第二十五届中国北京国际科技产业博览会
The 25th China Beijing International High-tech Expo
立足自主创新 实现技术突破
2009年12月30日    来源:来源:国家发改委网站

随着全球经济发展,石油需求日益增加,石油资源安全压力及化工材料原料压力明显加大,利用地球上可再生的生物质资源,发展生物化工产品替代石油化工产品,减少石油资源的消耗,是可循环持续发展的重要途径。许多国家把生物经济提到国家战略高度,我国制定了生物产业发展“十一五”规划。在我国发展生物化工,对于协调产业发展,调整产业结构,提高农产品加工转化能力和附加值,实现农业增效、农民增收、农村稳定,提高我国农业的国际竞争力,具有重要意义。
 
吉林大成集团有限公司(下称大成集团)成立于1997年,主要从事玉米精深加工和玉米生物化工等业务。目前,大成集团已经具有年处理300万吨玉米的加工能力,形成了淀粉、氨基酸、淀粉糖和化工醇等八大系列产品,产品品种逾几百种。大成集团在国际上首次成功地实现了生物化工醇的大规模工业化生产,设计建设规模年产20万吨化工醇项目于2007年6月顺利建成投产,目前运行稳定可靠,产品收率高,低能耗、低排放、绿色环保,产品销往国内外市场,企业广泛用作原料,项目建设带动7万农户,直接解决就业1500人,起到了很好的示范和带动作用。
 
大成集团20万吨化工醇项目以玉米淀粉精制糖作原料,采用自主研制的炼制法生产多种化工醇,技术和产能都居世界领先。利用植物原料生产乙二醇比石油基乙烯成本低3倍,生产丙二醇比石油基环氧乙烷成本低5倍,具有绝对的竞争优势。但是,大成集团没有满足现状,立足自主创新,在现有生产工艺、技术、装备、产品的基础上,经过两年攻关,成功实现生物化工醇的非粮植物原料多样化、一步炼制法和产品优化分离三大革命性进步。
 
一、开发非粮植物原料,实现原料多样化

 
大成集团是国内唯一的生物化工醇大工业化生产的企业,目前主要以玉米为原料。虽然现阶段国内玉米原料充足,但是从长远看,遇有自然灾害、战争等人力不可抗拒的风险,与人争粮食的现象也可能发生。为规避粮食风险,开发非粮作物原料十分必要,具有重大的战略意义。
 
大成集团从国家粮食安全的大局出发,经过两年的科技攻关,成功实现了木薯、其它薯类糖、蔗糖、甜菜糖、糖蜜等非粮植物糖作为原料生产化工醇,用糖蜜作原料生产化工醇是最经济的(见附表),只有玉米淀粉糖价格的一半,而且收率更高,其次是蔗糖和甜菜糖,薯类糖与玉米糖价基本持平,都是经济适用的植物糖原料。目前,大成集团已掌握了用多样化植物原料生产化工醇的先进工艺技术的全部专利,这一技术的重大突破,摆脱单一用玉米作原料的依赖和险境,实现了原料多样化,是一项战略性的重大进步。

未来用秸秆糖生产化工醇前景也很好,以玉米秆为例,其中纤维素、半纤维素和木质素含六碳糖和五碳糖等总量占57%,即两吨玉米秆可制成一吨多糖,大成已与多家公司合作开发秸秆糖,加快工业化研究开发工作。
 
二、创新工艺,降低成本
 
原先两步法以玉米为原料生产化工醇生产工艺为:玉米—淀粉—非结晶糖—结晶糖—山梨醇—植物基化工醇,大成集团经过技术创新,实现了用精制糖加氢裂解、一步法生产植物化工醇的技术突破,新的一步法以玉米为原料生产化工醇生产工艺为:玉米—淀粉—非结晶糖—生物基化工醇,省却了结晶糖和山梨醇加工两大环节。新工艺生产化工醇有以下优势:
 
(一)原料更有选择性、经济性和普适性。两步法生产化工醇,原料为山梨醇,原料单一,经济性低,选择性差。一步法新工艺生产化工醇,非结晶葡萄糖、结晶糖、五碳糖、甘蔗糖、甜菜糖、秸杆糖、糖蜜和杂糖均可直接作为原料,原料多样化,经济性强,有很强的抗风险能力。
 
(二)新工艺减少费用,降低成本。采用非结晶糖为原料,减少结晶糖和山梨醇环节,可节省设备投资55%,降低加工费用57%,大大降低建设和运营成本。
 
(三)低排放,碳负排放,清洁环保。以吨二元醇产品为单位,采用生物炼制法产生CO2 2.55吨,采用石油炼制法产生CO2 5.28吨,采用生物炼制法比石油炼制法减少CO2排放2.73吨,减排51.7%。另外,每吨二元醇需玉米1.42吨,玉米生长过程吸收 CO2 4.54吨,生物炼制过程排放2.55吨,从玉米到二元醇吸收CO2 1.99吨,所以从玉米到二元醇,碳是负排放的。
 
目前大成集团已于2009年9月10日对20万吨生产线全面完成技术改造,全部改用新工艺生产,且运行稳定,产品收率提高,产品品质优良,成本每吨降低1500元以上。
 
三、优化产品结构,提升产品质量
 
多种二元醇混合液的分离工艺一直是国际难题。大规模工业化生产初期,大成集团只能分离出乙二醇、丙二醇和树脂醇三大品种,且纯度不高。而树脂醇中大量高价值的产品未提炼出来,被低价销售用作树脂原料,造成资源浪费。大成集团历经两年奋斗,成功分离出乙二醇、丙二醇、2-3丁二醇、1-2丁二醇等产品,产品纯度提高到99.5%以上,2-3丁二醇、1-2丁二醇的价值是乙二醇的10倍以上,相当于总量提高一倍的产值,提高二倍以上的经济效益,大大提高产品的竞争优势,也为发展植物化工醇增强了信心。