科技成果：生物质基高价值多元醇绿色制备技术
【单位名称】
广东以色列理工学院化学工程系
【技术领域】
化学反应工程、精细化工、生物质化工、清洁能源、粉体材料
【技术关键字】
生物质、精细化学品、多元醇、绿色制备
【技术特色介绍】
固体燃料热化学转化制备高价值化学品和材料技术
微藻生物制备高价值化学品和材料技术
生物炼制是以生物质可再生资源为原料(包括淀粉、纤维素和半纤维素等糖质，油脂和蛋白质等)，经过生物、化学、物理方法或这几种方法集成的方法生产各种化学品、功能材料和能源物质(如液体燃料)的一种新型工业模式。生物质是自然界中取之不尽的资源宝库，是唯一可替代化石原料转化为化工原料或产品的碳资源。利用可再生生物质原料生产高价值精细化工产品，如多元醇，已成为当前研究与关注的热点之一。该技术通过负载型金属催化剂实现单体之间糖苷键和单体内部C-C键、C-O键的断裂,再经过加氢反应制备高值多元醇,如乙二醇、丙二醇、丁二醇等。
【应用领域】
多元醇是一类重要化工产品，广泛应用于化工、制药、材料与食品等领域。在化妆品行业和肥皂工业生产中，多元醇是不可或缺的原材料，主要用作溶剂、保湿剂和抑菌剂，比如甘油、丁二醇、聚乙二醇等。在高分子化学工业中，多元醇常作为缩聚反应的单体来合成聚醚、聚酯或聚氨酯。在食品行业，糖醇（木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、赤藓醇与甘露醇等）的甜度和热量都低于糖类，通常与高强度的甜味剂混合使用，也常为口香糖添加剂。
【市场前景介绍】
随着多元醇运用的领域不断扩大及下游行业的稳步发展，近年来，国内市场对多元醇的需求也呈现出日益增长的趋势。但由于技术上的不足，国内多元醇市场供应主要还是以进口为主。以甘油为例（价格在1万元/吨以上），2018年我国甘油产量为22.7万吨，进口数量为23.9万吨；到2020年我国甘油进口量为42.67万吨，而同年甘油表观消费量就高达93.50万吨。随着国内石化产业的发展和技术进步，国产多元醇在大宗商品贸易市场占有率也有所增加，但即便如此仍然无法满足市场对多元醇商品需求的增量。本成果制备的生物质多元醇是一种低成本绿色的进口替代原料，具有很好的市场应用前景，仅甘油就是百亿级市场规模。
【是否有专利】
1项国内专利进行中
【是否有论文】
50多篇SCI论文, 包括化工经典期刊AIChE J. 10 篇 、Chem. Eng. Sci. 7 篇、Ind. Eng. Chem. Res. 5 篇和Chem. Eng. J. （IF=16.744） 10 篇。
【领先程度】
传统的多元醇制备原料多源于石油和天然气等资源，但随着石化资源的枯竭和环保要求的增强，利用可再生资源绿色制备多元醇是未来的趋势。生物质基多元醇常采用发酵、热解、催化的方法来制备。其中热解催化是利用生物质制备多元醇及其能源产品的先进方法。本技术采用热解和催化耦合的方式，在热解阶段利用热能切断生物质大分子的化学键, 使之转变为低分子物质； 在催化阶段，利用特定的催化剂将低分子热解产物重新转化成多元醇，并实现较高的选择性和产率。目前已经开发先进的反应器和高效的催化剂，实现生物质到多元醇的高效定向转化。
【技术成熟度】
该技术进行了实验室小试和中试研究，目前与化妆品企业联合进行中试和产业化研究。本团队拥有先进的小试和中试实验设备和高端的检测仪器，包含微热解催化反应器、中试流化床反应器、固定床反应器、高效液相色谱仪、气相色谱质谱联用仪、原子吸收光谱仪、热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、总有机碳测定仪、悬浮颗粒测定仪、原子荧光光度仪、离子色谱仪等，可与其他高校和企业进行相关技术和应用的联合开发。
【专家介绍】
高希，现为广东以色列理工学院化学工程系副教授，副高级职称，博士生导师，入选国家级青年高层次人才。本硕博分别毕业于厦门大学、浙江大学和美国爱荷华州立大学。博士毕业后进入美国国家能源技术实验室(NETL)从事博士后研究，后晋升为研究科学家开展独立研究。高希博士在化学反应器工程、清洁能源技术、固体燃料（生物质、煤炭、塑料、固废等）热化学转化技术、微藻生物技术、多相流软件开发等领域进行了较为深入的研究，在AIChE J.、Chem. Eng. Sci.、Ind. Eng. Chem. Res.、Chem. Eng. J. 等化学工程顶级期刊发表论文50+篇。近年来主持国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省科技专项资金项目等；参与完成了6项（美国4项、中国2项）国家级科研项目；做特邀国际会议演讲报告6次；曾担任WCPT-8国际会议分会主席；受邀为AIChE J. 等30多个期刊审稿。高希博士与来自国内外多个著名科研机构、大学和企业的研究人员保持紧密的合作，如美国再生能源国家实验室、橡树岭国家实验室、德国达姆施塔特工业大学、意大利兰理工大学、沙特基础工业公司、辉瑞制药、Sortacarbo等。