农林废弃物与有机危废协同高值化利用
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傅杰:构筑“绿碳”化工新图景
中国化工报· 2025-12-29 12:42
核心观点 - 傅杰教授团队在生物质与二氧化碳等“绿碳”资源高值化利用领域取得系列创新突破,其技术正从实验室走向产业化,涵盖废弃油脂转化、二氧化碳电催化及农林废弃物利用等多个方向 [1] 科研方向与历程 - 科研方向始于2005年,锁定生物质转化这一新兴领域,认为生物质是唯一的可再生含碳资源 [2] - 2012年回国后,主攻废弃油脂高值化利用,并获得国家基金早期资助 [2] - 与中石化、康恩贝集团、华康药业、飞天石化等企业建立了长期合作关系 [2] 油脂化工核心技术突破 - 技术核心概括为“一把精准的分子剪刀”和“一套高效的混合艺术” [3] - “分子剪刀”指通过原创催化剂表界面设计精确控制反应路径,形成“油脂—脂肪酸—定向脱氧—长链烷烃/长链脂肪醇/长链烯烃”的技术路线 [3] - 提出“团斜平”吸附构型调控理论,以解决脱氧过程中保持长碳链及抑制副反应的核心科学难题 [3] - 设计出功能各异的催化剂:铜镍基催化剂用于“脱羧”生产长链烷烃(生物航煤原料);铜基催化剂用于“原位加氢脱氧”生产脂肪醇;铂锌金属间化合物催化剂用于选择性合成高附加值的长链α-烯烃(用于高端润滑剂、尼龙等) [3] - 开发“双旋流混合”技术,解决油脂与水不易互溶的工业化传质难题,能将油水两相强制混合成微米级液滴以提升传质效率 [4] - 与中石化大连院合作,成功实现低品位油脂零氢耗制备长链烷烃的工程放大,该成果获2022年度中国石油和化学工业联合会科技进步奖一等奖 [4] - 从地沟油经长链烷烃制生物航煤的成套技术,已进入万吨级产业验证阶段 [4] 绿碳技术版图拓展 - 二氧化碳电催化转化:自2017年布局,直面产业化中二氧化碳溶解度低、传质困难的核心难题,在反应器设计与工艺集成上取得突破 [5] - 已率先建成30吨/年的中试装置,并向千吨级规模迈进,走在国内外产业化进程前列 [5] - 该技术可将钢厂、电厂排放的二氧化碳就地转化为合成气,进而合成甲醇等化学品 [5] - 农林废弃物与有机危废协同高值化利用:与相关企业合作,破解秸秆等废弃物利用不充分、附加值低的难题 [5] - 采用“吃干榨净”式梯级利用理念,将秸秆中的半纤维素、纤维素、木质素等组分逐级分离并转化为更高价值产品 [5] - 部分产品如糖醇、呋喃二甲酸等已完成或正在进行百吨级中试 [5] - 创新性地将处理残渣与制药等行业有机危废耦合,通过气化等技术协同处置,目标实现碳资源全量化、高值化利用,迈向“无废”循环经济 [5] 产学融合与未来规划 - 科研范式以产业应用为牵引,形成“应用—基础—再应用”的良性循环 [7] - 未来攻关方向明确:油脂化工技术推动大规模产业化应用;二氧化碳电催化努力实现千吨级示范并攻关原位捕集转化等前沿技术;农林废弃物综合利用全力打造可复制的商业化落地项目 [7] - 认为随着绿色电力成本下降和低碳政策深化,这些绿色化学技术将迎来重大机遇 [7]