行的生產(chǎn)規(guī)模最大的纖維素乙醇生產(chǎn)裝置。
日前,廣西廣維化工有限責(zé)任公司所屬上級(jí)公司皖維集團(tuán)董事長(zhǎng)吳福勝親赴天津大學(xué),向天津大學(xué)科研人員為取得生物乙烯及醋酸乙烯等生產(chǎn)技術(shù)成果作出的努力和貢獻(xiàn)的給予充分肯定,并表示由衷感謝。