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卷、期、年、月,现代化学品 rySep.53?海外生化行业新进展 钱波 张夏雷 (1.中国石化集团公司上海高桥石化公司,上海;2.上海讯博石化信息技术公司,上海) 摘要:引言 介绍了全球迅速崛起的生物科技公司,如以及生物技术在化工、石油领域的研究和应用进展,包括甲醇、醋酸、1,32丙二醇、生物降解塑料、精细化工、药物、燃料和生物等脱硫。 。关键词:生物技术;化工;石油;进行中 图分类号:TQ29 文件识别码:zhang, (1.,,,China;2..,,China):ced,,,,1,,c,, ,fuels,.:;;;核心生物技术生产化学品的技术就是用酶代替催化剂,将传统的化学催化转化为温和、低污染的生物处理工艺。
与传统方法相比,生物工艺条件温和、能耗低、废物产生少、生物催化剂可重复利用,是一种环保、低成本、低投资的工艺。目前,生物技术在化学工业领域的研究和开发非常活跃,并将给新世纪的化学工业带来巨大的变化。据公司分析,全球 8000 亿美元的通用化学品、特种化学品和精细化学品市场中有 500 亿美元可以使用生物技术进行加工。未来10至20年,将有275家科技公司,总销售额达19亿美元,平均年营业收入达690万美元;法国约有170家生物技术公司,总销售额为6197亿美元,平均年营业收入为390万美元。美国在生物技术方面处于世界领先地位,2000年共颁发生物技术专利8011件,占世界总量的65%。世界生物技术领域的年增长率预计将达到15%至20%。到2005年,欧洲生物技术市场将超过1140亿欧元(1000亿美元),全球生物技术市场(不包括农业)将超过2万亿欧元[2]。为了加强生物技术在化学、医药、动物饲料和作物改良方面的研究、开发和应用,许多生物技术公司成立了生物技术开发联合体。典型的联合体如表1所示。许多企业不断加大生物技术研发投入。例如,2019年,还将利用生物技术方法生产另外2000亿美元的化学产品[1]。 1 迅速崛起的生物科技公司 据统计,目前美国和欧洲的生物科技公司数量已分别达到1273家和1570家,员工分别为1612万和611万人,营业总收入分别为219亿美元和8000万美元。十亿美元。
德国有325家生物技术公司,总销售额7124亿美元,平均年营业收入220万美元;英国有生物技术公司。收文日期:巴斯夫未来10年将在生化产业投资7亿欧元(6128亿美元)。公司研发尤其专注于精细生化产品的研发与应用,包括医药及农化中间体、氨基酸、维生素等领域。公司生物技术研发投入将由2001年的6000万美元增加。 作者简介:钱伯章,男,1939年出生,大学,高级工程师,长期从事石油炼制和石油化工技术信息研究。 1995-.,有限公司.?54?现代化工卷第1期,进行大规模改造,1991年产能扩大到115万吨/年。采用生物法制备丙烯酰胺,将丙烯腈、原料水和固定化生物催化剂配制成水合物。催化反应结束后,分离废催化剂即可得到丙烯酰胺产品。其特点是:常温常压反应,设备简单,操作安全;极高的单程转化率,无需分离回收未反应的丙烯腈;酶的特异性使其具有极高的选择性并且无副反应。近年来,地高莎公司、SNF公司等也推出了生物法生产丙烯酰胺技术并出口技术产品。公司在俄罗斯彼尔姆拥有年产数千吨的生物催化丙烯酰胺生产装置,产品用于水处理。
这家法国公司是世界领先的聚丙烯酰胺制造商,正在扩大其在印度的水溶性聚丙烯酰胺产能。法国、美国和中国的新工厂将于2002年投产。公司位于中国泰兴的2万吨/年丙烯酰胺装置采用生物催化技术,于2002年初开工建设,两套聚丙烯酰胺生产线位于中国泰兴市。美国也将投入运营。公司投资1500万美元在印度建设一座2万吨/年丙烯酰胺装置和两座1万吨/年聚丙烯酰胺装置,将于2005年投产。2001年聚丙烯酰胺市场增长率为215%,达到48万吨。 /一个。生物法生产丙烯酰胺为水处理行业所需的聚丙烯酰胺提供了一条低成本生产路线[3]。 21112 生物生产甲醇和醋酸 2000年,雪佛龙研究技术公司与该公司于2002年签署了为期三年的特种石生物生产8000万美元协议,用于继续开发酶催化工艺。 ()公司每年近4亿美元的研发经费中约有4%用于生物技术研究。表 1 生物技术研发联盟公司参与者 应用领域 动物饲料化学品 大宗化学品 石化产品 动物饲料添加剂 精细化学品 化学品 精细化学品 抗生素 1,32 丙二醇 巴斯夫 塞拉尼斯 雪佛龙 化学品 陶氏化学 帝斯曼 杜邦和香料 特种化学品 工业酶 制药(生物途径) 作物洗涤剂改良酶 动物饲料 作物改良 作物改良 2 生物技术研发产品合同在化学和石油燃料领域。一个重点领域是将甲烷生物转化为甲醇,这将用更便宜、更环保的生物过程取代昂贵的化学过程。
塞拉尼斯公司与该公司合作,正在开发一种生产乙酸的生物催化途径。该公司坚信生物催化工艺可以节省乙酸生产中的能源和催化剂成本。 2002年公司将建造一个中等规模的装置来演示该技术。美国俄克拉荷马州立大学正在研究一种利用厌氧细菌()将合成气(CO、CO2、H2)转化为液体产品(如乙醇、丁醇和醋酸盐)的生物过程。研究表明,从CO中提取乙醇的产率是丁醇和乙酸的9倍。通过向CO/CO2原料中添加H2,可以提高乙醇收率。正在研究优化工艺条件以实现最高细胞生长速率,并使用生物质气化产生的合成气来评估工艺性能。研究成果发表在2000年11月的美国化学工程师年会上[1]。 21113 生物法生产1,32丙二醇 杜邦公司与英国泰莱公司、美国国际公司合作投产 1,32丙二醇及其在谷物中的应用 211 生化产品 21111 丙烯腈酶催化生产丙烯酰胺的常规化学生产方法有两种:硫酸水合法和铜催化水合法。前者工艺复杂,后者由于反应过程中发生加成反应,含有少量加成反应物。采用酶催化丙烯腈生产丙烯酰胺,产品纯度高,选择性好。俄罗斯开发了丙烯腈生物催化生产丙烯酰胺的工业方法,建成了214万吨/年的工业装置。
该过程基于含有高活性和热稳定的腈水合酶的细菌菌株。日本日东化学公司也在1985年建成了4000吨/年的生物丙烯酰胺生产装置。此后,日本京都大学发现了菌株usJ21,使现有设备得到了很大的改进。 PDO)中型设备。 PDO是杜邦新型聚合物(聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT)的关键成分。用谷物生物法制造聚合物的总成本比目前用石化产品制造的成本低 25%。 91吨/年中型机组位于美国伊利诺伊州泰莱尔谷物加工厂。在新的发酵工艺中,从磨碎的潮湿谷物中获得的葡萄糖通过两步过程转化为 PDO。第一步是通过细菌发酵将甘油转化为甘油,第二步是通过发酵将甘油转化为PDO。将产物与细胞质分离并通过蒸馏纯化。
2001年2月,杜邦公司将美国一座年产112万吨的聚合物工厂改造为以谷物为原料生产PDO。该公司还计划于2003年投产415万吨/年生物PDO装置[4]。 21114 新型生物降解塑料的开发 大多数塑料是石化产品,大部分不可降解。越来越多的塑料垃圾造成了严重的“白色污染”,促使人们开发和利用可自然降解的塑料。 20世纪90年代末,完全生物降解塑料和所谓全淀粉塑料得到大力发展。利用发酵和合成方法制备真正可降解塑料以及利用微生物生产可降解塑料受到关注。聚乳酸是一种新型完全生物降解塑料,是近年来国际上开发最积极的降解塑料之一。聚乳酸塑料埋入土壤中3至6个月就会破裂。在微生物分解酶的作用下,在6至12个月内转化为乳酸,最终转化为CO2和H2O。 公司在内布拉斯加州布莱尔建设的年产14万吨生物聚乳酸装置于2001年11月投产。该装置以玉米等谷物为原料,采用生物催化法生产脂肪酸衍生品。通过 的护理特种化学品装置将酯用于个人护理产品。低聚物/有机硅单元以生物方式生产用于涂料添加剂的有机硅丙烯酸酯。
最新的酶法也将用于生产聚甘油酯(用作除臭剂的活性成分)。巴斯夫致力于生物催化生产手性中间体(商品名)的研发。 2001年,两台新机组投入生产。美国装置年产2500吨甲氧基异丙胺(谷物除草剂中间体)。德国另一套多用途装置年产各种手性中间体1000吨[6]。 21116 生物方法生产高附加值产品 生物方法可以生产药品、饲料添加剂等高附加值产品。美国利用生物技术生产的药品年增长率已达13%,2004年将达到28亿美元。在生物制药制造方面,帝斯曼开发了生物催化生产抗菌药物 |
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