當今世界面臨著資源短缺能源緊張環境惡化等嚴峻形勢生物產業在保障人口健康與糧食安全的同時在節能減排資源替代環境改善等方面發揮著越來越重要的作用可以說生物產業是新時期的朝陽產業也是我國民族工業的希望所在利用生物發酵法生產長鏈二元酸就是一個很好的佐證

作為精細化工的重要原料長鏈二元酸的生產技術目前只有美國德國日本和中國掌握長鏈二元酸在自然界是不存在的生產這種產品的主要方法有化學合成法和生物發酵法兩種目前國外生產長鏈二元酸主要利用化學合成法但其合成條件苛刻需要200℃以上的高溫100個以上的大氣壓10個以上的合成步驟以及催化劑此外還需防火防爆防毒設備可以說化學合成法生產長鏈二元酸收率低成本高環境污染嚴重此外化學合成法生產長鏈二元酸目前只能生產到十二碳二元酸

而值得中國人自豪的是雖然我國精細化工行業的發展比發達國家滯后30年以上但是我國確是目前唯一應用微生物發酵技術實現多種長碳鏈二元酸大規模工業化生產的國家2007年中國科學院微生物研究所長鏈二元酸的研發與工業生產項目榮獲2006年度國家科技進步獎二等獎其實從20世紀70年代開始以方心芳院士陳遠童研究員為代表的兩代專家就開始了生物發酵生產長鏈二元酸的研究試圖通過微生物的胞內酶將正烷烴催化合成為長鏈二元酸這一過程在細胞內的微粒體中完成有著化學合成方法不可比擬的優越性生產工藝簡單生產條件溫和整個生產過程是在常溫常壓下進行的收率高成本低沒有環境污染是名副其實的綠色化學工業

中國利用微生物發酵法技術可以生產化學方法無法合成的從C11~C18的所有長鏈二元酸從理論上來說二元酸中含有的碳原子越多就意味著材料的柔韌性越好防腐蝕抗紫外線的能力越強且生物發酵法生產工藝簡單生產條件溫和在28℃~30℃一個大氣壓下即可生產其生產成本僅占國外化學生產法成本的2/3對環境無污染可以大規模工業化生產并可形成龐大的高技術生物產業鏈拓展了化學合成法生產長鏈二元酸的產品范圍

從市場的角度來看在海外市場中國產品是綠色的替代者在國內市場隨著中國經濟的高速增長必將帶動精細化工行業的發展和對它的需求目前世界上每年以二元酸為原料生產出來的產品總產值420億美元由于國內長碳鏈二元酸的生產起步晚以它為原材料合成的下游高檔精細化工類產品目前主要以進口為主隨著汽車電子通信等新興產業的迅速發展我國對聚酰胺工程塑料的需求量日益增加已成為世界上聚酰胺工程塑料的最大進口國由于雙號碼長碳鏈尼龍抗拉耐磨性能好改造汽車輪胎能提高輪胎使用壽命5～10倍據美國權威專家估計僅美國改造汽車輪胎就需要100萬噸聚酰胺工程塑料長鏈二元酸及其下游產品在國內外有巨大的市場需求發展前景十分廣闊由于以發酵法生產的長鏈二元酸工藝路線先進成本低產品質量優異尤其不會造成環境污染是有巨大市場競爭力的新產品未來國際市場容量將達到百萬噸保守地預測近幾年國內外市場對長鏈二元酸的需求量將達到20萬～30萬噸/年10年左右國內外市場需求量將達到40萬～60萬噸/年長鏈二元酸市場前景廣闊該項目面臨的市場空間巨大

目前我國已經建成一批利用發酵法生產長鏈二元酸年產量數千噸乃至上萬的企業然而這個規模距離國內外每年幾十萬噸的需求量依然有一定差距因此建設更大規模的長鏈二元酸生產企業迫在眉睫基于上述背景建設長碳鏈二元酸項目是一件利國利民利企的好事具有巨大的經濟和社會效益于是山東瀚霖生物技術有限公司依托中科院微生物研究所的專利技術進行工業化生產的建設同時將微生物發酵法生產長鏈二元酸的發明人陳遠童教授特聘為企業研發的首席科學家并與中科院微生物研究所合作在北京中科院成立了聯合研發中心聯合研發高附加值的下游系列產品為企業后續的發展建立了強大的技術力量后盾 ｜

解密長鏈二元酸

長鏈二元酸是指含有10個以上碳原子的直鏈二羧酸是一類用途十分廣泛和重要的精細化工原料作為化工中重要的中間原料長鏈二元酸是合成麝香-T共聚酰胺熱熔膠尼龍工程塑料等特殊用品的主要原料以長鏈二元酸為基礎原料生產合成高級香料麝香高級尼龍橡膠高溫電介質高檔熱熔膠耐寒增塑劑高級潤滑油高級油漆和涂料等精細化工產品被廣泛應用于化工輕工農藥醫藥液晶材料等領域

長鏈二元酸的主要衍生產品主要有

1.合成高級潤滑油

用長鏈二元酸制成的潤滑油不僅能耐高溫還可以在-45℃以下潤滑可用于高寒地區例如用癸二酸可制成耐高溫潤滑油十二烷二酸與辛醇合成的二酯除可用作噴氣式發動機和燃汽輪機用高級潤滑油以外還可用作低溫潤滑脂的基礎油料2006年我國潤滑油產量570多萬噸2007年7月山東省潤滑油產量3.6萬噸1~7月累計22.1萬噸其中高級潤滑油對二元酸的需求巨大

2.高級尼龍工程塑料又稱PF尼龍

十二烷二酸十三烷二酸等長鏈二元酸制成的工程塑料具有抗拉耐磨性許多的優良性能利用這種特性改善各種輪胎的性能可使目前輪胎的使用壽命提高5~10倍良好的耐熱性和成型加工性使PF尼龍工程塑料可采用精密鑄塑成型替代有色金屬廣泛應用于機械汽車等行業利用其耐腐蝕絕緣性柔軟性可將其制成光導纖維護套地對空導彈的繩索降落傘的繩索石油管道等

3.合成高檔尼龍熱熔膠

利用長鏈二元酸制造的彩色顯像管與偏轉線圈黏合用膠100℃高溫下可長期使用高檔服裝用熱熔膠耐水洗耐干洗即使穿舊了仍然穿著挺括尺寸穩定DC12等偶數碳的長鏈二元酸都是制造上述高級熱熔膠的重要原料

隨著外銷鞋生產量逐年提高國內鞋業生產廠家對高品質環保型熔膠需求旺盛2005年我國熱熔膠產銷量達到l5.2萬噸2005年全球熱熔膠銷量149.2萬噸

4.合成高級尼龍粉末涂料

利用長鏈二元酸為原料合成的高級尼龍粉末涂料具有吸水率低耐磨性能好節約能源降低污染使用安全和經濟等優點在水下建筑水輪機輪船等方面用量很大我國粉末涂料行業發展迅速2000年我國消費的高級粉末涂料1000噸2005年在2500噸以上

5.合成高級油漆

以長鏈二元酸為原料合成的高級油漆作為小汽車高級豪華物體的表面漆具有色澤光亮耐磨性強沖擊強度高附著力和柔韌性佳等特點2007年上半年全國油漆產量188萬噸同比增長20.4%其中山東2007上半年油漆產量20.45萬噸同比增長31.8%

6.合成高級香料

以10個碳以上的二元酸為原料可合成一系列不同香型的香料以DC13為原料合成的麝香-T可做定香劑以15碳或16碳二元酸為原料可以合成環十五酮麝香酮和環十五內酯麝香酮是天然麝香中具有生理活性的主要有效成分之一可以代替天然麝香配制成多種名貴的中成藥具有抗菌消炎通經活血等療效用混合二元酸與乙二醇酯制成的麝香-M為生產高級香料提供了新原料

7.合成耐寒性增塑劑

利用長鏈二元酸可以合成耐寒性增塑劑加入這種增塑劑的塑料薄膜耐寒冷耐老化柔軟性好適合北方地區蔬菜和大棚使用目前全球增塑劑總生產能力約750萬噸/年全球增塑劑總產量為590萬噸/年其中北美占22%亞太地區占38%歐洲占25%其他地區占15%其中耐寒性增塑劑占有很大的市場份額

8.合成高溫電介質

長鏈二元酸制成的電解電容器可在120℃高溫下長期使用

除上述衍生產品外利用長鏈二元酸還可以制成尼龍纖維等衍生產品在農藥醫藥液晶材料及其他精細化工方面也有著十分廣闊的應用前景長鏈二元酸工業用途廣泛是一種重要的精細化工產品極具市場潛力

據預測近幾年國內外市場二元酸需求量將達到20萬~30萬噸/年估計10年后國內外市場需求量將達到40萬~60萬噸/年