雙功能催化劑使生物基丙烯酸酯的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)可行

最近通過(guò)生物質(zhì)生產(chǎn)丙烯酸酯的技術(shù)前景可期，因?yàn)閯?chuàng)業(yè)公司Lakril技術(shù)公司獲得了明尼蘇達(dá)大學(xué)Paul Dauenhauer實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)許可。

Dauenhauer發(fā)明的催化劑是世界上第一個(gè)讓乳酸脫水反應(yīng)生成丙烯酸產(chǎn)率大于90%的催化劑。以往催化反應(yīng)通常只有50%～60%的產(chǎn)率，產(chǎn)率太低，無(wú)法成為石油基合成丙烯酸(通過(guò)氧化丙烯完成)的經(jīng)濟(jì)可行的替代方法。

Lakril技術(shù)公司已經(jīng)獲得資金來(lái)擴(kuò)大催化劑的生產(chǎn)規(guī)模，并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)該技術(shù)用于商業(yè)用途。該公司計(jì)劃在2024年底開(kāi)始商業(yè)生產(chǎn)。

正在開(kāi)發(fā)的催化劑是一種胺官能化的酸性固體分子篩(鋁硅酸鹽)。加入官能化的原因是基于先前對(duì)脫水反應(yīng)機(jī)理的研究。Lakril聯(lián)合創(chuàng)始人兼總裁Chris Nicholas解釋說(shuō)，當(dāng)乳酸與分子篩接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生脫水或脫羰反應(yīng)。分子篩上的胺官能化抑制了包括脫羰反應(yīng)(主要的副反應(yīng))在內(nèi)的副反應(yīng)。這是因?yàn)榘分械拥膲A性超過(guò)了乳酸中氧官能團(tuán)的堿性，氮的質(zhì)子親和力更強(qiáng)，因此聚集在反應(yīng)中質(zhì)子酸位點(diǎn)上的胺比乳酸多。對(duì)乳酸脫水過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果表明，通過(guò)抑制副反應(yīng)并產(chǎn)生更多的丙烯酸，該反應(yīng)的成本與石油基反應(yīng)相當(dāng)，同時(shí)碳強(qiáng)度至少降低了35%。

丙烯酸酯在工業(yè)上用途廣泛，包括高吸水性聚合物，以及用于纖維、油漆、黏合劑和其他產(chǎn)品的酯類(lèi)前體。隨著這種新型催化劑的發(fā)展，通過(guò)將玉米糖發(fā)酵成乳酸，然后再將乳酸脫水成丙烯酸，制造更環(huán)保的生物基丙烯酸酯在經(jīng)濟(jì)上很有吸引力。

[王鈴摘譯自Chemical Engineering，2022-01-02]