日本觸媒公司利用鐵催化劑將生物質轉化為更多的水溶性化合物

簡 訊

日本觸媒公司利用鐵催化劑將生物質轉化為更多的水溶性化合物

日本觸媒公司與神戶大學的Yuichi Kita教授合作開發了一種新的生物質利用工藝，該方法可高效地將木質纖維素分解成主要成分為C2～C5的水溶性化合物。該工藝有金屬鐵參與，在250～300 ℃熱水中進行。

與傳統的方法相比，該方法降低了無效的生物質資源消耗，全部生物質原料都能有效利用。在此基礎上用ZSM-5沸石等固體酸催化劑還能將得到的水溶性化合物繼續轉化為乙烯、丙烯、丁烯等烯烴，或是苯、甲苯、二甲苯等芳烴。

日本觸媒公司估計這種新工藝流程可將高吸水性樹脂(SAP)原材料的生產成本降低至30%。該公司的目標是與化學品制造商合作，在2020年以后在工業上應用這種技術。

在常規的水熱液化中，高溫的水將生物質熱分解成水溶性和油溶性的分解產物。如果沒有金屬鐵，兩種產物的產率均較低(15%左右)。此外，分解產物中的氧含量高，還要額外脫氧。這個過程面臨的最大挑戰之一是生成的生物炭太多(約占40%)。

在新工藝中，金屬鐵將水溶性分解產物的產率提高至約60%，且產物的氧含量降低至原材料氧含量的約20%。如果加入具有加氫能力的金屬(如銅或鈀)，則還能進一步促進分解、脫氧和加氫反應。副產的生物炭可作為還原劑再生金屬鐵，從而使全部生物質都得到利用。

[鄧京波摘譯自 Chemical Engineering，2017-08-01]