编者按：在过去的十年中，无论是政府还是企业对化学工业发展的理念都发生了很大转变，可持续发展、安全
环保深入人心，“绿色化工”成为不可阻挡的发展趋势。生物质能源、生物降解塑料几乎炙手可热，一股“绿色”之
风在全球化工业越刮越烈。那么绿色化工到底涉及到哪些产品，这些产品的发展现状、技术水平又是怎样的？本期
《国外化工》特别就“绿色化工”相关的几个热点话题进行了探讨。
“绿色化工”热点连连看
宋玉春
生物柴油为副产甘油找出路
　　随着全球生物柴油的快速发展，其经济性越来越依赖于制备生物柴油时的副产物甘油的市场状况。美国生物柴
油工业预计每年将向市场投放10亿磅甘油(1磅约合0.45kg)，但是目前美国甘油市场的年均需求量仅为6亿磅。因
此，生物柴油工业亟需为其副产品甘油寻求新的高附加值的应用。美国密苏里大学化学工程教授Galen Suppes成功
开发了将甘油转变为丙二醇催化工艺。丙二醇可代替乙二醇用于防冻和其他应用领域，而且毒性更低。Suppes表示，
用甘油制备丙二醇可降低生物柴油的生产成本多达0.40美元/加仑(1加仑约合3.785L)。
　　Suppes的这种工艺还可用于将甘油转变成乙缩醛或者羟基丙酮。羟基丙酮是一种生产多元醇的中间体。如果从
石化原料来制备，乙缩醛的生产成本大约为5美元/磅，从而限制了其广泛应用。然而，使用生物质源的甘油制备乙
缩醛则可降低生产成本，最多可降至0.5美元/磅，从而为甘油开拓出新的应用市场，也促进了生物柴油的生产及其
经济性的提高。
　　生物材料生产巨头卡吉尔（Cargill）公司正在组建一家新公司。该公司采用专利技术利用可再生原料生产丙二
醇。与其他工艺路线相比，该公司采用的工艺技术产率更高，副产物更少，因而生产效率得到了极大的提高。卡吉
尔公司工业生物产品部高级主任Jim Stoppert表示该公司的生物柴油工厂已经开始出售甘油，并且通过自身的供应
链条和其他渠道已经向世界级的丙二醇生产商开始供应足够多的甘油。该公司坚信可以实现可再生的极具价格竞争
力的丙二醇的工业化生产。这将引起全球化学工业的瞩目。
生物炼厂寻找降低成本的途径
    尽管生物炼厂正成为人们关注的焦点，但乔治亚理工学院化学和生物能源系教授Charles Eckert表示生物炼厂
生产燃料在成本效益方面远不如传统化石燃料，至少在刚开始生产的时候是这样。因此，需要寻找新的途径解决成
本问题。
　　由三个美国和英国的研究机构所组成的大西洋联盟（the Atlantic Alliance）业已展开针对从纤维素给料中生
产高价值产品的相关研究。其中包括美国橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）、英国皇家学院
（Imperial College）和乔治亚理工学院的联盟致力于解决集约生产乙醇燃料的复杂问题，这些乙醇燃料均产自纤
维素原料，如木屑、锯齿草、玉米秣草甚至是城市废物。
　　该联盟在生物炼厂实施了一套综合方法，研究了如何通过基因工程技术将植物产量最大化，发展出纤维素分解
的微生物新技术，并应用了反应和分离的环保化学处理办法。组织者还决定只将非食用原料作为他们的给料。
　　虽然在设计并建造生物炼厂前我们还面临诸多挑战，Eckert却表示，在这类可再生能源和化学材料上投入资金，
具有十分重要的意义。 他说：“生物炼厂的成功运作要求参与的各方协调统一，通力合作。生物炼厂是我们所寻求
的答案中的一个，也是国家能源战略的一部分。要使未来经济稳定繁荣，我们必须解决能源问题。
生物乙醇纤维素乙醇的迅速崛起
　　尽管生物柴油名声大噪，但是绿色燃料技术对世界的最大冲击恐怕还是生物乙醇成为汽油的替代品。目前，美
国生物乙醇的产量约为40亿加仑/年，大部分是采用玉米为原料。而美国工业界对开发利用包括非食物可再生生物
质材料在内的有机原料生产生物乙醇的生物炼厂的兴趣正在快速增加。
　　现有的生物技术是利用酶催化剂将生物质转变为可发酵葡萄糖。根据美国生物技术工业组织的统计，美国每年
利用农作物副产品（如玉米秸秆、甘蔗渣、麦秸和稻草等）可生产70亿加仑纤维素乙醇。美国生物技术工业组织主
席Jim Greenwood指出按照目前生物炼厂的发展速度计算，到2015年美国交通燃料中25%将来自生物炼厂。
　　尽管生物乙醇工业仍然羽翼未丰，但生物乙醇的概念已经在全世界得到了认可。2004年，加拿大爱洁公司
（Iogen）在渥太华建成了一座40t/a的示范装置。这是世界第一座准商业级纤维素乙醇的生产装置。该装置可以每
天处理40吨生物质原材料（如小麦、燕麦和大麦等的秸秆），然后通过酶催化将纤维素转变为葡萄糖用于发酵生产
乙醇，每年可生产300万L乙醇。
　　世界首座真正的商业化生物乙醇工厂是Abengoa生物能源公司在西班牙Babilfuente建设的500万L/a的生物
乙醇生产厂。该厂每天利用70t农作物副产品作为原料。在此基础上，为了利用该厂的基础设施，该公司又在附件
建设了一座更大的生产能力为1.95亿L/a的乙醇生产厂。世界第二大生物乙醇生产商Abengoa公司在其新厂采用一
些最新技术，其中包括一套加拿大天然有机食品供应商SunOpta公司提供的连续预处理系统、丹麦诺维信
（Novozymes）公司提供的新型催化酶。
　　2006年6月，SunOpta公司和诺维信公司和中国黑龙江华润酒精集团公司（CRAC）签订了一份合同，为其在黑
龙江省肇东市建设一座纤维素酒精示范工厂。华润酒精集团公司的发展目标是到2007年底建成一座170万加仑/a
的乙醇生产厂，到2012年将乙醇生产能力提高至3.3亿加仑/a。
　　另一座在建的纤维素乙醇工厂是在美国加利福尼亚州Orange建设的一座3000万L/a的生产厂。该厂将采用美
国Arkenol公司的工艺技术。该工厂由日本JGG公司负责施工，预计将于2009年初建成投产。
可生物降解塑料创模糊不清的定义
    利用可再生资源生产塑料是绿色技术如何改变化学工业面貌的又一范例。2006年，美国最大的玉米乙醇生产商
阿彻丹尼尔米德兰（Archer Daniels Midland）公司宣布计划建设首座商业化聚羟基脂肪酸酯(PHA)生产厂。聚羟基
脂肪酸酯是一种高性能可生物降解塑料，可以应用于目前由石化塑料占据的应用领域（如涂料、薄膜和模塑制品）。
该生产厂由阿彻丹尼尔米德兰公司和从事生物塑料研发的Metabolix 公司联合建设，生产能力为5万t/a，预计将
于2008年中期建成。Metabolix公司成功开发了一种聚羟基脂肪酸酯合成专利技术，其通过使用代谢工程和分子生
物技术商业化生产生物塑料。对于此次合作建厂，Metabolix公司总裁兼首席执行官Jim Barber表示这是首次利用
生物资源商业化生产可生物降解塑料。新建的聚羟基脂肪酸酯生产厂位于阿彻丹尼尔米德兰公司现有的高水分玉米
加工厂附近，其原料将由该玉米加工厂提供。
    卡吉尔公司的子公司NatureWorks已经向市场提供一种可生物降解塑料。该公司利用玉米在美国内布拉斯加州
Blair生产14万t/a聚乳酸（PLA）。聚乳酸已经在可生物降解包装材料领域获得了巨大应用。沃尔玛已经将PLA包
装薄膜和容器用于水果和蔬菜包装。NatureWorks还将进一步采用绿色技术，并且在其生产厂已经采用可再生能源
全部取代了原有的化石基能源。该公司生产的PLA将是世界首个并且是唯一一个不产生温室气体的聚合物。
    严格地讲，PLA聚合物并不符合美国可生物降解材料的定义。然而，PLA可以循环利用这是没有疑问的。但是，
这就存在一些争议，一些石化基的塑料也可以循环利用，例如美国通用塑料（GE Plastics）公司生产的可回收聚对
苯二甲酸乙二醇酯（PET），但此类塑料能否贴上“绿色”标签尚无定论。
    通用塑料公司开发出了利用PET废料作为主要原料生产PET基树脂和PS基弹性体的新工艺。所利用的PET废料
主要是回收的PET塑料瓶。通用公司结晶塑料部主任Vikram Gopal表示PET首先解聚合，然后再化学提纯，从而能
够与1,4-丁二醇（BDO）进行反应来生产聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）。BDO也是常规工艺生产PBT的主要原料之一。
循环利用的PET废料可以代替其他生产PBT常用的原材料对苯二甲酸二甲酯(DMT)或者对苯二甲酸（TPA）。总地来算，
PBT的生产原料85%可以用回收利用的PET来替代。使用回收利用的PET作为原材料生产的PBT可以满足汽车工业的
应用要求。通用公司表示如果2006年生产的PBT都使用回收利用的PET作为原材料，则可以消耗掉60万t PET，
相当于225亿个饮料瓶。这毫无疑问将有助于拓宽绿色化工的含义和前景。目前，全球每年可生物降解材料的生产
量仅为30万t，其中NatureWorks公司几乎占据了一半。