山东省圣泉集团秸秆利用专利全球领先

　


在圣泉集团，培育高价值专利，不仅意味着可以将秸秆“吃干榨尽”，更关系到企业更高质量的发展。

　　一项获奖的专利

　　日前，圣泉集团“一种木质纤维素生物质的综合利用工艺”(ZL201110374411)获得第四届山东省专利奖二等奖，这是社会对这项专利技术价值和经济价值的认可，也是对企业及科研人员发明创造的最大褒奖。

　　这项工艺是一种综合利用木质纤维素生物质中纤维素、半纤维素和木质素的方法，通过混合有机酸酸解木质纤维素生物质，最大限度地保证纤维素、木质素和半纤维素三种产物较高的综合提取率，其中纤维度提取率为75%～100%，木质素提取率为55%～90%，戊糖提取率为85%～95%。

　　“这是生物质综合利用的主干类工艺。”圣泉集团副总裁唐磊告诉济南日报记者，专利主要是解决“三素”分离问题，是在大量实验基础上，对多条技术路径进行验证后，综合得出的技术水平、经济效益都比较好的一条路线，解决了圣泉一开始只能有效利用半纤维素的局限，为企业多路线综合利用生物质开辟了新的空间。

　　“这个工艺，适用于多种生物质，玉米秸秆、稻草、麦秸、芦苇、蓖麻秆、沙棘、竹子、杨木……我们实验过二三十种，但重点还是禾本科秸秆。”唐磊介绍，不同生物质“三素”比例不同，用途和精炼方法也不同;根据市场需求，企业可采取不同技术路线来生产相应的产品，产品线不再局限于“糠醛-糠醇-呋喃树脂”产品链。

　　在此基础上，圣泉集团与多家单位联合攻关，于2019年进一步研发成功“圣泉法”秸秆精炼一体化绿色技术。这是一项具有国际水平的原创性技术，解决了秸秆“三素”难以高效分离的全球性难题，真正做到了将秸秆“吃干榨尽”，可利用秸秆生产上百种产品，且整个流程无污染物排放，绿色环保，高效节能。

　　一个无限的链条

　　“半纤维素还有个名称叫多糖，一般有六肽糖、五肽糖，六肽糖常见的比如葡萄糖，五肽糖比如木糖、阿拉伯糖。”唐磊介绍。在糖类领域，如今圣泉集团已成为亚洲最大的木糖生产基地和全球最大的L-阿拉伯糖生产基地。

　　半纤维素另一个主要用途是糠醛及其衍生物。从1979年建厂之初用玉米芯提取半纤维素生产糠醛开始，几十年来，通过糠醛-糠醇-呋喃树脂链条，圣泉集团已成为全球最大的呋喃树脂供应商，是铸造辅助材料领域的国家单项冠军企业。

　　“纤维素最大作用是做纸浆或溶解浆。”唐磊告诉记者，圣泉集团除了在造纸黑液处理方面有多项绿色环保技术，还能提炼出有多种功能用途的高性能新型材料——纳米纤维素，可用在造纸、涂料等领域，“这是圣泉的一个特殊技能。”此外，纤维素还是圣泉集团生产生物质石墨烯的原材料。

　　“木质素应用更广，最大的用途是做表面活性剂。”唐磊介绍，工业用的比较多的是燃料分散剂、混凝土减水剂、冶金粘结剂，高醇木质素还可用在化妆品领域，有很好的抗氧化、抗紫外线作用。此外，高活性木质素还可生产沥青乳化剂、染料分散剂、木香树脂、军用航空煤油。圣泉集团现在是亚洲最大的木质素染料分散剂生产企业。

　　2018年5月初，一则“济南圣泉集团打破日美垄断，研发出制造中国芯的关键性材料——光刻胶用酚醛树脂”的新闻刷爆朋友圈。里面提到的酚醛树脂，其原材料正是木质素经过加工得来。如今圣泉集团大酚醛产业产销规模已跻身亚洲第一、世界前三，多种产品打破日美等国垄断，成为全球主要的酚醛树脂供应商，产品广泛应用于耐火材料、摩擦材料、保温材料、涂覆磨具、绝缘材料、轮胎橡胶、航空航天等领域。

　　一条圣泉的道路

　　依托上述专利技术，圣泉集团在黑龙江大庆市新建了一个秸秆综合利用项目，年设计处理50万吨秸秆，可年产20万吨纤维素、2.5万吨糠醛、16万吨生物炭(木质素衍生品)，以及部分有机肥，年产值超10亿元，目前正进行生产调试，未来将成为企业新的增长点。

　　在以秸秆为主的生物质综合利用领域，目前国内多数企业只盯住某一个方面发力，像圣泉集团这样系统化开展多种生物质原料研究，多条工艺路线齐头并进，并在下游拥有多个应用方向，实现“三素”全方位应用的企业，在国内为数不多。

　　唐磊表示，未来圣泉集团一方面要继续探索更高效更绿色的“三素”分离办法，另一方面要探索纤维素、木质素产品的更高端应用。后者比如用木质素生产炭基材料，向超级电容器、锂离子电池、钠离子电池等电极材料方向发展;再比如将酚醛树脂用木质素改性后生产生物基材料，“相关的改良工艺将在大庆工厂应用。”木质素生产高热稳定性航空煤油已在实验室取得突破，千吨级中试正在进行。多种生物质原材料的研究也将继续进行，以寻找来源和性能更稳定的原材料。

　　截至目前，圣泉集团已累计申请国内外专利1200多件，累计授权800余件，在行业内建立起自己的专利护城河。“十四五”规划和2035年远景目标纲要，首次将“每万人口高价值发明专利拥有量”纳入经济社会发展主要指标。“在省、市知识产权局大力支持下，我们也在积极培育企业的高价值专利，以进一步推动企业实现高质量发展。”圣泉集团知识产权部总经理王恩华告诉记者，通过选择具有前沿创新点和广阔前景的技术，来满足用户需求或解决用户痛点，形成拥有较强市场竞争力和控制力的高价值专利成果。