固体酸催化剂 精细化工步入绿色转型阶段
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精细化工是当今世界化工发展的战略重点，也是“十四五”期间我国石化工业高质量发展的重点领域和重要方向。 具有技术强度高、产品附加值高、利润率高的特点。
“双碳”目标下，精细化工绿色转型已成为全球共识，也是我国的战略发展方向。 生化工程在精细化工中的作用将更加凸显。 主要趋势包括：提高生产效率和生产力的需求，适应资源、生态和社会发展趋势，高端精细化学品生产技术创新。
□中国石化报记者 何向仁
四川卫化西区。陈琳 摄
2023年11月24日至25日，第二十三届全国精细化工（滨海）大会召开。 会上，全国精细化工原料及中间体产业协作组副主任委员罗亚民指出，经过多年发展，我国精细化工产业在全球化工格局中已具备突出地位和优势，已逐步进入绿色发展、转型升级阶段。 。 国内精细化工产业年产值在4万亿元至5万亿元之间，形成了产品门类较为齐全的产业体系。
未来五年，我国精细化工市场将以年均6%左右的速度增长。
精细化工是工业领域中精细化工或精细化工的简称。 特指对功能和性能有综合要求的精细化学品的设计、创新、研发、制造和应用。 它也是当今最具活力的化学工业。 新兴领域之一。
浙江工业大学教授邹树平在论坛上介绍，精密工具具有品种多、技术含量高、产品附加值高、覆盖面广等特点，包括农药、染料、高纯物质、催化剂、功能高分子材料、API。 和11个类别。 其中，原料及中间体、农药及中间体占比达到32%以上，涉及环境、健康、安全等重大问题。
罗亚民表示，未来五年全球精细化学品整体市场将以年均3%至4%的速度增长，2027年总体规模将达到2.8万亿美元。在所有消费地区中，我国精细化学品市场平均年增长率最快，约为6%。 未来5年，全球电池化学品、电子化学品、医药、营养成分、粘合剂和密封剂、香精香料等行业增速均高于行业平均水平。
据中金普华产业研究院发布的《中国精细化工市场前景与投资机会研究报告》预计，2027年我国精细化工市场规模预计将达到11万亿元。我国精细化工产业率（精细化工产值占化工总产值的比重）也在逐年提高，从2016年的36.5%提高到2021年的41.2%，计划到2025年提高到55%。欧洲人文自然科学院院士、浙江省应急管理研究院院长佘元斌指出，我国已建成新领域精细化工技术中心30多个，精细化工生产企业多达5000家新领域，生产上万种产品。 生产能力2000吨以上。
中国化工转型时期，精细化工行业将面临巨大的升级机遇：下游市场需求的快速变化带动精细化工行业技术和产品不断进步，“双碳”目标和数字化转型趋势也在改变着精细化工行业的本质。
利用生物制造技术推动精细化学品发展
对于未来我国精细化工的发展趋势，佘元斌认为，精细化工是化工行业的重要组成部分，其比重（精细化工率）体现了一个国家化工行业的发展水平，并提供了丰富的素材。为了社会的发展和进步。 资源是当前人类社会不可或缺的重要产业之一。
邹树平指出，随着先进产业对环境和行业标准要求进一步提高，传统化工制造问题日益突出：制造过程原材料消耗高、“三废”排放量大、环境污染严重、平均化学法生产1公斤精细化学品。 产生5至50公斤副产品； 该合成路线反应步骤长，收率低； 产品杂质及质量控制水平较差。 “双碳”目标下，精细化工绿色转型已成为全球共识，也是我国的战略发展方向。 生物制造技术的运用可以促进精细化工行业的发展。 生物制造技术的优势完美契合精细化工行业对工艺、手段和质量的需求，有助于提高产品质量，减少规模化生产过程中的碳排放。 以生物技术为核心，利用生物组织或生物体进行材料加工，综合工程、化学、物理等理论和方法，低碳、绿色生产精细化学品，可降低工业能耗15%~80%。 原材料消耗降低35%~75%，空气污染降低50%~90%，水污染降低33%~80%，生产成本降低9%~90%。
俄罗斯自然科学院院士、杭州化工研究院院长姚先平表示，生物基材料是碳捕集、固定、高效利用的有效载体。 全球生物基材料年增长率为27%。 全球生物质能源每年1480亿至1800亿吨，但仅得到利用3%。 在美国，2030年生物基产品将取代25%的有机化学品和20%的石油原料，约85%的塑料可以被生物基塑料替代。
精细化工行业发展趋势
精细化工是高附加值、高技术含量的工业领域。 发展精细化学品可以增强国家产业竞争力，优化资源利用，促进经济结构升级，增强科技创新能力，扩大对外贸易。
加强技术创新，重视和优化精细化工产品结构，重点发展高性能、专业化、复合化、绿色化产品，是精细化工发展的重要方向。
1、国家高度重视人民生命健康领域精细化学品的发展——功能性染料
功能染料用于生命健康领域的标记和成像，如疾病诊断、早期癌症筛查、基因测序、荧光手术导航等，将成为新一代功能染料的发展方向，并将提供有力的工具帮助人类战胜癌症等疾病。 更重要的是，染料已从传统的纺织印染发展成为光敏剂、光刻胶、荧光探针、光学显示材料等新兴产业不可或缺的高端特种化学品。 它们用于生态纺织染色、生物标记和疾病。 诊疗一体化及电子信息等相关领域。
2、表面活性剂在微电子和信息技术领域有着非常广泛和重要的应用。
表面活性剂可以有效减少半导体集成电路制造过程中硅材料的切片、研磨、抛光、光刻和清洗过程中的材料损伤和污染； 它们还用于许多信息和感光材料，例如印刷、复印和显影。 所需成分。 我国表面活性剂在材料领域高端添加剂、国防超低温清洗剂和防冻剂、芯片清洗剂和蚀刻剂等高新技术领域与国外存在较大差距半导体光伏领域、生命领域药物载体。 活性剂90%依赖进口，急需创新自主研发。
3、绿色农药创制技术及应用
进一步强化以目标导向、天然产物导向、中间体衍生化为基础的农药创新战略，实现原始创新。 搭建生物活性筛选平台，通过共享推进新化合物评价开发体系，整合科研、企业、政府三方力量，实现从农药大国向农药强国的跨越。
4、含能化学品和高能不敏感材料将是主要发展目标
富氮和全氮杂化化合物具有较高的能量，但如何批量合成它们是一个很大的挑战； 唑类、呋喃类、高能离子盐类等兼具高能量和优异的安全性能，前景广阔。 推进剂和高能燃料是航空航天工业的主要动力来源，高能绿色化是主要发展方向：更高能量、更高密度的燃料和推进剂可以进一步增加飞机载荷、延长航程； 更安全、更环保的含能化合物正在逐步取代高风险的推进剂和燃料； 固体和液体推进剂与燃料之间存在交叉融合的趋势，成为增加推进能量的新途径。
5、数字化、互联网时代赋予感光成像新的活力和发展空间。
数字成像的核心是网络化的数字图像或数字内容。 我国在智能手机、平板电脑等数字移动终端领域不断发力，并取得了一些重大进展和突破。 如何从简单的中国制造转向中国设计制造，比如聚焦高端电子信息化学制造等新兴研究领域，由于“卡脖子”的技术难题，掌握核心仍是一条艰辛而漫长的道路关键技术，扩大覆盖领域。
未来，我国将通过分子设计、材料合成、分离纯化、应用制造等深度融合，不断突破电子信息化学品领域的“卡脖子”技术。
中国石化生物制造锦纶、聚酯“单体池”及相关产业链技术 大连研究院供图
北化化工研究院：实现异山梨醇绿色规模化制备
□潘亚男、杜超、黎明
异山梨醇是一种新型、绿色、无毒、生物基化工原料，具有手性等优异性能。 近年来，在生物基发展趋势下，利用异山梨醇作为共聚单体改善聚酯、聚氨酯、聚醚、聚碳酸酯等聚合物的性能已成为市场研究的热点。
异山梨醇是双酚A的理想替代品，由其聚合而成的异山梨醇基聚碳酸酯材料比传统双酚A型聚碳酸酯具有更好的透明性、耐磨性、耐冲击性和生物安全性。 碳酸盐在汽车、装饰材料、光学仪器等应用领域具有广阔的市场前景。 同时，其可生物降解性也赋予其在环保领域的巨大潜力。 用异山梨醇对PBAT（聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯）树脂进行改性，改性产品具有更好的拉伸强度和环保可降解性，可用于农用薄膜、一次性吸管和包装袋的生产。 此外，异山梨醇类增塑剂可以替代传统的邻苯二甲酸酯类增塑剂，在儿童用品、食品、医疗器械等应用领域具有良好的市场前景。 可以预见，随着异山梨醇生产技术的日趋成熟和生产成本的进一步降低，其应用领域将进一步扩大。
目前，聚酯级异山梨醇的产业化在国内尚属空白。 与来自化石能源的传统聚合物原料不同，异山梨醇合成原料来自纤维素和淀粉等来源丰富的可再生生物质。 其传统的工业合成方法采用液体浓硫酸作为催化剂，设备要求高、选择性差、回收率差。 效率低下等问题导致其生产成本居高不下。
北化化工研究院异山梨醇科研团队研发出新型固体酸催化剂，以“一步法”无溶剂工艺解决了异山梨醇制备过程中目标产物选择性低的问题。 并完成全工艺放大中试，实现异山梨醇生产。 山梨醇绿色规模化制备，产品质量达到聚酯级规格。 科研团队围绕催化剂设计、反应工艺创新、分离纯化方法和产品应用积极布局。 已申请中国发明专利13项，其中授权4项； 并申请涉外专利1项。 该技术拥有完全自主知识产权。
下一步，北化院科研团队将不断创新，为我国聚酯级异山梨醇早日产业化、推动绿色发展、实现“双碳”做出积极贡献目标。
大连研究院：深耕生物基精细化学品领域多年
大连研究院研制出纤维素乙醇和玉米秸秆高纯木质素产品。王猛 摄
□骑师孙慧霞
生物基精细化学品是指以生物质为原料或/和/或通过生物反应过程制成的环境友好型化工产品。 从技术角度来看，几乎所有由化石能源制成的精细化学品都可以被生物基产品替代，包括含有2至6个碳原子的生物醇、有机酸、二酸、二胺和二醇。 其中，最有前景的包括长链二元酸、生物基1,6-己二醇、生物基丁二酸和丙交酯等，可用于批量生物基尼龙和聚酯的生产。 生产。 生物基精细化学品可以替代化石能源化合物，具有减碳、可持续等诸多优势，可以给市场带来新的机遇。
大连院深耕生物基精细化学品领域多年，已形成二元酸、二元醇、关键酯类等生物基化学品品类。
微生物发酵生产长链二元酸技术是以普通长链烷烃为原料，通过特定的微生物代谢过程转化为相应碳数的长链二元酸的生物制造技术。 2006年，大连院第一代长链二元酸技术实现工业化应用； 2012年，针对技术更新换代的需求，大连院加快工艺优化技术和工程放大技术研究，开展第二代长链二元酸制备技术。 发展; 2016年，“二代发酵技术生物转化制备长链二元酸过程中的关键科学问题研究”荣获中国石化前瞻性基础研究科学奖三等奖； 2019年，大连院研发的第二代长链二元酸成套技术已完成1000吨/年工业试验和试生产。
经过多年的技术攻关，大连研究所实现了从发酵菌种到发酵工艺、精制工艺的全过程，并先后完成了菌种工业试验和产品精制工业试验。 以此为基础，已完成5.5万吨/年。 开发完整的技术工艺包。 2023年，内蒙古某企业获准投资建设万吨/年装置，首次取得成套工艺技术许可。
1,4-丁二醇（BDO）是聚酯可降解材料的单体，生物基丁二醇为可降解材料提供了生物基来源。 大连院在第一代顺酐基BDO技术的基础上，开发了成套生物基BDO技术。 生物基BDO是以生物基丁二酸为原料，经酯化、加氢路线制得。 2022年，全套生物基BDO技术授权给山东某公司建设3万吨/年装置，取得首个技术授权。
丙交酯作为聚乳酸合成中的关键单体，制备技术壁垒较高，是制约国内聚乳酸产业发展的“卡壳”技术。 大连研究院开发了具有自主知识产权的反应器和设备，解决了丙交酯合成工艺中的“卡点”问题，有效提高了产品收率，降低了生产能耗和成本。 截至目前，小型技术已通过中石化技术评审，总体处于国内领先水平； 已完成中试放大研究，开启了丙交酯连续制备全流程，验证了自主研发工艺和设备的可行性，并实现了聚合。 级丙交酯单体，正在编制万吨级工艺包。
随着中国碳交易市场的形成以及欧盟实施市场碳税，生物基化学品将体现其低碳价值。 欧盟作为全球最大的生物基化学品及下游材料消费市场之一，在官方长期政策推广下，其产品拥有大量受众。 根据欧盟《工业生物技术愿景计划》，2030年，30%至60%的精细化学品将由生物基产品制成。我国相关计划提到，生物基产品将占所有化学品产量的25%。 生物基精细化学品正进入快速发展时期。