自2006年成立以来,公司投入研发资金近2亿元,取得了丰硕的技术成果。特别是2008年6月“同步水解技术”发明成功,能够将纤维素生物质(植物)中所有的有机高聚物如纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质等,在自行设计的互促催化系统中同步水解成为有机小分子。反应条件(温度和压力)温和可控,反应过程中无有机碳的损失,高达99%的有机碳转化率,具备良好的产物选择性(水解产物为小分子有机酸、小分子芳烃两大类小分子化合物,其中,乳酸占小分子有机酸约50%)。
以麦秸为例,水解产物中有机酸产率为70%,主要有乳酸(35%)、甲酸(10%)、乙醇酸(11%)。小分子芳烃产率为22%,主要是2-4个以单键链接苯环的化合物,可以氢化裂解生产烷基取代苯产品。
“同步水解技术”的发明宣告了第三代生物质精炼技术的诞生,它不仅使纤维素生物质的综合利用和盈利成为可能,更重要的是使“植物化工”替代传统的石油化工成为可能。目前,公司开发的精炼技术和生产工艺已实现了以麦秸为原料生产乳酸酯、烷基取代苯、乳酸、木糖、阿拉伯糖、绿色环保涂料溶剂及生物柴油等产品,具备产业化的潜力,在纤维素生物质精炼技术领域处于全球领先地位。
该技术于2011年6月经安徽省科技厅组织鉴定,结论是“原始创新”、“国际先进、国内领先”、“形成了自主知识产权体系”。
同步水解生物质精炼技术的发明,引起了相关领域专家、学者的高度关注。对中润公司而言,则是需要尽快地将该项技术产业化,经过几年的努力,我们已经形成了完整的技术路线和开发方案,其中主要包括两大部分研发内容:
一是实现同步水解技术的放大和连续化。我们从1升反应釜规模、经过2升、10升、放大到1000升、3000升等釜式反应,及每小时75升的连续化中试,到现在完成每小时750升-1000升的连续化试验生产线的调试成功。其中在细节上还存在一些技术难题,比如: 同步水解反应器的设计、向中高压区连续送料输料泵的选型、气液分离器的选型等等。
二是实现同步水解水解产物的分离。我们要首先实现有机酸和小分子芳烃的分离,然后从有机酸中逐步分离出乳酸、乙醇酸、甲酸等,而小分子芳烃则通过氢化裂解生产烷基苯。通过前几年的努力,我们已经实现了有机酸和小分子芳烃的分离,分离率可达到99%,接下来的工作是将此项技术进行放大形成工艺;有机酸的纯品分离我们已经筛选出了两个攻关方向,正在进行方法开发;小分子芳烃生产烷基苯的技术也在进行当中,目前的产率能达到60%左右。
此外,同步水解生物质精炼技术还有一条提高附加值的支线技术:在进行同步水解之前,我们提取出半纤维素生产阿拉伯糖和木糖,该项技术环节已全面打通,并且开发出了世界上首个阿拉伯糖固体糖果技术(已经申报了发明专利)。