2,5-呋喃二甲酸(FDCA)被认为是目前唯一的生物基芳环二元酸化学品,产业化潜力可媲美石化基对苯二甲酸(TPA)。但限于其高昂的成本,产业化发展缓慢。除了原料5-羟甲基糠醛(HMF)成本高之外,氧化HMF制备FDCA的过程成本也是造成FDCA高成本的核心因素之一。
张亚杰团队以《A techno-economic assessment of an integrated photovoltaic system, Chlor-Alkali and oxidation process for 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-furandicarboxylic acid》为题,对氧化机理进行了详细剖析,在百吨级中试获得了成功验证和产品生产,并对十万吨级规模的经济技术进行了详细评估。
该氧化工艺以水作溶剂,HMF到FDCA产率接近100%。基于该工艺特点和上下游产业特点,团队提出了光伏-氯碱-FDCA三链耦合策略,该策略充分发挥了三个产业优势:光伏产业为氯碱产业和FDCA氧化过程提供绿色能源,氯碱工业电解FDCA氧化产生的废盐NaCl为氧化FDCA提供氧化原料,同时解决了FDCA氧化产生的大量固废问题。
在年产十万吨级规模,FDCA理论成本控制在约5250 ~ 9500元/吨,与石油基对苯二甲酸(TPA)成本接近。该策略创新性地将FDCA生产与中国优势产业—光伏产业与氯碱产业相耦合的策略,实现了全流程能源绿色化、产品绿色化,为传统氯碱产业的转型升级提供了新思路。
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