利用农林生物质资源生产车用燃料及生物基化工材料或其单体

　　开发生物工程技术，利用农林生物质，生产车用燃料、化学品及生物基材料，有利于缓解我国原油资源短缺制约国民经济发展的矛盾，实现了农林生物质的工业转化，可拓宽粮食、秸杆等生物质的转化渠道，充分利用不宜作为农田使用的荒坡林地，有利推动农村经济发展，解决“三农”问题。

　　生物燃料燃烧不产生二氧化硫，产生的二氧化碳通过作物的光合作用又转化成生物质，生物质转化生产的材料大多具有生物可降解性，不会像石油基材料造成环境污染。

　　借鉴国外的经验，应该实施政府推动，企业参与，选准目标，产学研结合，加强技术研究，着力提高经济性，适时实现产业化的策略。目前宜在以下四个方面重点开展工作。

　　（1）车用乙醇汽油及以乙醇为原料生产化学品。

　　在国务院及有关部委的推动下，以拓宽粮食转化渠道为目标的燃料乙醇生产及车用乙醇汽油的试点与推广工作已取得明显进展。吉林、河南、安徽建设的4套年产300kt／a燃料乙醇装置2005年将全部建成投产，河南、吉林、安徽、黑龙江已在全省封闭运行销售乙醇汽油。应进一步做好车用乙醇汽油的推广工作，同时，要开展以玉米、甘蔗和木薯为原料的高产乙醇工艺研究，重点选育高产乙醇的菌种，提高菌种发酵产乙醇的温度耐受性，高浓度乙醇的耐受性，开发连续发酵技术，改进乙醇脱水技术，降低乙醇生产的能耗，降低成本；努力提高副产物的利用价值，千方百计降低燃料乙醇的生产成本。要围绕扩大乙醇的原料来源组织技术开发，重点是研究利用农作物的秸杆生产燃料乙醇技术。

　　乙醇脱水生产乙烯是传统的乙烯生产路线，但用粮食生产的乙醇，生产乙烯成本比较高。随着生物工程技术的进步、乙醇原料来源的扩大及国际市场原油供应短缺、油价继续攀高，乙醇生产乙烯及其衍生物可能成为一种经济的选择。应研究改进乙醇生产乙烯的技术，使原料乙醇的消耗降低到接近理论消耗值，改善经济性，使该工艺路线成为未来采用农林生物质，生产石化产品的可供选择的技术路线。

　　（2）生物柴油。

　　和石油柴油比，生物柴油不含硫及芳烃，作车用燃料，汽车尾气中SO2，CO，CO2，PM（颗粒物）等有害物质排放低，有优良的润滑性能，闪点高，储运安全，本身可生物降解，但倾点高，热值也稍低，一般均和石油、柴油调合使用。生产大豆油、花生油等油厂产生的油脚，餐饮业的废油脂等都可以作为生物柴油的原料。我国还有1X1012m2左右的不宜垦为农田的土地可以种植含油树种，如在北方地区种植黄连木，西南山地种植麻疯树，以提供生物柴油的原料，应该充分利用我国发展生物柴油的资源潜力，进一步做好生产生物柴油的先进工艺技术开发、产品应用研究及推广等工作。一是开展生产生物柴油新技术研究，包括超临界酯交换法技术；固载化酶催化酯交换法技术；催化与分离藕合降低醇／油比，减少回收醇能耗技术。二是开发模块组装生产装置，考虑生物柴油使用的原料，包括各种废油脂、生产植物油的油脚、野生含油植物等来源比较分散的原料，集中这些原料，建设大型生物柴油工厂未必能达到规模经济的效果，应考虑开发模块组装生产装置，以适应就近加工、规模适度、效益最佳的要求。三是采用基因工程改良大豆、油菜籽油料作物品种以及野生油料树种，提高出油率，增产生物柴油原料并降低成本。四是借鉴美国国家可再生能源国家实验室利用现代生物技术已经开发出含油50％左右的“工程微藻”并可用于生产柴油的研究思路，开发基于基因工程的”工程微藻”技术。五是进行生物柴油的产品应用研究，通过研究制定生物柴油标准确定生物柴油与石油柴油的调和配方。

　　（3）聚乳酸。

　　以淀粉类谷物经水解生产葡萄糖、麦芽糖再经特殊酵母菌发酵得到乳酸，乳酸直接聚合或乳酸脱水环化制成丙交酯，丙交酯开环聚合得到聚乳酸；丙交酯和其他单体如乙交酯（GA）、乙酸内酯（E—CL）、乙二醇（EG）等共聚得到改性聚乳酸。聚乳酸有良好的生物相容性和可生物降解性，能被酸、碱、生物酶等降解；聚乳酸还具有优异的物化性能、力学性能及阻隔性能，被看作21世纪最具发展潜力的新型生态环保材料。国外对聚乳酸的加工应用研究主要集中在生产生物降解塑料和纤维，而纤维的主要应用开发方向是非织造无纺布。Gangill-Dow公司已建成世界上规模最大的能力为140kt/a的生产生物降解塑料的聚乳酸装置，也在开发聚乳酸非织造布产品，美国ECOHEM、德国BOEHRINGER、INGETHEIM也正开始聚乳酸及其纤维的批量生产，日本Kanebo公司开发了Lactron纤维和熔喷无纺布。

　　我国中科院成都有机所、南开大学高分子所已掌握超高相对分子质量聚乳酸的实验室技术，中国石化仪征化纤正在开发聚乳酸纤维生产技术。针对聚乳酸的特性及应用前景，应考虑开发低成本乳酸生产技术，进一步提高聚乳酸性能的聚合技术和成套的聚乳酸工业化生产技术，生产降解塑料和纤维等的聚乳酸加工应用技术。

　　（4）1，3-丙二醇及1，4-丁二醇。

　　由葡萄糖或甘油发酵生产的1，3-丙二醇替代乙二醇和PTA缩聚可以得到聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）。PTT纤维和PET纤维相比，具有更为优异的性能，刚性优于PET纤维，柔性优于PBT（聚对苯二甲酸丁二酯）纤维，回弹性优于聚酰胺纤维，伸长20％后的PTT纤维可以恢复原长，但PTT纤维手感、蓬松性及其他物理性能优于PET纤维，PTT纤维还具有较好的抗污性、染色性，在常压沸水中可用无载体分散性染料连续染色印花，可减少染料废水。美国杜邦公司、英荷壳牌公司、日本旭化成公司、东丽公司、韩国SK化学、韩国合纤、晓星公司都在开发PTT纤维，并已形成一定的生产能力。生产PTT纤维关键是单体1，3-丙二醇的生产，1，3-丙二醇可以通过化学合成法得到，但由于生产成本高，限制了PTT纤维的发展与推广。美国杜邦公司在采用化学法生产1，3-丙二醇的同时，从1995年开始生物法生产1，3-丙二醇的技术开发，现已完成中间试验。我国清华大学、大连理工大学、中国石化抚顺石化研究院也都在进行生物法生产1，3-丙二醇的技术开发。清华大学与黑龙江辰能生物工程公司合作已建成生物法1，3-丙二醇中试基地；中国纺织大学、中国石化上海石化股份公司等开展了PTT聚合及纺丝工艺研究。鉴于FIT纤维的优异性能及应用前景，应加大生物法1，3-丙二醇技术开发的力度，一是尽快形成以甘油为底物的1，3-丙二醇生产技术，使1，3-丙二醇可以利用生产生物柴油时副产的甘油；二是优选菌种改善发酵效果，提高生产强度，降低1，3-丙二醇的成本，使之和化学法1，3-丙二醇相比，具有竞争性；三是组织好PTT工业生产技术开发；四是组织好g17、纺丝技术研究及g17、纤维的加工应用研究。

　　1，4-丁二醇和FFA缩聚得到的聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）是近年发展速度最快的五大工程塑料之一，1，4-丁二醇通常通过化学合成法得到。美国Argonne国家实验室等已经联合开发酶法工艺，将葡萄糖转化为丁二酸，再用适当的催化剂将其转化为1，4-丁二醇。该工艺的特点是易于操作，成本低廉，可达世界级规模（100kt／a），已有计划和Applid  Carbochemicals公司合作，将该工艺推向工业化。开展生物法生产1，4-丁二醇技术研究也应引起我们的重视。 (责任编辑：泉水)

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