天津大学化工学院自诞生以来，始终致力于推动化工技术的创新与应用，始终围绕国之所需，走好化工技术的突破与引领之路。在众多振奋人心的故事中，天津大学石化中心写出了“从光合作用到光电转化”——这样一篇面向时代的动人文章。
生物乙醇技术：能源危机下的新曙光
20 世纪末，随着我国经济飞速发展，能源需求急剧攀升，石油进口规模不断扩大，能源安全问题逐渐浮出水面。与此同时，汽油车保有量的快速增长带来了日益严重的尾气排放污染，传统能源的清洁利用和可持续性面临巨大考验。通过将生物乙醇作为汽油添加剂，不仅减少了对化石能源的依赖，还改善了汽油车尾气排放质量。
石化中心张敏华教授瞄准国家可再生能源战略规划和发展生物质能源的重大需求，开展了燃料乙醇生产技术的研究。
1997 年，黑龙江华润金玉公司的一套年产 10 万吨优级玉米食用酒精装置因技术难题濒临失败。在企业束手无策之际，天津大学石化中心临危受命。石化中心团队在张敏华教授的带领下，日夜奋战，深入企业一线，历经无数次模拟计算、文献分析和技术交流，终于找到了突破口。
他们优化了发酵工艺、改进了蒸馏流程，让装置 “起死回生”，生产出国内顶尖的优级食用酒精。这一成果不仅让企业转危为安，更终结了中国优级食用酒精生产技术依赖进口的历史，开启了国内酒精行业的技术革新之路。
然而，科研之路从无坦途。随着我国 “不与人争粮，不与粮争地” 的战略要求日益明确，非粮生物质燃料乙醇技术成为新的攻关方向。木薯，这种在我国南方地区广袤土地上随处可见的作物，因生长周期短、不占用粮食用地，成为理想的原料选择。但木薯燃料乙醇的生产并非易事。传统薯类酒精企业规模小、生产不稳定，且污染严重。要实现大规模工业化生产，必须突破重重技术瓶颈。
为了找到最优的木薯预处理方法，团队成员有时在实验室一待就是数十小时，反复试验不同的工艺参数；为优化发酵过程，他们在发酵罐旁日夜守护，密切观察微生物的生长变化。终于，他们攻克了原料预处理、同步糖化浓醪发酵等关键技术，建成了全球首套大规模木薯燃料乙醇生产装置。当广西中粮年产 20 万吨木薯燃料乙醇生产示范工程成功投产，合格的车用乙醇汽油从生产线上汩汩流出时，那一刻，团队成员眼中闪烁着激动的泪光。这不仅是技术的突破，更是我国能源结构优化的一次重要跨越。
“薯类原料酒精生产方法” 系列专利，如同一颗颗科技明珠，照亮了国际技术交流的舞台。通过《专利合作条约》（PCT）途径，这些专利走进了美国、巴西、泰国等生物质能源技术发达或原料丰富的国家，与泰国、孟加拉国等国家的企业达成技术出口合作意向。在国际舞台上，中国科研力量以自主创新的成果，赢得了世界的尊重与认可，为全球生物质能源技术发展贡献了中国智慧。
从生物乙醇到醋酸乙烯：产业升级的必然选择
随着生物乙醇技术的逐渐成熟和产业化应用的推进，科研团队敏锐地意识到，要进一步提升生物乙醇的利用价值，拓展其产业链，就必须向下游高附加值产品延伸。醋酸乙烯作为一种重要的化工原料，在建筑、纺织、胶粘剂等行业有着广泛应用，其市场潜力巨大。我国是乙烯、醋酸乙烯及其衍生化学品的消费、生产大国，多年来一直不掌握先进的生物基乙烯、乙烯法醋酸乙烯生产关键技术，严重影响相关行业的技术水平和国际竞争力。以生物乙醇为原料生产生物基乙烯，继而生产醋酸乙烯成为了团队新的生物乙醇下游产业链重点攻关技术，经过多年的努力，2012年，团队开发出具有自主知识产权的生物基乙烯、醋酸乙烯成套技术，并建成全球首套"年产5 万吨生物乙烯、10 万吨醋酸乙烯及5 万吨VAE联合生产装置"。装置运行稳定，产品性能优异，物耗及能耗低，环境友好。经济、社会及环境效益显著。项目全面提升了我国生物乙烯产业的技术水平，填补了我国乙烯法醋酸乙烯生产技术空白，为我国醋酸乙烯产业的规模化发展奠定了坚实基础。
醋酸乙烯：技术突破与产业腾飞
煤炭是我国的重要工业原料，以煤基乙炔为原料的乙炔法生产醋酸乙烯一直是我国的行业主流技术。多年来，仍沿用70年代引进的生产工艺，技术相对落后、安全隐患大、能耗高、产品质量无法满足生产高端聚乙烯醇产品的要求。
为了解决我国醋酸乙烯行业技术发展的瓶颈，2013年起，张敏华团队开展了煤基乙炔法醋酸乙烯成套生产技术，煤基乙炔法醋酸乙烯生产技术涉及非均相催化反应，反应副产物多、精制过程复杂、工艺流程长、关键设备大型化困难，整体技术难度很大，经过不懈努力，技术实现了突破。2016年专利许可内蒙古蒙维科技有限公司和内蒙双欣环保材料公司分别建成年产25万吨及5万吨的固定床乙炔法醋酸乙烯生产装置。装置运行稳定、操作弹性大、物耗及能耗低、产品质量优异，打破了国外对高端下游产品的垄断，对提高煤基醋酸乙烯产品市场竞争力有巨大的推动作用，为聚乙烯醇及相关行业的可持续发展做出重要贡献。
年产25万吨醋酸乙烯装置照片-内蒙蒙维
年产5万吨醋酸乙烯生产装置照片-内蒙双欣
醋酸乙烯：“光电转化”助推剂
近年来，光伏产业的迅速崛起对乙烯 - 醋酸乙烯共聚物（EVA）的需求猛增，醋酸乙烯市场需求呈现爆发式增长。这使得醋酸乙烯的市场供应能力直接关系到我国新能源产业的发展速度和质量。因此，大规模推广乙烯法醋酸乙烯生产技术，不仅是产业升级的必然选择，更是满足国家新能源战略需求的关键一步。
随着光伏产业的持续发展，天津大学石化中心脚步不停，2019年起，推出了新一代的乙烯法醋酸乙烯生产技术，在产品质量、节能减碳、环境友好方面实现了突破，成为醋酸乙烯技术的引领者，技术在浙江、福建、安徽、宁夏、内蒙等地全面落地，专利许可乙烯法醋酸乙烯项目6个，新增和即将新增醋酸乙烯年产能125万吨，满足了国内市场对醋酸乙烯的迫切需求，助力我国新能源产业在全球竞争中占据有利地位。
年产30万吨醋酸乙烯装置-浙石化
年产20万吨醋酸乙烯装置-福化
化工技术：美好生活与国家事业的强大支撑
天津大学石化中心在燃料乙醇和醋酸乙烯等领域的技术突破，不仅为新能源产业提供了关键原料和技术支撑，更为美好生活创造了更多可能。在能源领域，这些技术成果推动了能源结构的优化升级，减少了对传统化石能源的依赖，降低了能源生产与使用过程中的环境污染，为实现 “双碳” 目标贡献了重要力量。这不仅有助于构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系，还为人们的日常生活带来了更清洁的空气、更优美的环境，提升生活品质。
在化工产业方面，醋酸乙烯及其下游产品的广泛应用促进了相关产业的蓬勃发展，创造了大量就业机会，推动了经济增长。从建筑行业中的涂料、胶粘剂，到纺织行业中的纤维、助剂，再到新能源产业中的光伏材料，醋酸乙烯的每一次技术进步都带动了整个产业链的升级与创新。
在国家事业层面，这些科研成果增强了我国在新能源和新材料领域的自主创新能力和核心竞争力，使我国在全球能源科技竞争中掌握了更多话语权。它们为我国的能源安全、产业振兴以及可持续发展提供了坚实的科技保障，助力我国在实现中华民族伟大复兴的征程中稳步前行。
光合作用孕育了作物，光电作用转化着可再生能源，天津大学石化中心在两者中接替研究的科研历程，是化工技术助力国家发展、创造美好生活的生动实践。未来，随着科技的不断进步和创新，化工技术将继续在更多领域发挥重要作用，为人类社会的繁荣发展提供源源不断的动力。
