精細化工是當今世界化學工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點，也是“十四五”我國石化產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展的重點領域和重要方向，具有技術密集程度高、產(chǎn)品附加值高、利潤率水平較高等特點。

在“雙碳”目標下，精細化工的綠色轉型已成為全球共識，也是我國戰(zhàn)略發(fā)展方向。生物化工在精細化學工業(yè)中的作用將更為突出，主要趨勢包括：對更高生產(chǎn)效率和更大生產(chǎn)力的需求，適應資源、生態(tài)和社會發(fā)展趨勢，高端精細化學品的生產(chǎn)技術創(chuàng)新。

2023年11月24~25日，第二十三屆全國精細化工行業(yè)（濱海）大會舉辦。會上，全國精細化工原料及中間體行業(yè)協(xié)作組副理事長羅亞敏指出，經(jīng)過多年發(fā)展，我國精細化工產(chǎn)業(yè)在全球化工產(chǎn)業(yè)格局中地位突出、優(yōu)勢顯現(xiàn)，并逐漸步入綠色發(fā)展、轉型升級的階段。國內精細化工行業(yè)每年的產(chǎn)值規(guī)模在4萬億～5萬億元，形成了產(chǎn)品門類較為齊全的產(chǎn)業(yè)體系。

未來5年我國精細化工市場年均增速約6%

精細化工是工業(yè)領域中對精細化學工程或精細化學工業(yè)的簡稱，特指對功能和性能有著全面要求的精細化學品的設計、創(chuàng)新、研究開發(fā)、制造及應用，也是當今化學工業(yè)中最具活力的新興領域之一。

浙江工業(yè)大學教授鄒樹平在論壇上介紹，精細化工具有品種多、技術含量高、產(chǎn)品附加值高、輻射面廣等特點，包含了農(nóng)藥、染料、高純物、催化劑和功能高分子材料、原料藥等11個類別。其中，原料藥及其中間體、農(nóng)藥及其中間體比重達到32%以上，關乎環(huán)境、健康和安全等重大事項。

羅亞敏表示，未來5年全球精細化工整體市場年均增速在3%～4%，2027年整體規(guī)模達到2.8萬億美元。在所有消費區(qū)域中，我國精細化工市場年均增速最快，約為6%。未來5年，全球電池化學品、電子化學品、醫(yī)藥、營養(yǎng)成分、膠黏劑和密封劑、香精香料都將呈現(xiàn)高于行業(yè)平均值的增長率。

根據(jù)中金普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國精細化工市場前景及投資機會研究報告》，預計2027年我國精細化工市場規(guī)模有望達到11萬億元。與此同時，我國精細化工率（精細化工產(chǎn)值占化工總產(chǎn)值的比例）也在逐年提高，從2016年的36.5%提升到2021年的41.2%，計劃到2025年提高到55%。歐洲人文和自然科學院院士、浙江省應急管理學院院長佘遠斌指出，我國已建成新領域精細化工技術中心30多家，新領域精細化工生產(chǎn)企業(yè)多達5000家，生產(chǎn)的產(chǎn)品種類上萬種，年生產(chǎn)能力2000多噸。

在中國化工行業(yè)的轉型期，精細化學品行業(yè)將面臨巨大升級機遇：下游市場需求的快速變化驅動精細化工行業(yè)的技術和產(chǎn)品不斷進步，而“雙碳”目標和數(shù)字化潮流也在改變精細化工產(chǎn)業(yè)的本質。

用生物制造技術推動精細化工發(fā)展

對于未來我國精細化工的發(fā)展趨勢，佘遠斌認為，精細化工作為化學工業(yè)的重要組成部分，其占比（精細化工率）體現(xiàn)了一個國家化學工業(yè)發(fā)展水平，為社會的發(fā)展進步提供了豐富的物質資源，是目前人類社會不可或缺的重要產(chǎn)業(yè)之一。

鄒樹平指出，隨著先進工業(yè)對環(huán)境和行業(yè)規(guī)范要求進一步提高，傳統(tǒng)化學制造問題日益凸顯：制造過程中原材料消耗高，“三廢”排放量大，環(huán)境污染嚴重，化學法生產(chǎn)1千克精細化學品平均產(chǎn)生5~50千克副產(chǎn)物；合成途徑反應步驟冗長，收率低；產(chǎn)品雜質和質量控制水平較差。在“雙碳”目標下，精細化工的綠色轉型已成為全球共識，也是我國戰(zhàn)略發(fā)展方向。利用生物制造技術可以推動精細化工行業(yè)的發(fā)展。生物制造技術的優(yōu)勢完美匹配精細化工對于過程、途徑和質量的需求，有助于實現(xiàn)產(chǎn)品的質量提升、規(guī)模化生產(chǎn)的過程減碳。以生物技術為核心，利用生物組織或生物體進行物質加工，并融合工程學、化學、物理學等理論和方法，精細化學品低碳、綠色生產(chǎn)可實現(xiàn)工業(yè)能耗降低15%~80%、原料消耗降低35%~75%、空氣污染降低50%~90%、水污染降低33%~80%、生產(chǎn)成本降低9%~90%。

俄羅斯自然科學院院士、杭州市化工研究院院長姚獻平表示，生物基材料是收集碳、固定碳、高效利用碳的有效載體，全球生物基材料年增長率27%。每年全球生物質能1480億~1800億噸，只有3%被利用，美國2030年生物基產(chǎn)品將替代25%的有機化學品和20%的石油原料，約有85%的塑料可以被生物基塑料替代。

精細化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

精細化工是高附加值、高技術含量的產(chǎn)業(yè)領域，通過發(fā)展精細化工可以提升國家產(chǎn)業(yè)競爭力，實現(xiàn)資源優(yōu)化利用，推動經(jīng)濟結構升級，增強科技創(chuàng)新能力，擴大對外貿(mào)易。

加強技術創(chuàng)新，強調和優(yōu)化精細化工產(chǎn)品結構，重點開發(fā)高性能化、專用化、復合化、綠色化產(chǎn)品，是精細化工發(fā)展的重要方向。

1.國家高度重視人民生命健康領域精細化工——功能性染料的發(fā)展

生命健康領域用于疾病診斷、癌癥早篩、基因測序、熒光手術導航等標記和成像的功能性染料將成為新一代功能染料的發(fā)展方向，將為人類征服癌癥等疾病提供有力工具。更加重要的是，染料作用從傳統(tǒng)紡織印染發(fā)展成光敏劑、光刻膠、熒光探針、光學顯示材料等新興產(chǎn)業(yè)不可或缺的高端專用化學品，應用于生態(tài)紡織染色、生物標識標記、疾病診療一體化和電子信息等相關領域。

2.表面活性劑在微電子與信息技術領域中具有十分廣泛和重要的應用

表面活性劑在半導體集成電路制造過程中的硅材料的切片、磨片、拋光、光刻及清洗工藝中可有效減少材料的損傷和污染；在打印、復印、顯影等諸多信息和感光材料中也是必需的成分。我國表面活性劑在高新技術領域與國外差距較大，如材料領域的高端助劑、國防用超低溫清洗劑和防凍劑、半導體光伏領域的芯片清洗劑和蝕刻劑、生命領域的藥物載體等高端表面活性劑90%依賴進口，亟待開展創(chuàng)新自主研發(fā)。

3.綠色農(nóng)藥的創(chuàng)制技術及應用

進一步加強基于靶標導向、天然產(chǎn)物導向、中間體衍生化的農(nóng)藥創(chuàng)新策略，實現(xiàn)原始創(chuàng)新。搭建生物活性篩選平臺，通過共享推動新化合物的評價與開發(fā)體系，集科研、企業(yè)、政府之力，實現(xiàn)我國從農(nóng)藥大國向農(nóng)藥強國的跨越。

4.含能化學品、高能鈍感將是主要發(fā)展目標

富氮、全氮雜化類化合物具有更高的能量，但如何批量合成是一大挑戰(zhàn)；唑類、呋咱類、含能離子鹽等兼具較高能量和優(yōu)異安全性能，前景廣闊。推進劑和高能燃料是航天航空工業(yè)的主要動力源，高能綠色是主要發(fā)展方向：具有更高能量和更高密度的燃料和推進劑可進一步增加飛行器載荷、延長航程；更安全和環(huán)保的含能化合物正逐步替代高危險性的推進劑和燃料；固體和液體推進劑及燃料之間呈現(xiàn)出交叉融合的趨勢，成為提升推進能量的新途徑。

5.數(shù)字、網(wǎng)絡時代賦予感光影像學新的生命力和發(fā)展空間

數(shù)字影像學的內核是網(wǎng)絡化的數(shù)字影像或數(shù)字內容。我國已在智能手機和平板電腦等數(shù)字移動終端領域持續(xù)發(fā)力并且取得了一些重大進展和突破，如何從簡單的中國制造轉向中國設計和制造，如聚焦高端電子信息化學品制造等新興研究領域中的“卡脖子”技術難題，掌握核心關鍵技術和拓展覆蓋領域依然是一條艱辛和漫長的道路。

未來，通過分子設計、材料合成、分離與提純、應用與制造等方面的深度結合，我國將不斷突破電子信息化學品領域的“卡脖子”技術。

中國石化基于生物制造的尼龍、聚酯“單體池”及相關產(chǎn)業(yè)鏈技術  大連院 供圖

北化院：實現(xiàn)異山梨醇綠色化和規(guī)模化制備

□潘亞男 杜 超 賀黎明

異山梨醇是一種新型、綠色、無毒、具有手性等優(yōu)良性質的生物基化工原料。近年來，在生物基發(fā)展潮流下，將異山梨醇作為共聚單體來改善聚酯、聚氨酯、聚醚、聚碳酸酯等聚合物性能成為市場研究熱點。

異山梨醇是雙酚A理想的替代品，由其聚合而成的異山梨醇基聚碳酸酯材料的透明性、耐磨性、抗沖擊性及生物安全性均優(yōu)于傳統(tǒng)雙酚A型聚碳酸酯，在汽車、裝修材料及光學儀器等應用領域具有廣闊市場前景。同時，它的生物可降解性也讓其在環(huán)保領域頗具潛力，通過異山梨醇改性PBAT（聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯）樹脂，使改性產(chǎn)品具有更好的拉伸強度和環(huán)保可降解性能，可應用于農(nóng)膜、一次性吸管和包裝袋的生產(chǎn)。此外，異山梨醇基增塑劑可替代傳統(tǒng)鄰苯二甲酸酯類增塑劑，在兒童用品、食品和醫(yī)療器械等應用領域具有良好的市場前景。可以預見，隨著異山梨醇生產(chǎn)技術日趨成熟及生產(chǎn)成本進一步降低，其應用領域將會進一步拓展。

當前，聚酯級異山梨醇的產(chǎn)業(yè)化在國內尚屬空白。與傳統(tǒng)聚合物原料來自化石能源不同，異山梨醇合成原料來自纖維素、淀粉等來源豐富的可再生生物質，其工業(yè)傳統(tǒng)合成方法以液體濃硫酸為催化劑，存在設備要求高、選擇性差、收率低等問題，造成其生產(chǎn)成本居高不下。

北化院異山梨醇科研團隊研發(fā)新型固體酸催化劑，以“一步法”無溶劑工藝解決了異山梨醇制備過程中目標產(chǎn)物選擇性低的難題，并完成了全流程放大中試，實現(xiàn)了異山梨醇綠色化和規(guī)模化制備，產(chǎn)品質量達到聚酯級規(guī)格。科研團隊圍繞催化劑設計、反應工藝創(chuàng)新、分離提純方法和產(chǎn)品應用等方面積極布局，目前已申請中國發(fā)明專利13件，其中授權4件；申請涉外專利1件，技術具有完全自主知識產(chǎn)權。

下一步，北化院科研團隊將持續(xù)創(chuàng)新，為早日實現(xiàn)我國聚酯級異山梨醇產(chǎn)業(yè)化、推動綠色發(fā)展和“雙碳”目標實現(xiàn)，作出積極貢獻。

大連院：在生物基精細化學品領域深耕多年

大連院研制出由玉米秸稈制備的纖維素乙醇和高純木質素產(chǎn)品。王 蒙 攝

□馬會霞 孫寶翔

生物基精細化學品是指以生物質為原料或（和）經(jīng)生物反應過程制造的環(huán)境友好型化工產(chǎn)品。從技術角度來看，幾乎所有由化石能源制成的精細化學品都可以被生物基替代，包括含有2~6個碳原子的生物醇、有機酸、二酸、二胺和二醇等。在這些化學品中，最有發(fā)展?jié)摿Φ挠虚L鏈二元酸、生物基1,6-己二醇、生物基丁二酸和丙交酯等，可以用于大宗生物基尼龍和聚酯的生產(chǎn)。生物基精細化學品能夠替代以化石能源為基礎的化合物，具有減碳、可持續(xù)等多種優(yōu)點，可為市場帶來新的機遇。

大連院在生物基精細化學品領域深耕多年，已形成二酸、二醇和關鍵酯類等生物基化學品類。

微生物發(fā)酵法生產(chǎn)長鏈二元酸技術是以正構長鏈烷烴為原料，通過特定微生物代謝過程轉化為相應碳數(shù)的長鏈二元酸的生物法制造技術。2006年，大連院第一代長鏈二元酸技術實現(xiàn)工業(yè)應用；2012年，針對技術換代升級需求，大連院加速研究工藝優(yōu)化技術和工程放大技術，進行第二代長鏈二元酸制備技術開發(fā)；2016年，“第二代發(fā)酵技術生物轉化制備長鏈二元酸過程關鍵科學問題研究”獲得中國石化前瞻性基礎性研究科學獎三等獎；2019年，大連院開發(fā)的第二代長鏈二元酸成套技術完成1000噸/年工業(yè)試驗及試生產(chǎn)。

大連院經(jīng)過多年技術攻關，實現(xiàn)了從發(fā)酵菌種到發(fā)酵工藝和精制工藝的全流程貫通，相繼完成了菌種工業(yè)試驗、產(chǎn)品精制工業(yè)試驗，并以此為基礎，完成了5.5萬噸/年成套技術工藝包的開發(fā)。2023年，許可內蒙古某企業(yè)投建1萬噸/年裝置，首次實現(xiàn)成套工藝技術許可。

1,4-丁二醇（BDO）是聚酯類可降解材料的單體，生物基丁二醇為可降解材料提供了生物基來源。大連院基于第一代順酐法BDO技術，開發(fā)了生物基BDO成套技術，以生物基丁二酸為原料，通過酯化、加氫路線，得到生物基BDO。2022年，生物基BDO成套技術許可山東某企業(yè)投建3萬噸/年裝置，實現(xiàn)首次技術許可。

丙交酯作為聚乳酸合成的關鍵單體，其制備技術壁壘相對較高，是制約國內聚乳酸行業(yè)發(fā)展的“卡脖子”技術。大連院針對丙交酯合成過程中的“卡點”問題，開發(fā)了專有反應器和設備，有效提升了產(chǎn)品收率、降低了生產(chǎn)能耗和成本。截至目前，小試技術已通過中國石化技術評議，整體處于國內領先水平；已完成中試放大研究，打通了連續(xù)制備丙交酯全流程，驗證了自主開發(fā)工藝和設備的可行性，取得了聚合級丙交酯單體，正在進行萬噸級工藝包編制。

隨著中國碳交易市場日趨成型和歐盟實施市場碳稅，生物基化學品將體現(xiàn)其低碳價值。歐盟作為全球最大的生物基化學品及下游材料消費市場之一，在官方長期政策宣傳下，產(chǎn)品受眾很多。據(jù)歐盟《工業(yè)生物技術遠景規(guī)劃》，2030年將有30%至60%精細化學品由生物基制造。我國相關規(guī)劃提及，生物基產(chǎn)品占全部化學品產(chǎn)量比重將達到25%。生物基精細化學品正迎來高速發(fā)展期。

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