论文摘要
2005年长春大成集团与东华大学合作率先在国际上成功实现了以“玉米为原料制备乙二醇/丙二醇/丁二醇”等聚酯工业主要原料的工业化试验。得到国家发改委重大项目支持的20万吨玉米基二元醇项目已于2007年10月试投产。这是全世界第一条用可再生生物资源取代石油资源生产聚酯工业的二元醇原料的大规模工业化的生产线。这条生产线的特点是:由玉米淀粉制得山梨醇、再用加氢催化裂解的方法制得乙二醇/丙二醇/丁二醇等混合二元醇,这些混合二元醇不需精馏就能直接作为不饱和树脂的聚合原料,因而具有很高的经济价值。2004年前,国际上类似的二条工业化试验宣告失败,原因之一是不知如何应对废料“重组分”而不产生环保问题。这一问题在大成集团来讲依然存在:20万吨二元醇项目如全部投产将有5万多吨重组分,这是一种含40多种成分的、沸点在240度以上的棕褐色粘稠液体。为使20万吨二元醇项目顺利投产,本项目得到了上海市2006年度支持振兴东北工业项目资助。本研究的主要内容有:1.确定重组分的处理方法。本研究首先对重组分的5种预处理方法进行了试验,处理装置包括:1)经酸或H2O2处理后,再用380伏20兆赫10立升高频电解装置;2)10立升重组分分子蒸馏装置;3)59KHZ超声波处理;4)各种活性碳、离子交换的多级过滤装置;5)12000高斯稀土强磁场实验装置。综合实验结果,本研究提出:在现有的玉米基二元醇生产线上,应保留少量乙二醇/丙二醇在重组分中。这样既降低了玉米基二元醇生产线的运行成本,又降低了重组分的粘度。含醇量为30%以上的重组分,有可能作为不饱和树脂的醇原料。这一建议立即被大成集团采纳并在工业化试验上得到验证,而且还制定了重组分含醇量的标准。2.通过改变聚合的时间,温度,重组分加入的量,找到适合重组分的不饱和树脂的聚合工艺。利用红外光谱仪分析树脂的结构,通过热失重、放热峰、储存期、酸值、黏度、耐酸碱性等分析研究重组分对不饱和树脂技术指标的影响,再通过弯曲强度、拉伸强度、冲击强度等测试讨论重组分不饱和树脂的力学性能。结果表明:1)重组分不能直接作为混合醇来制备不饱和树脂,只能与乙二醇/丙二醇一起作为树脂的醇原料;2)重组分在实验中加入的量能达到13%,然而在工业生产中加入的量只有3%,这是由多种因素决定的;3)重组分的加入能使不饱和树脂的拉伸强度和弯曲强度增加,而随着加入量的增加,树脂的断裂延伸度越来越大,树脂的柔性有所改善。综上所述,本研究为20万吨二元醇项目提交了“重组分含醇量标准”建议,且废料重组分变成了不饱和树脂中可利用的原料,解决了环保难题;重组分加入量为3%不饱和树脂的已经实现工业化。