超临界技术实现木质素一步制芳烃

    5月13日从天津大学化工学院传来消息，该院李永丹教授科研团队首创的木质素一步法高效催化转化工艺——木质素提取芳烃技术目前已完成实验室全部工作，转入中试和成果转化阶段。实验表明，采用该技术可从3吨木质素原料中提取近1吨芳烃。造纸工业副产的大量“用之困难，弃之污染”的木质素，可望变废为宝。

　　“我们以碱木质素为原料，采用钼基金属纳米催化剂，在超临界乙醇中，一步反应将木质素解聚为高附加值的有机小分子化合物。之后采用闪蒸技术将反应后的乙醇溶剂迅速分离，液体产物通过连续精馏实现精制与分离，这就是木质素提取芳烃技术的工艺原理。”李永丹教授介绍说。

　　现有的木质素催化炼制过程多是把木质素气化，通过费托、甲醇等合成工艺合成液体产物，能耗高、效率低，且产生焦油等废料。李永丹教授带领科研团队独辟蹊径，将木质素提取芳烃技术作为研究方向。实验过程中他们发现，只有木质素的长链分解为个体单位时，芳香烃等才能成为可持续供应的有用化学品的基础成分，从而达到提取芳烃的目的。但木质素的分子结构很稳定，极难分解为有价值的亚单位，尤其是要以一种节约成本的方式加以提取更是困难。于是李永丹他们在国际上首次采用了纳米结构的α碳化钼基催化剂。这种价格便宜的催化剂却在解聚木质素过程中效用不凡，除了能产生芳香烃，还产生长链醇类、脂类这些本身制备困难、价格颇高的小分子化合物，可谓“一举多得”。他们同时利用纳米催化材料与超临界流体的协同促进原理，不需要酸性环境，只需超临界乙醇溶剂就能“一步反应”将木质素解聚，进一步简化了制备的条件和步骤。

　　此外，一步法高效催化转化木质素技术的液体产物总收率高达1.64g/g木质素，这为创新成果转化为现实生产力提供了可能。如今，研发团队采用山东一纸业公司的副产木质素为原料，1200元/吨的木质素经过一步法催化转化工艺，液体产物收率达到1530毫克/克木质素，1吨木质素的总产值高达5.14万元。
 
　　天津市科委主任赵海山对木质素提取芳烃工艺给予了高度评价。他认为，李永丹研发团队利用木质素这一可再生生物质作为原料生产燃料或化学品，掌握了生物炼制的一项关键技术，对减少环境污染和能源消耗具有重要意义。