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俄科学家研发生物质原料制备乙烯技术

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俄罗斯科学院新西伯利亚分院所属化学能源研究所与催化研究所的科学家联合研发出燕麦壳制取生物乙烯技术(称之为生物乙烯,是与石化乙烯相区别),该技术的进一步发展可应用于其它禾木科植物。相应研究成果刊登在《西伯利亚科学报》上。

该技术包括以下主要工艺过程:首先,对燕麦壳进行预处理,获得木质纤维;之后,采用木质纤维制备生物乙醇;最后,生物乙醇脱水制备生物乙烯,整个技术过程实现生物质从固态、液态至气态的转化,前两道工序在化学能源研究所进行,最后一道工序在催化研究所完成,其中乙醇脱水制备乙烯为关键技术。催化研究所专门设计并制造出排管式中试反应釜,并采用本所研发的改性二氧化铝基廉价材料作为催化剂。乙醇脱水过程中,催化剂置于管内,排管之间采用热载体维持大约400℃的反应温度。中试装置采用浓度为94-96%的乙醇,生物乙烯的产量为每小时2公斤。

乙烯作为原料生产高分子聚乙烯的对比试验表明,就其分子量及热物理性能而言,采用生物乙烯所生产的聚乙烯与采用石化乙烯所生产的产品指标相当,只是高分子聚乙烯产出率较低,在扩大生物乙烯生产规模时可在工业化条件下对产品进行深度净化以去除含氧杂质,由此可提高高分子聚乙烯产出率的指标。

采用生物质从事工业原材料的生产是非常有前景的技术应用方向,热带国家可采用工业化技术处理蔗糖生产过程中的甘蔗废料制备生物乙烯。西伯利亚是俄罗斯燕麦的主产区,每年的燕麦加工产生大量的麦壳,仅阿尔泰一个州就达到每年20多万吨。根据评估,该技术在西伯利亚的普及应用可使该地区每年获得超过2万吨的乙烯原材料,而且其乙烯产出率要高于甘蔗废料。燕麦壳的收购成本极低,制取生物乙烯所需的投入很快能够收回,这对于拥有相应生物质资源又需要生物乙烯用于生产用途的企业具有非常大的吸引力。

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