自然科学奖公示生物质催化转化制乙二醇

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 1 期2023年度国家自然科学基金委员会化学工程与工业化学领域科学基金项目申请与评审工作综述王天富1，2，周晨1，张国俊1（1 国家自然科学基金委员会化学科学部，北京 100085；2 上海交通大学环境科学与工程学院，上海 200240）摘要：总结了2023年度国家自然科学基金委员会化学工程与工业化学（B08）领域科学基金各类项目的申请、受理和资助概况，对B08下属16个二级代码的各类项目申请与资助情况进行了分析，为下一年度国家的项目申报提出了建议。

关键词：国家自然科学基金；化学工程与工业化学；申请；受理；资助中图分类号：TQ0 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）01-0560-05National Natural Science Foundation of China ’s fund applications andgrants in 2023: A review based on Chemical Engineering &Industrial ChemistryWANG Tianfu 1，2，ZHOU Chen 1，ZHANG Guojun 1(1 Department of Chemical Sciences, National Natural Science Foundation of China, Beijing 100085, China;2School of Environmental Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)Abstract: A summary of National Natural Science Foundation of China (NSFC)’s fund applications, grants and funding in 2023 was provided about the discipline of Chemical Engineering & Industrial Chemistry (B08), where the fund applications and grants for the 16 secondary application codes of B08 were provided, and the statistics for a series of funded programs were detailed, giving suggestions for proposal applications in the next year.Keywords: National Natural Science Foundation of China; Chemical Engineering & Industrial Chemistry; applications; grants; funding2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，是党领导人民全面建成社会主义现代化强国、向第二个百年奋斗目标进军新征程的重要一年。

附件1中科院相关领域专家主要研究成果信息第 1 分会场：能源化工驻场专家：徐杰、田志坚、丁云杰、朱向学、高进徐杰简介徐杰，博士，研究员，博士生导师。

现任大连化学物理研究所学术委员会、学位委员会委员，中国化学会催化专业委员会委员、均相催化专业委员会委员，中国化学会绿色化学专业委员会委员，催化基础国家重点实验室学委会委员，羰基合成与选择氧化国家重点实验室学委会委员，《催化学报》等杂志编委。

团队主要研究方向： 1. 催化选择氧化，围绕-CH3、-CH2、-CH 等键的选择氧化活化等科学问题，开发烃类、醇类等选择氧化的新路线和新方法，为工业应用提供创新技术；2. 催化选择加氢，开发不饱和有机化合物选择加氢、选择加氢脱氯等具有重要科学意义和应用背景的催化新方法和新技术。

3. 生物质转化，以糖类及其衍生物、甘油等生物基平台化合物为原料，催化转化制乙二醇、丙二醇、乳酸、马来酸、呋喃二甲醛、呋喃二甲酸等具有重要应用价值的精细化学品和大宗化学品。

长远目标：以纤维素、木质素及其他生物质为原料，制备高分子材料单体以及新型液体燃料，发展非石油路线制备大宗化学品和能源产品的新方法和新技术； 4. 催化新材料，围绕石油化工、精细化工、生物质催化转化等重要过程，研究开发多相催化新材料、新型催化剂载体、均相催化新材料以及仿生催化新材料的制备新方法和应用新技术。

可转移转化的科技成果： 1. 对二甲苯催化氧化技术工业应用。

团队研究开发出PX氧化制PTA关键新技术，研制出具有自主知识产权的高效催化体系，提高氧化反应活性和效率，大幅降低溴用量。

该技术在乌鲁木齐石化10 万吨/年PTA生产装置连续应用6年，Co Mn Br用量可降低15%以上，并可减少醋酸溶剂消耗，装置运行稳定，产品质量优良； 2. 乙苯催化氧化技术工业应用。

团队研究开发出乙苯催化氧化制苯乙酮新技术。

与企业合作，设计建成2000 吨规模工业装置，实现了该技术的工业应用，苯乙酮产品纯度达99.5%以上，达到进口产品质量指标要求； 3. 甘油催化加氢制1,2- 丙二醇。

乙二醇合成路线选择及应用介绍乙二醇生产技术主要分为石化路线、生物质资源路线、煤化工路线。

（1）石化路线目前石化路线乙二醇的生产基本上是以乙烯为原料，在贵金属银催化剂作用下，乙烯氧化制环氧乙烷，通过环氧乙烷直接水合生产乙二醇。

通过对环氧乙烷生产成本的分析表明，成，工业上以乙烯计的乙二醇收率在70％左右。

②环氧乙烷水合还会生成大量二乙二醇、三乙二醇等副产物，为了得到高收率的乙二醇，水合反应必须在较高的水和环氧乙烷比例下进行，导致生成物中乙二醇浓度很低，分离精制工艺复杂，能耗大。

这是现行石化路线乙二醇工业生产方法的主要缺点。

目前，该方法的技术发展趋势是开发新的催化工艺，降低水的用量。

③乙烯是以石油为原料生产的，目前原油面临不足的趋势，价格逐渐上涨，经济性会逐渐降低。

至今该法仍是世界上工业生产乙二醇普遍采用的一种方法，产品总收率约为90％。

目前我国乙二醇主要生产企业有十几家，几乎全部采用石化路线生产乙二醇工艺。

（2）生物质资源路线生物质资源路线主要以玉米淀粉为原料生产多元醇，多元醇加氢合成二元醇。

目前核心技术路线是以玉米淀粉为原料生产山梨醇，山梨醇加氢生产二元醇。

其主要反应为：C6 H1406+2H2—3C2 H6()2(乙二醇)C6H1406+3H2—2CaH80z(丙二醇)+2H20C6H1 406+H2—2CaH803(丙三醇)C6H1406+3H2一C4HloOz(丁二醇)+CzH602+2H20由于国家粮食政策的保护，目前仅有长春金宝特生物化工开发有限公司以玉米淀粉为原料生产乙二醇。

目前的主要问题是，反应产物的后续分离仍有一定问题。

（3）煤化工路线20世纪70年代在世界石油危机的冲击，使人们认识到石油资源的有限性，各国纷纷开始研究以煤和天然气为初级原料来生产化工产品。

在这种情况下，人们开始探索碳一路线合成乙二醇的新方法。

我国煤炭资源十分丰富，而石油资源不足，原油较重，裂解生产乙烯耗油量大，而且乙烯又是塑料及许多重要石化产品的基本原料。

龙源期刊网 纤维素制取乙二醇技术：为生物质转化提供新途径作者：夏爽来源：《发明与创新(综合版)》2009年第01期中科院大连化物所所长张涛研究员所在的研究组与美国特拉华大学教授陈经广合作完成的研究成果《镍促进的碳化钨催化剂催化转化纤维素制取乙二醇的研究》发表在近期出版的《德国应用化学》杂志上，并被选为该期封面文章。

日前，笔者从大连物化所获悉，此项成果已经申请了多项专利，陈经广教授的身份为大连化物所的客座教授，知识产权完全为大连化物所所有。

纤维素是自然界中最丰富的生物质资源，它不可食用，其大量使用不会带来粮食供应方面的负面影响。

因此，纤维素的转化和利用被认为是发展可持续能源的一条有效途径。

然而，纤维素同时也是最难水解的生物质。

传统上采用液体酸、碱或酶的方法首先将纤维素转化为葡萄糖，然后再将葡萄糖进一步转化为其他的能源或有机化学品，工艺路线长，且对环境有一定污染。

近年来，国际学术界开始尝试在贵金属的催化作用下将纤维素一步转化为六元醇的绿色转化路线，但由于该反应路线选择性低，昂贵的贵金属价格更是大大限制了该路线的工业化应用。

大连化物所研究人员利用碳化钨在涉氢反应中的类贵金属性质，首次尝试将廉价的碳化钨催化剂应用于纤维素的催化转化，发现活性炭担载的碳化钨催化剂不仅能像贵金属催化剂一样，将纤维素全部转化为多元醇，而且对乙二醇的生成表现出独特的选择性，尤其是在少量镍的促进下，乙二醇的吸收率高达61％。

此项目相关人员还介绍说，镍促进的碳化钨催化剂催化转化纤维素制取乙二醇中所使用的纤维素是商业化的产品，纯度很高。

而实际原料中，例如农作物秸秆，还含有其他组分，包括木质素、半纤维素等。

对于这些多组分原料的利用，此项目研究人员正在积极进行研究。

目前这项技术的主要产物还是集中在乙二醇上，乙醇的制备则可能需要不同的催化过程。

乙二醇是生产聚酯、汽车防冻液等最重要的化工原料，现在全球需求量接近2000万吨，并以每年约5％的速率递增。