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全球多個公司研發(fā)對環(huán)境更友好的聚脂催化生產(chǎn)技術(shù)

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，聚酯)是紡織工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的合成纖維，也廣泛應(yīng)用于制瓶和汽車輪胎行業(yè)。預(yù)計2024年P(guān)ET的市值為424億美元，年均復(fù)合增長率為4%。各公司的目標是用生物基聚合物代替石油基聚合物，以下是歐盟和美國的公司正在開發(fā)的三條有效代替PET或PET石油衍生物的催化路線。

第一條是由Synvina公司及股東BASF和Avantium公司領(lǐng)導(dǎo)的11個歐盟工業(yè)伙伴聯(lián)盟熱衷推進的聚乙烯亞油酸酯(PEF)路線。PET、PEF均使用生物基原料，而不是產(chǎn)自對二甲苯或乙二醇。PEF比PET更容易生物降解，其機械強度(是紡織和輪胎應(yīng)用的重要特性)和阻隔性能也優(yōu)于PET。PEF的這些特性對于食品包裝和制瓶具有吸引力。2，5-呋喃二羧酸(FDCA)是PEF的主要化學(xué)成分。FDCA是從可完全再生的生物質(zhì)生產(chǎn)的可生物降解塑料單體，F(xiàn)DCA可由己糖衍生物(如葡萄糖或果糖)脫水合成的中間體5-羥甲基糠醛(HMF)轉(zhuǎn)化而成。HMF轉(zhuǎn)化有催化氧化或生物學(xué)兩種途徑，后者更復(fù)雜，尚無競爭力。Synvina公司正在BASF公司位于比利時安特衛(wèi)普的聯(lián)合裝置中建造一個50 kta的生物基FDCA裝置。該裝置將使用Avantium公司的YXY工藝，將果糖轉(zhuǎn)化為FDCA。2017年5月歐洲生物基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合(BBI)向由11個工業(yè)聯(lián)盟成員組成的“PEFerence”聯(lián)合體提供了2 500萬歐元，用于開發(fā)新一代PEF。雖然在經(jīng)濟和技術(shù)上依然存在挑戰(zhàn)，但是，如果Synvina公司及其合作伙伴能夠成功地生產(chǎn)出成本相當(dāng)于PET的PEF產(chǎn)品，則其很可能會完全替代PET。

法國生物聚合物公司Carbios與TechnipFMC正在追求第二條可持續(xù)路線，通過使用酶將PET催化解聚，實現(xiàn)PET的循環(huán)利用。兩家公司已經(jīng)宣布推出Carbios公司的PET酶回收工藝工業(yè)開發(fā)項目。Carbios公司已經(jīng)成功地演示了在中型裝置上將PET解聚為聚合級對苯二甲酸。如果工藝放大成功，該技術(shù)將能夠從全球不斷增長的塑料廢料中生產(chǎn)PET。

包括美國Anellotech公司在內(nèi)的幾家公司正在追求的第三條路線是將生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化為對二甲苯(PX)，PX是生產(chǎn)PET的基本原料。Anellotech公司與其合作伙伴Axens和IFPEN公司共同開發(fā)了一種用于生產(chǎn)PX和其它單環(huán)芳烴的流化床工藝(Bio-TCat)。2017年第二季度，Anellotech公司宣布其位于德克薩斯州Silsbee的單反應(yīng)器型連續(xù)催化劑再生和轉(zhuǎn)化中型裝置成功放大。

[張偉清摘譯自 Focus on Catalysts，2017-08-01]