精細(xì)化工是當(dāng)今世界化學(xué)工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)，也是“十四五”我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域和重要方向，具有技術(shù)密集程度高、產(chǎn)品附加值高、利潤(rùn)率水平較高等特點(diǎn)。

在“雙碳”目標(biāo)下，精細(xì)化工的綠色轉(zhuǎn)型已成為全球共識(shí)，也是我國(guó)戰(zhàn)略發(fā)展方向。生物化工在精細(xì)化學(xué)工業(yè)中的作用將更為突出，主要趨勢(shì)包括：對(duì)更高生產(chǎn)效率和更大生產(chǎn)力的需求，適應(yīng)資源、生態(tài)和社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，高端精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新。

2023年11月24~25日，第二十三屆全國(guó)精細(xì)化工行業(yè)（濱海）大會(huì)舉辦。會(huì)上，全國(guó)精細(xì)化工原料及中間體行業(yè)協(xié)作組副理事長(zhǎng)羅亞敏指出，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)精細(xì)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(shì)顯現(xiàn)，并逐漸步入綠色發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級(jí)的階段。國(guó)內(nèi)精細(xì)化工行業(yè)每年的產(chǎn)值規(guī)模在4萬(wàn)億～5萬(wàn)億元，形成了產(chǎn)品門(mén)類(lèi)較為齊全的產(chǎn)業(yè)體系。

未來(lái)5年我國(guó)精細(xì)化工市場(chǎng)年均增速約6%

精細(xì)化工是工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)精細(xì)化學(xué)工程或精細(xì)化學(xué)工業(yè)的簡(jiǎn)稱(chēng)，特指對(duì)功能和性能有著全面要求的精細(xì)化學(xué)品的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新、研究開(kāi)發(fā)、制造及應(yīng)用，也是當(dāng)今化學(xué)工業(yè)中最具活力的新興領(lǐng)域之一。

浙江工業(yè)大學(xué)教授鄒樹(shù)平在論壇上介紹，精細(xì)化工具有品種多、技術(shù)含量高、產(chǎn)品附加值高、輻射面廣等特點(diǎn)，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(gè)類(lèi)別。其中，原料藥及其中間體、農(nóng)藥及其中間體比重達(dá)到32%以上，關(guān)乎環(huán)境、健康和安全等重大事項(xiàng)。

羅亞敏表示，未來(lái)5年全球精細(xì)化工整體市場(chǎng)年均增速在3%～4%，2027年整體規(guī)模達(dá)到2.8萬(wàn)億美元。在所有消費(fèi)區(qū)域中，我國(guó)精細(xì)化工市場(chǎng)年均增速最快，約為6%。未來(lái)5年，全球電池化學(xué)品、電子化學(xué)品、醫(yī)藥、營(yíng)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(zhǎng)率。

根據(jù)中金普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國(guó)精細(xì)化工市場(chǎng)前景及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》，預(yù)計(jì)2027年我國(guó)精細(xì)化工市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到11萬(wàn)億元。與此同時(shí)，我國(guó)精細(xì)化工率（精細(xì)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(jì)劃到2025年提高到55%。歐洲人文和自然科學(xué)院院士、浙江省應(yīng)急管理學(xué)院院長(zhǎng)佘遠(yuǎn)斌指出，我國(guó)已建成新領(lǐng)域精細(xì)化工技術(shù)中心30多家，新領(lǐng)域精細(xì)化工生產(chǎn)企業(yè)多達(dá)5000家，生產(chǎn)的產(chǎn)品種類(lèi)上萬(wàn)種，年生產(chǎn)能力2000多噸。

在中國(guó)化工行業(yè)的轉(zhuǎn)型期，精細(xì)化學(xué)品行業(yè)將面臨巨大升級(jí)機(jī)遇：下游市場(chǎng)需求的快速變化驅(qū)動(dòng)精細(xì)化工行業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品不斷進(jìn)步，而“雙碳”目標(biāo)和數(shù)字化潮流也在改變精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)的本質(zhì)。

用生物制造技術(shù)推動(dòng)精細(xì)化工發(fā)展

對(duì)于未來(lái)我國(guó)精細(xì)化工的發(fā)展趨勢(shì)，佘遠(yuǎn)斌認(rèn)為，精細(xì)化工作為化學(xué)工業(yè)的重要組成部分，其占比（精細(xì)化工率）體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家化學(xué)工業(yè)發(fā)展水平，為社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步提供了豐富的物質(zhì)資源，是目前人類(lèi)社會(huì)不可或缺的重要產(chǎn)業(yè)之一。

鄒樹(shù)平指出，隨著先進(jìn)工業(yè)對(duì)環(huán)境和行業(yè)規(guī)范要求進(jìn)一步提高，傳統(tǒng)化學(xué)制造問(wèn)題日益凸顯：制造過(guò)程中原材料消耗高，“三廢”排放量大，環(huán)境污染嚴(yán)重，化學(xué)法生產(chǎn)1千克精細(xì)化學(xué)品平均產(chǎn)生5~50千克副產(chǎn)物；合成途徑反應(yīng)步驟冗長(zhǎng)，收率低；產(chǎn)品雜質(zhì)和質(zhì)量控制水平較差。在“雙碳”目標(biāo)下，精細(xì)化工的綠色轉(zhuǎn)型已成為全球共識(shí)，也是我國(guó)戰(zhàn)略發(fā)展方向。利用生物制造技術(shù)可以推動(dòng)精細(xì)化工行業(yè)的發(fā)展。生物制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)完美匹配精細(xì)化工對(duì)于過(guò)程、途徑和質(zhì)量的需求，有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量提升、規(guī)模化生產(chǎn)的過(guò)程減碳。以生物技術(shù)為核心，利用生物組織或生物體進(jìn)行物質(zhì)加工，并融合工程學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等理論和方法，精細(xì)化學(xué)品低碳、綠色生產(chǎn)可實(shí)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(xué)院院士、杭州市化工研究院院長(zhǎng)姚獻(xiàn)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(zhǎng)率27%。每年全球生物質(zhì)能1480億~1800億噸，只有3%被利用，美國(guó)2030年生物基產(chǎn)品將替代25%的有機(jī)化學(xué)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(xì)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

精細(xì)化工是高附加值、高技術(shù)含量的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，通過(guò)發(fā)展精細(xì)化工可以提升國(guó)家產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化利用，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)升級(jí)，增強(qiáng)科技創(chuàng)新能力，擴(kuò)大對(duì)外貿(mào)易。

加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)和優(yōu)化精細(xì)化工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)高性能化、專(zhuān)用化、復(fù)合化、綠色化產(chǎn)品，是精細(xì)化工發(fā)展的重要方向。

1.國(guó)家高度重視人民生命健康領(lǐng)域精細(xì)化工——功能性染料的發(fā)展

生命健康領(lǐng)域用于疾病診斷、癌癥早篩、基因測(cè)序、熒光手術(shù)導(dǎo)航等標(biāo)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(lèi)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(xué)顯示材料等新興產(chǎn)業(yè)不可或缺的高端專(zhuān)用化學(xué)品，應(yīng)用于生態(tài)紡織染色、生物標(biāo)識(shí)標(biāo)記、疾病診療一體化和電子信息等相關(guān)領(lǐng)域。

2.表面活性劑在微電子與信息技術(shù)領(lǐng)域中具有十分廣泛和重要的應(yīng)用

表面活性劑在半導(dǎo)體集成電路制造過(guò)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(fù)印、顯影等諸多信息和感光材料中也是必需的成分。我國(guó)表面活性劑在高新技術(shù)領(lǐng)域與國(guó)外差距較大，如材料領(lǐng)域的高端助劑、國(guó)防用超低溫清洗劑和防凍劑、半導(dǎo)體光伏領(lǐng)域的芯片清洗劑和蝕刻劑、生命領(lǐng)域的藥物載體等高端表面活性劑90%依賴進(jìn)口，亟待開(kāi)展創(chuàng)新自主研發(fā)。

3.綠色農(nóng)藥的創(chuàng)制技術(shù)及應(yīng)用

進(jìn)一步加強(qiáng)基于靶標(biāo)導(dǎo)向、天然產(chǎn)物導(dǎo)向、中間體衍生化的農(nóng)藥創(chuàng)新策略，實(shí)現(xiàn)原始創(chuàng)新。搭建生物活性篩選平臺(tái)，通過(guò)共享推動(dòng)新化合物的評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)體系，集科研、企業(yè)、政府之力，實(shí)現(xiàn)我國(guó)從農(nóng)藥大國(guó)向農(nóng)藥強(qiáng)國(guó)的跨越。

4.含能化學(xué)品、高能鈍感將是主要發(fā)展目標(biāo)

富氮、全氮雜化類(lèi)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(lèi)、呋咱類(lèi)、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(jìn)劑和高能燃料是航天航空工業(yè)的主要?jiǎng)恿υ矗吣芫G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(jìn)劑可進(jìn)一步增加飛行器載荷、延長(zhǎng)航程；更安全和環(huán)保的含能化合物正逐步替代高危險(xiǎn)性的推進(jìn)劑和燃料；固體和液體推進(jìn)劑及燃料之間呈現(xiàn)出交叉融合的趨勢(shì)，成為提升推進(jìn)能量的新途徑。

5.數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)時(shí)代賦予感光影像學(xué)新的生命力和發(fā)展空間

數(shù)字影像學(xué)的內(nèi)核是網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字影像或數(shù)字內(nèi)容。我國(guó)已在智能手機(jī)和平板電腦等數(shù)字移動(dòng)終端領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力并且取得了一些重大進(jìn)展和突破，如何從簡(jiǎn)單的中國(guó)制造轉(zhuǎn)向中國(guó)設(shè)計(jì)和制造，如聚焦高端電子信息化學(xué)品制造等新興研究領(lǐng)域中的“卡脖子”技術(shù)難題，掌握核心關(guān)鍵技術(shù)和拓展覆蓋領(lǐng)域依然是一條艱辛和漫長(zhǎng)的道路。

未來(lái)，通過(guò)分子設(shè)計(jì)、材料合成、分離與提純、應(yīng)用與制造等方面的深度結(jié)合，我國(guó)將不斷突破電子信息化學(xué)品領(lǐng)域的“卡脖子”技術(shù)。

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

北化院：實(shí)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(wú)毒、具有手性等優(yōu)良性質(zhì)的生物基化工原料。近年來(lái)，在生物基發(fā)展潮流下，將異山梨醇作為共聚單體來(lái)改善聚酯、聚氨酯、聚醚、聚碳酸酯等聚合物性能成為市場(chǎng)研究熱點(diǎn)。

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(chē)、裝修材料及光學(xué)儀器等應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊市場(chǎng)前景。同時(shí)，它的生物可降解性也讓其在環(huán)保領(lǐng)域頗具潛力，通過(guò)異山梨醇改性PBAT（聚己二酸對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）樹(shù)脂，使改性產(chǎn)品具有更好的拉伸強(qiáng)度和環(huán)保可降解性能，可應(yīng)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(lèi)增塑劑，在兒童用品、食品和醫(yī)療器械等應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的市場(chǎng)前景。可以預(yù)見(jiàn)，隨著異山梨醇生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟及生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)一步拓展。

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

北化院異山梨醇科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)新型固體酸催化劑，以“一步法”無(wú)溶劑工藝解決了異山梨醇制備過(guò)程中目標(biāo)產(chǎn)物選擇性低的難題，并完成了全流程放大中試，實(shí)現(xiàn)了異山梨醇綠色化和規(guī)模化制備，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到聚酯級(jí)規(guī)格。科研團(tuán)隊(duì)圍繞催化劑設(shè)計(jì)、反應(yīng)工藝創(chuàng)新、分離提純方法和產(chǎn)品應(yīng)用等方面積極布局，目前已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利13件，其中授權(quán)4件；申請(qǐng)涉外專(zhuān)利1件，技術(shù)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

下一步，北化院科研團(tuán)隊(duì)將持續(xù)創(chuàng)新，為早日實(shí)現(xiàn)我國(guó)聚酯級(jí)異山梨醇產(chǎn)業(yè)化、推動(dòng)綠色發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，作出積極貢獻(xiàn)。

大連院：在生物基精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)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(zhì)素產(chǎn)品。王 蒙 攝

□馬會(huì)霞 孫寶翔

生物基精細(xì)化學(xué)品是指以生物質(zhì)為原料或（和）經(jīng)生物反應(yīng)過(guò)程制造的環(huán)境友好型化工產(chǎn)品。從技術(shù)角度來(lái)看，幾乎所有由化石能源制成的精細(xì)化學(xué)品都可以被生物基替代，包括含有2~6個(gè)碳原子的生物醇、有機(jī)酸、二酸、二胺和二醇等。在這些化學(xué)品中，最有發(fā)展?jié)摿Φ挠虚L(zhǎng)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(xì)化學(xué)品能夠替代以化石能源為基礎(chǔ)的化合物，具有減碳、可持續(xù)等多種優(yōu)點(diǎn)，可為市場(chǎng)帶來(lái)新的機(jī)遇。

大連院在生物基精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域深耕多年，已形成二酸、二醇和關(guān)鍵酯類(lèi)等生物基化學(xué)品類(lèi)。

微生物發(fā)酵法生產(chǎn)長(zhǎng)鏈二元酸技術(shù)是以正構(gòu)長(zhǎng)鏈烷烴為原料，通過(guò)特定微生物代謝過(guò)程轉(zhuǎn)化為相應(yīng)碳數(shù)的長(zhǎng)鏈二元酸的生物法制造技術(shù)。2006年，大連院第一代長(zhǎng)鏈二元酸技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用；2012年，針對(duì)技術(shù)換代升級(jí)需求，大連院加速研究工藝優(yōu)化技術(shù)和工程放大技術(shù)，進(jìn)行第二代長(zhǎng)鏈二元酸制備技術(shù)開(kāi)發(fā)；2016年，“第二代發(fā)酵技術(shù)生物轉(zhuǎn)化制備長(zhǎng)鏈二元酸過(guò)程關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究”獲得中國(guó)石化前瞻性基礎(chǔ)性研究科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)；2019年，大連院開(kāi)發(fā)的第二代長(zhǎng)鏈二元酸成套技術(shù)完成1000噸/年工業(yè)試驗(yàn)及試生產(chǎn)。

大連院經(jīng)過(guò)多年技術(shù)攻關(guān)，實(shí)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(yàn)、產(chǎn)品精制工業(yè)試驗(yàn)，并以此為基礎(chǔ)，完成了5.5萬(wàn)噸/年成套技術(shù)工藝包的開(kāi)發(fā)。2023年，許可內(nèi)蒙古某企業(yè)投建1萬(wàn)噸/年裝置，首次實(shí)現(xiàn)成套工藝技術(shù)許可。

1,4-丁二醇（BDO）是聚酯類(lèi)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(lái)源。大連院基于第一代順酐法BDO技術(shù)，開(kāi)發(fā)了生物基BDO成套技術(shù)，以生物基丁二酸為原料，通過(guò)酯化、加氫路線，得到生物基BDO。2022年，生物基BDO成套技術(shù)許可山東某企業(yè)投建3萬(wàn)噸/年裝置，實(shí)現(xiàn)首次技術(shù)許可。

丙交酯作為聚乳酸合成的關(guān)鍵單體，其制備技術(shù)壁壘相對(duì)較高，是制約國(guó)內(nèi)聚乳酸行業(yè)發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)。大連院針對(duì)丙交酯合成過(guò)程中的“卡點(diǎn)”問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)有反應(yīng)器和設(shè)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(shù)已通過(guò)中國(guó)石化技術(shù)評(píng)議，整體處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)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(yàn)證了自主開(kāi)發(fā)工藝和設(shè)備的可行性，取得了聚合級(jí)丙交酯單體，正在進(jìn)行萬(wàn)噸級(jí)工藝包編制。

隨著中國(guó)碳交易市場(chǎng)日趨成型和歐盟實(shí)施市場(chǎng)碳稅，生物基化學(xué)品將體現(xiàn)其低碳價(jià)值。歐盟作為全球最大的生物基化學(xué)品及下游材料消費(fèi)市場(chǎng)之一，在官方長(zhǎng)期政策宣傳下，產(chǎn)品受眾很多。據(jù)歐盟《工業(yè)生物技術(shù)遠(yuǎn)景規(guī)劃》，2030年將有30%至60%精細(xì)化學(xué)品由生物基制造。我國(guó)相關(guān)規(guī)劃提及，生物基產(chǎn)品占全部化學(xué)品產(chǎn)量比重將達(dá)到25%。生物基精細(xì)化學(xué)品正迎來(lái)高速發(fā)展期。

特別聲明