中国生物法长链二元酸产业发展
中国生物法长链二元酸产业发展
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21世纪 － 工业生物技术时代
工业生物快速发展的六条理由
传传统统化化学学工工业业的的创创新新速速度度很很慢慢 能能源源价价格格上上涨涨 化化工工原原料料供供应应紧紧张张 世世界界化化工工市市场场竞竞争争越越来来越越激激烈烈 工工业业生生物物技技术术进进展展速速度度不不断断加加快快 工工业业生生物物技技术术为为创创新新和和低低成成本本提提供供了了工工具具 提提高高了了对对环环境境的的保保护护
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赖氨酸
NH2
NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2
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戊二胺
NH2
二元酸
-NH-(CH2)5-NH-CO-(CH2)lx-CO-
各种尼龙
CO NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2
己内酰胺
-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-
尼龙6
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中国可能领先的产业: C4生物平台化合物
Bio Excellence
Thank You!
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中国能源消耗(2000-2008, 单位：百万吨)
374
400
349.5 330
308.2
298.6
300
233.3
224.3
260.6 236.4
122.7
126.8
145.2
163.2
178.9
70.3
60.3
69.4
91.0
200
Im原p油or进t 口 P原ro油du生ct产i
100
163.0 164.0 167.0 169.6 175.9 181.4 184.8 186.3 195.1
中试放大
模拟实际生产 过程的设计
长链二元酸篇
长链二元酸篇长链二元酸在自然界中不单独存在，其主要来源有３种：（１）植物油裂解制取该途径只能获得十三碳二元酸（ＤＣ１３）和十五碳二元酸（ＤＣ１５）。
从菜籽油中提取出甘油芥酸酯，然后用臭氧氧化裂解制取ＤＣ１３，纯度只有７０％；从蒜头果油中提取出脑神经酸，再经裂解可制取ＤＣ１５。
由于两者都受农田和气候等条件的限制，产量不大。
（２）化学合成法生产十二碳二元酸（ＤＣ１２）可以石油化工产品丁二烯为原料进行化学合成，但它需要高温高压和催化剂，又需防火防爆和防毒设备，条件苛刻、步骤多、收率低、成本高，环境污染严重，美国杜邦公司在化工合成ＤＣ１２时曾发生过爆炸。
而其他长链二元酸至今还没有经济可行的化学合成法来进行生产。
（３）生物合成法生产利用微生物特有的氧化能力，通过微生物细胞内酶的催化作用，在常温常压下，氧化石油副产物中各种正构烷烃［ＣＨ３－（ＣＨ２）ｎ－ＣＨ３，ｎ＝９～１６］两端的２个甲基，一步加上４个氧原子，生成相应链长的各种长链二元酸。
此法不但开辟了长链二元酸的新来源，弥补了化学合成法的不足，而且条件温和，成本低，尤其不造成环境污染，具有化学合成法无可比拟的优越性，是一种绿色产业。
生物合成长链二元酸研究进展２０世纪７０年代微生物氧化正构烷烃生产长链二元酸开始进入应用研究阶段，产酸水平只达到６０～８０ｇ／Ｌ；８０年代开始小规模工业生产，产酸水平提高到１２０～１３０ｇ／Ｌ，日本首先建成２００ｔ／ａ的生产厂。
９０年代生物法制取长链二元酸的应用研究和开发取得突破性进展，多种长链二元酸完成中试和工业生产试验，发酵产酸水平突破１５０ｇ／Ｌ，达到２００ｇ／Ｌ，我国率先建起了千吨级规模的发酵工厂。
进入２１世纪以来，长链二元酸的开发研究又有了新进展，目前产酸水平已经达到２５０ｇ／Ｌ以上。
在长链二元酸的应用开发中，９０年代中期起，我国超过日本处于国际领先地位。
中国科学院微生物研究所先后完成了微生物发酵生产ＤＣ１５的２．５ｍ３发酵罐规模中试和微生物发酵生产ＤＣ１２的２０ｍ３发酵罐规模的工业生产试验研究，发酵产酸水平ＤＣ１５为１７０～１８０ｇ／Ｌ，而ＤＣ１２为１８０～２００ｇ／Ｌ。
我国长链二元酸行业分析
目录一、行业概况 (3)（一）长链二元酸定义 (3)（二）行业技术水平 (4)1、植物油裂解法 (4)2、有机合成法 (4)3、生物发酵法 (4)（三）长链二元酸分类及应用 (5)1、十一碳二元酸 (5)2、十二碳二元酸（月桂二酸） (5)3、十三碳二元酸（巴西基酸） (6)4、十四碳二元酸 (6)5、十五碳二元酸 (6)6、十六碳二元酸 (7)（四）长链二元酸主要衍生产品（下游行业） (7)1、聚酰胺工程塑料 (7)2、合成高级润滑油 (7)3、高级尼龙工程塑料 (8)4、合成高档尼龙热熔胶 (8)5、合成高级油漆 (9)6、合成耐寒性增塑剂 (9)7、合成高级香料 (9)8、合成高级尼龙粉末涂料 (9)二、行业管理体制 (10)（一）行业管理体制 (10)（二）行业法律法规、部门规章、行业标准 (10)三、行业现状及发展前景 (11)（一）国内外生产情况 (11)1、国外生产情况 (11)2、国内生产情况 (11)（二）行业发展前景 (12)四、长链二元酸市场分析 (13)（一）市场需求分析 (13)1、尼龙工程塑料 (14)2、聚酰胺热熔胶 (15)3、合成香料 (15)4、高级粉末涂料 (16)（二）市场供给分析 (16)五、长链二元酸行业竞争分析 (17)（一）全球竞争格局 (17)（二）国内主要生产企业 (17)1、山东瀚霖生物技术有限公司 (18)2、上海凯赛生物科技有限公司 (18)3、淄博广通化工有限责任公司 (19)4、青岛多元生物工程技术有限公司 (19)5、山东隆和通生物化工科技有限公司 (19)6、南通圣诺鑫生物科技有限公司 (20)7、淮安中科生物化工有限公司（清江石化） (20)（三）行业壁垒 (20)1、技术壁垒 (20)2、投资规模壁垒 (21)六、影响长链二元酸行业发展的因素分析 (21)（一）有利条件 (21)1、长链二元酸行业受到国家、地方政策支持 (21)2、生物发酵法技术先进，优势明显 (22)3、行业处于成长期，下游消费市场广阔 (22)4、产品替代进口，推动行业增长 (23)（二）风险因素 (23)1、产品出口为主，国内下游消费市场启动缓慢 (23)2、产品成本偏高，行业景气周期波动风险 (24)3、投资规模巨大，企业财务风险不容忽视 (24)4、行业竞争风险 (24)个人总体判断1、从国内长链二元酸生产企业官方网站搜集到的信息看，都声称获得了中科院微生物所的技术转让，企业的技术转让情况必须谨慎核实。
数年潜心研发+绿化化学产业——记国家科学技术进步奖二等奖获得者陈远童
二元酸年生产能力继续扩大，并带动相关行业的发展，形成 具有中国特色和自主知识产权的绿色化学大产业。
长链二元酸在自然界中是不存在的，在化学工业中也难 以合成。目前只有十二碳二元酸可以丁二烯为原料进行化学 合成。但工艺复杂、条件苛刻、产量低、能耗高、污染严重。 因此，不能进行大规模生产，长期以来严重阻碍了相关行业 的发展。采用微生物发酵法生产长链二元酸，是当今国内外 研究的热门课题。
ＰＲＡＣＴ工ＣＥ
一
一、
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长链二元酸是一类用途极其广泛的重要精细化工产品，需求量相当大，全世界每年以二元
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酸为原料生产的产品总价值为４２０亿美元。此前我国由于生产能力低，每年需花费大量外汇进
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口原料。２００７年２月２７日。在人民大会堂召开的国家科技奖励大会上，由中国科学院微生物
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研究所研究完成的“长链二元酸的研发与工业化生产”项目，获得国家科学技术进步奖二等奖，
陈远童和他的研究所。充分发挥微生物学科的优势，用 微生物发酵生产自然界中并不存在的长链二元酸，终于形成 了具有中国特色和自主知识产权的新兴绿色化学产业，也促 使中国向着世界化学工业巨人的行列迈进！曰
２６ 中陶高校科技与产业化●２００９．０４●
万方数据
责任编辑任焕霞Ｅ—ｍａｉｌ＝ｒｅｎｈｘ＠ｃｕｔ㈦ｃｏｍ
果转让多家工厂。
探索路屡辟蹊径
微生物发酵生产长链二元酸是２０世纪７０年代发展起来 的高新技术，是～个新兴的发酵领域——石油发酵。在菌体 培育、发酵工艺和产物的分离提取方面，为实现大规模工业 化生产，陈远童进行了系统探索、研究和总结。
陈远童通过常规方法和生物技术方法相结合，对生产菌 株进行反复的诱变和筛选。他发现，微生物氧化正烷烃生成 二元酸具有基质特异性。根据这些特性，他设计出与众不同 的筛选方法，经过长期努力，终于先后从１．５万多株突变菌株 中培育出６株专门生产Ｃ１２～Ｃ１７各种长链二元酸的高产菌 株，摇瓶产酸水平分别从每升十几克、几十克提高到一百克 左右。这是他取得极大成功的关键因素。
长链二元酸概况
长链二元酸是指碳链中含有十个以上碳原子的直链脂肪族二元酸，该产品及其衍生物是制造耐寒性增塑剂、高级润滑剂、尼龙纤维、工程塑料、树脂、涂料、农药、医药及香料等的重要原料或中间体，工业用途十分广泛，是一种极为重要的精细化工产品。
由于碳10以上的二元酸自然界中不存在，所以只能采用化学合成法来制取。
目前工业价值较大、较有发展前途的长链二元酸生产方法是生物发酵法，这种合成路线的原料主要是石油中的液蜡，我国有丰富的液蜡资源，目前的年产量可达到100万吨以上，国内重液蜡合同价格为4800元／吨，最高价格为9600元／吨，而十三烷二酸的出口价为12万元／吨，内销价格亦达到9．5万元／吨。
可见发展长链二元酸及其衍生产品，不但能扩大液蜡销路，而且可以大大提高液蜡生产经济效益。
2.该产品技术应用程度是否可以满足大规模工业化生产 3.国内生物发酵相比传统的合成技术有优势吗？国内长链二元酸的生产能力，以癸二酸位居第一，生产厂家遍布全国，一般采用碱热解蓖麻醇酸法生产癸二酸，其原料来源及产量均受到限制，目前产量仅为2万t／a左右，每年均需进口；十二烷二酸，目前国内仅有个别厂家生产，采用生物发酵法工艺生产，生产厂有上海鹰达机电化工有限公司，100t／a，另有上海溶剂厂等小批量生产，总生产能力不超过200t／a。
15碳二元酸国内目前尚处于中试阶段，仅有少数厂家小批量生产，产量十分有限。
16碳以上二元酸的生产国内尚处于空白。
过去用化学合成法只能生产到DC12，而且生产非常困难，限制了长链二元酸工业化生产和利用，生物发酵法技术开辟了生产长链二元酸的新途径。
随着我国有机合成化学工业的迅速发展，对长链二元酸的市场需求量日益增长。
目前我国每年高温电解质用量1亿支以上，每支需用1O克，共需1000多吨。
彩色显像管与偏转线圈粘合用胶我国目前有6条大生产线，产量为2000万支／年，年用胶量5O吨，全部依靠进口，此外，我国每年还要花费1200万美元进口1350多吨高档服装用热熔胶。
凯赛生物凭生物基聚酰胺成功打开市场
纤 维FIBER080 中国纺织 2022凯赛生物凭生物基聚酰胺 成功打开市场凯赛生物于日前发布2021年年报，成绩喜人。
2021年，凯赛生物实现营收21.97亿元，同比增长46.77%；归母净利润6.08亿元，扣非后归母净利润5.74亿元，分别同比增长32.82%、43.17%；基本每股收益1.46元。
对于业绩增长的主要原因，凯赛生物表示，公司主要收入来自生物法长链二元酸系列产品，以及生物基聚酰胺开始贡献销售收入。
同时，公司围绕年初制定的发展目标，积极组织既有生产线的生产和乌苏在建项目的调试与投产，山西合成生物产业园项目稳步推进，不断加强新产品新应用的研发并取得一定成效。
凯赛生物是一家以合成生物学等学科为基础，利用生物制造技术，从事新型生物基材料研发、生产及销售的高新技术企业，是领先的利用生物制造规模化生产新材料的企业之一。
产能方面，2021年公司核心产品长链二元酸生产量由上年43901.01吨增加至59448.77吨，同比增加35.42%，实现销量61470.76吨，产能利用率由58.53%提高至79.27%。
生物基聚酰胺方面，凯赛生物实现“0到1”的突破，凯赛（乌苏）年产5万吨生物基戊二胺及年产10万吨生物基聚酰胺生产线已经于2021年上半年末如期投产，是全球首次实现生物基戊二胺产业化、全球首条万吨级生物基聚酰胺生产线。
截至2021年末，公司的生物基聚酰胺产品已经开发300多家客户并开始形成销售。
作为全球生物法长链二元酸的主导供应商，凯赛生物稳步推进产能布局，凯赛生物与山西转型综合改革示范区管理委员会合作，共同在山西转型综合改革示范区投资打造“山西合成生物产业生态园区”。
2021年1月，山西合成生物产业园年产4万吨生物法癸二酸和年产90万吨生物基聚酰胺项目正式开工，40000吨/年生物法癸二酸项目则计划于2022年上半年投产试车，其他山西产业园项目也正在稳步推进中。
凯赛生物在扩充产能的同时，积极向产业链向下游延伸，提升公司整体竞争力。
2019年产3万吨长链二元酸和2万吨长链聚酰胺项目可行性分析报告
2019年产3万吨长链二元酸和2万吨长链聚酰胺项目可行性分析报告
2019年12月
目录
一、项目概况 (3)
二、项目实施的必要性和可行性 (3)
1、产品下游市场空间广阔 (3)
2、国家产业政策支持 (3)
3、技术积累和产业经验 (4)
三、项目投资概算 (4)
四、项目环境保护情况 (4)
1、废水治理 (5)
（1）清洁生产 (5)
（2）清污分流和处理 (5)
2、废气治理 (5)
3、废渣治理 (6)
4、噪声治理 (6)
五、项目实施进度安排 (6)
一、项目概况
本项目由乌苏技术实施，将实现年产3万吨长链二元酸和2万吨生物基长链聚酰胺产品产能。
项目建设期38个月，计划总投资148,718.90万元，其中建设投资145,914.75万元，流动资金2,804.15万元，建设期利息2,205.00万元。
二、项目实施的必要性和可行性
1、产品下游市场空间广阔
长链二元酸市场已经经过公司多年开拓及验证，下游市场需求稳定增长。
长链聚酰胺在汽车零件、深海石油管道、粉末涂料等应用领域有较好的应用前景。
项目投产后对提升公司效益具有重要提升作用。
2、国家产业政策支持
一方面，国内聚酰胺领域主要前体原料己二腈依赖进口，另一方面，国内尚未掌握长链聚酰胺先进生产技术，因此，加快自主知识产权的研发，摆脱对国外公司依赖是我国聚酰胺行业重要发展目标。
根据国家发改委《产业结构调整指导目录（2013年修订版）》的相关内容，长链生物基聚酰胺项目属于“鼓励类”项目，符合国家产业政策。
长链二元酸的国内外应用及经济分析
长链二元酸的国内外应用及经济分析目录提要 (1)前言 (2)1 长链二元酸的性质 (2)2 聚酰胺工程塑料 (3)3 服装用聚酰胺类热熔胶 (5)4 合成香料 (7)5 合成润滑油 (8)6 高温高压电容器用电解液 (10)7 其它精细化工方面 (12)参考文献 (13)长链二元酸的国内外应用及经济分析提要：本文系统的介绍了长链二元酸的生产、性能及国内外应用情况，并对具有发展前景的聚酰胺工程塑料、服装用聚酰胺类热熔胶、合成香料、合成润滑油及高温高压电容器用电解液等进行了重点阐述及经济分析。
对于长链二元酸的生产具有一定的促进作用。
前言长链二元酸是指由十个以上碳链组成并含有两个羧基官能团的有机物，即包括各种位置取代、饱和及不饱和二元酸。
本文主要介绍的是饱和直链双末端取代的α,•ω—二羧基长链二元酸，其分子式为：HOOC(CH2)nCOOH，n≥8。
长链二元酸长期以来是以天然植物油为原料，通过水解、氧化断链或裂解得到，如蓖麻油经过碱热裂解得到癸二酸，芥酸经臭氧化得到十三烷二酸等。
但是用天然植物油生产长链二元酸，生产工艺复杂，消耗定额高。
而且由于受产地，自然灾害的影响原料供应不稳，限制了长链二元酸的产量，影响了长链二元酸产品的开发及应用。
生物技术应用于石油化工领域，为长链二元酸的生产开辟了新的途径。
七十年代后期,研究人员在油田及土壤中分离并培养出一种能同化长链烷烃的菌种—热带假丝酵母，•该菌种可以使C9～C18长链烷烃(液体石蜡)双末端氧化形成α,ω—长链二元酸。
用微生物发酵法生产长链二元酸的方法具有选择性强，能耗低，产品易于分离，生产成本低等特点。
目前，国外已有许多公司和厂家正在进行发酵法生产二元酸的研究或试生产。
日本矿业公司建有200t/a的十三碳二元酸的中试装置，美国、德国、荷兰在这方面也做了大量工作。
我国对长链二元酸的研究开发和利用工作是从70年代后期开始的，中国科学院上海植物生物研究所[1]、北京微生物研究所[2]沈阳林土所及清华大学[3]等，选育优良菌种，•使二元酸的产酸率有了明显的改善，并且在苏州香料厂、靖江溶剂厂和开封化工三厂等建了十三碳二元酸的小型试生产装置[4]。
生物发酵产业链发展分析报告
开工率（右）
600
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2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
资料来源：凯赛生物招股说明书，市场研究部
进口量（万吨）
需求量（万吨）
进口依存度（右）
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400 40%
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0%
生物发酵工业产业及相关公司行业产品相关企业金丹科技中粮科技等大宗化工品乙醇甲醇乳酸聚乳酸等麦芽糖醇赤藓糖醇保龄宝华康生物三元生物拟上市新和成东北制药梅花生物阜丰集团维生素氨基酸长链二元酸戊二胺生物基聚精细化工品酰胺凯赛生物生物农药香精香料利民股份青松股份爱普股份资料来源
生物发酵产业链发展分 析报告
2021 年 5 月
长链二元酸、戊二胺、生物基聚 精细化工品
酰胺 生物农药
新和成、东北制药、梅花生物、阜丰集团 凯赛生物 利民股份
香精香料
青松股份、爱普股份
资料来源：Wind，市场研究部 注：因生物发酵产业非常庞大，因而本文筛选出较为值得关注的赛道及相关 上市公司
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1. 大宗化工品：生物质产品种类较多，替代空间较大
同时，部分维生素产品，如维生素 C，也可以通过发酵工艺制备，生产成本较为低廉。
图 11：全球饲料用氨基酸市场需求量稳步增长
图 12：中国氨基酸产量情况
中国氨基酸产量（万吨）
同比（右)
500
30%
400
20%
300 10%
200
100
0%
0 2011
2019年产4万吨生物法癸二酸项目可行性研究报告
2019年产4万吨生物法癸二酸项目可行性研究报告2019年12月目录一、项目概况 (3)二、项目实施的必要性和可行性 (3)1、进一步丰富产品结构 (3)2、产品下游应用广泛，具有市场空间 (3)3、符合国家政策、顺应行业发展方向 (4)4、公司具备运营该项目的技术能力 (4)三、项目投资概算 (5)四、项目环境保护情况 (5)1、废水治理 (5)2、废气治理 (6)3、固废及治理 (6)4、噪声治理 (6)五、项目实施进度安排 (7)一、项目概况本项目拟新建4万吨生物法癸二酸产能，开拓生物法癸二酸市场。
项目建设期14个月，计划总投资171,102.00万元，其中建设投资140,672.93万元，流动资金27,199.00万元，建设期利息3,230.00万元。
二、项目实施的必要性和可行性1、进一步丰富产品结构公司通过生物法能够生产从DC10-DC18的各种链长的长链二元酸，目前公司销售产品以DC12、DC13为主。
拓展癸二酸产品产能，是在现有产能基础上适时适度地扩充生物法长链二元酸产品结构的战略布局，使公司在产业链中拥有更均衡和更丰富的产品结构，占据更有利的竞争地位。
2、产品下游应用广泛，具有市场空间癸二酸用途广泛，主要用来制取癸二酸的酯类，其酯类用途广泛，如癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯，这些酯类可作塑料、耐寒橡胶的增塑剂；也可用作生产聚酰胺的原料，例如PA510、PA1010、PA610等；此外还可制取聚氨酯、醇酸树脂，用于合成润滑油、润滑油添加剂以及香料、涂料、化妆品等。
鉴于广阔的下游应用市场，产业政策的顺应性和成熟完善的研发、采购、生产、销售体系，预计将实现较高的产能利用率。
3、符合国家政策、顺应行业发展方向“十三五”期间，我国将培育壮大战略性新兴产业列为主要任务，提出到“十三五”末期形成一批以战略性新兴产业为主导的增长点，把精细和专用化学品率提高到45%以上。
化工新材料、高端专用化学品、生物质能源、生物化工和生物基高分子材料等均被列为发展方向。
中国长链二元酸市场竞争态势预测报告
目录长链二元酸供需态势展望! 2 ■韭弧彌画舷槪凰3 韦m—WffiM卩 4 幽长链二元酸行业简介1、界定长链二元酸通常是指直碳链两端均为竣基的有机化合物，习惯上将碳原子数超过十的二元酸称为长链二元酸。
在国民经济分类中，长链二元酸属于国民经济分类中的大类中的制造业中的化学原料及化学制品制造，细分小类为基础化学原料制造中的有机化学原料制造。
2、分类根据其化学结构的差异，长碳二元酸可以分成以下几种：（1）十一碳二酸用于聚酰胺工程塑料，是尼龙1011、尼龙611的主要原料，还用于高档热熔胶、高档润滑剂；（2）十二碳二酸主要用于聚酰胺高档工程塑料，是尼1212、尼龙612的主要原料，还可用于高级香料中间体、高档润滑剂、高档防锈剂、高档粉末涂料、热熔胶合成纤维以及其他聚合物和防腐剂；（3）十三碳二酸用于合成香料；（4）十四碳二酸在粉末涂料和香料行业中有其独特用途，而且还可开发新的聚合物产品; （5）十五碳二酸主要用于香料行业和制药行业，可用于合成十五酮、环十五内酯和人造麝香，可以替代天然麝香配制各种名贵中成药，具有抗菌消炎，通经活血等疗效；（6）十六碳二酸具有十二碳二酸的所有功能，也可用于粉末涂料和香料行业。
由于长链二元酸的下游产品的开发潜力广阔，国内长链二元酸的需求量将不断增加，其市场潜力极大。
长链二元酸行业产业链分析上游行业：根据抽取方法不同长链二元酸的生产原料包括：丁二烯及石油副产物。
我们目前主要以石油副产物正构烷桂通过微生物发酵来进行制取。
下游行业：长链二元酸是重要的精细化工中间体，可以合成香料、特种尼龙、高级尼龙工程塑料、聚酰胺热熔胶、高档润滑剂、高级油漆和涂料等一系列高附加值的特殊化学品。
亦国内长链二元酸供给情况各类长链二元酸产品在市场上处于供不应求的态势，整个市场的供给规模主要受企业产能的限制。
2006年全国生产长链二元酸约10000吨，2007年随着青岛多元生物工程技术有限公司长链二元酸生产项目的试生产，全国产量增长到约13000, 2008年我国长链二元酸总产量约为17000吨。
长链二元酸产量
长链二元酸产量
长链二元酸是一种重要的精细化工原料，广泛应用于电子、医疗、汽车等领域。
目前，长链二元酸的产量主要受到以下因素的影响：
- 生产技术：国外以化学合成法为主，国内则逐渐实现了生物法生产，凯赛生物是该领域的佼佼者，以生物法生产长链二元酸，年产能达到7.5万吨/年。
- 市场需求：随着国内电子、医疗、汽车等产业的快速发展，对于长链二元酸的需求攀升，从而促使企业提高产量。
综上所述，长链二元酸的产量受到多种因素的影响，不同企业的产量也存在差异。
中国可用生物发酵法大规模生产长链二元酸
中国可用生物发酵法大规模生产长链二元酸
佚名
【期刊名称】《《化工科技市场》》
【年(卷),期】2009(032)010
【摘要】投资近10亿元的用生物发酵法生产长链二元酸一期工程，近日在山东瀚霖生物技术有限公司建成投产。
这表明，中国科技人员经过数十年攻关发明的这一科研成果实现了工业化生产，中国成为当今国际上唯一能够应用生物合成技术实现多种长链二元酸大规模生产的国家。
【总页数】1页(P63)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ921.7
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3.石油发酵法生产化工新材料—长链二元酸 [J], 张忠茂; 闫孟安; 崔棣章; 韩广钧; 李建琦; 陈远童; 郝秀珍
4.我院工程设计所完成的国家高技术产业化示范工程“微生物发酵法生产长链二元酸”项目获山东省优秀工程勘察设计二等奖 [J],
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生
油脂
物
能 生物乙醇
源
生物丁醇
主要用途
包装材料 纤维材料 可降解塑料 平台化合物 特种化学品 车用材料 柴油燃料 车用燃料 车、航空燃料
中国状况
产业化有机会领先 生物法 产业化有机会领先 产业化有机会领先 产业化领先
国外状况
产业化领先 产业化/技术领先 产业化/技术领先
化学法
低成本 生物质应用技术领先
2025 工业生物技术
2
21世纪 － 工业生物技术时代
工业生物快速发展的六条理由
传传统统化化学学工工业业的的创创新新速速度度很很慢慢 能能源源价价格格上上涨涨 化化工工原原料料供供应应紧紧张张 世世界界化化工工市市场场竞竞争争越越来来越越激激烈烈 工工业业生生物物技技术术进进展展速速度度不不断断加加快快 工工业业生生物物技技术术为为创创新新和和低低成成本本提提供供了了工工具具 提提高高了了对对环环境境的的保保护护
l
赖氨酸
NH2
NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2
l
戊二胺
NH2
二元酸
-NH-(CH2)5-NH-CO-(CH2)lx-CO-
各种尼龙
CO NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2
己内酰胺
-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-
尼龙6
8
中国可能领先的产业: C4生物平台化合物
凯赛生物技术产Βιβλιοθήκη 有限公司Bio Excellence
中国工业生物技术产业化 的发展机遇
董事长 刘修才 博士
2010年3月
1
生物产业是继IT之后最具有发展前景的产业
生物化工产业的迅速发展和“三次浪潮”
市场占有率
医药生物浪潮 （公斤级）
农业生物浪潮 （万吨级）
2005 医药生物技术
农业生物技术
工业生物浪潮 （百万吨级）
6
中国生物法长链二元酸产业发展
60
现对指标
DC&Appl
50
从启动到盈利：3年
40
30
20 10
R&D
产业化
0 2001
2002
2003
扩产
100%产能
50% 产能盈利 30%产能 盈亏平衡
2004
2005
2006
2007
2008 年
7
中国可能领先的产业: 车用生物尼龙
COOH
NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH
相当于农田生物量的70%, 或3.5亿吨标煤没有 利用（其中2亿吨被就地焚烧，污染大气）
相当于3亿吨标煤没有利用和成为水体的污染源
可种植高抗逆性能源植物,可产出或替代6亿吨 燃油
5
工业生物重要产品产业化进展: 中国与国外比较
项目
(聚)乳酸
生
1,3-丙二醇
物 化
PHA系列
工 丁二酸
长链二元酸
生物尼龙
琥珀酸对二氧化碳的耦合固定
琥珀酸作为四碳平台化合物
生物法琥珀酸 - 工业生物对传统化工的挑战
国际上选定包括琥珀酸在内的12 种化合物作为最重要的平台生 物基产品
琥珀酸的生物法生产过程能够和CO2 耦合减少温室效应
琥珀酸被认为是能够衍生出丁二醇和四氢呋喃等多种大宗化学 品的优良平台化合物,可以替代至少140万吨的顺酐
0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Year
来源:国家统计局
生物产业发展的驱动力
生物技术的不断突破 持续上涨的能源价格
农业经济的发展 环境污染受到高度关注
令人兴奋的生物产 业发展机会
10亿加仑乙醇
3
21世纪 － 工业生物技术时代
全球工业生物技术发展
94% 工业生物技术 石油炼治
90% 工业生物技术 石油炼治
4
工业生物产业化核心技术和战略意义
生物质的高效利用技术
细胞壁
微纤维
半纤维素
植物细胞
木质素 纤维素
微纤维
生物产业规模化的工程技术
研发
菌种筛选和 基因工程
发酵过程优化 提取纯化 最新分析仪器 早期样品提供 客户跟踪服务
单位：亿欧元
700
600
650
500
400
300
350
600 460
工业生物技术市场规模：
2007: 1000亿欧元 2012: 1530亿欧元
200 100
0 生物燃料
210 140
传统生物化工
发酵转化
2007 2012
50 70 酶催化 数据来源：McKinsey & Co
到2012年全球工业生物技术市场将达到1530亿欧元，产品将占整个化工市场的10%
11
中国新疆发展生物产业的机会
---10万亩宜农荒地种植非粮作物生产丁醇,相当于半个大庆油田
12
新疆化石-生物资源的嫁接 导致新型化工产业
R1-COOH + R2-COH = R1COOCR2 有机酸 有机醇 生物酯
煤化工 有机酸
嫁接 生物酯
生物化工 有机醇
黑色化工
资源优势，保护环境
绿色化工
放热反应
中试放大
模拟实际生产 过程的设计
产率收率提高 进一步样品 试生产 建立和检验
成本模型
产业化
工程设计和施工 基础设施建设 商业化规模生产 客户认证和质量管理
体系 物流体系管理
中国有十分丰富的非粮生物质原料，可以通过生物转化以替代化石能源
每年7亿吨作物秸杆
每年25亿吨畜禽粪便及大量有机废弃物 尚有一亿多公顷不宜恳农田(稍少于现有 耕地面积)
全球工业生物技术市场规模2007年超过1000亿欧元，2012 年规模将达到1530亿欧元,6年的复合年增长将达到7.3%。
2007
6%
2012
10%
2007-2012年间，全球将有300亿欧元燃料市场被生物燃料所 取代。
在化工市场上，通过生物技术生产的产品市场份额将由2007 年的6%增加到2012年的10%。
PBS生产可通过对现有通用聚酯生产设备略进行改造
9
丁醇是最具希望的第二代生物燃料
特性
分子式 吸水性 蒸汽压 @ 100F 运输 能量 (每加仑) 每单位能量成本 腐蚀性 替代汽油
乙醇
CH3-CH2-OH high 2.0 PSI 铁路, 公路 84,000 Btu (100)
1,000 有 不超过 80%
生物法琥珀酸将成就成本低廉且性能优良的可生物降解塑料聚 丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业化
最具潜力的可生物降解塑料 - PBS
丁二酸丁二醇酯(PBS)力学性能接近PP和ABS塑料；耐热性能好，热变形温度接近100℃ ，改性后使用温度可超过100℃ ，克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点,可在现 有塑料加工通用设备上进行各类成型加工，是目前降解塑料加工性能最好的
能源互补
吸热反应
技术成熟 工艺集成，优化产品结构
技术前瞻
丙烯酸丁酯的市场：250亿人民币
煤炭 石油
生物资源
电石 丙烯 3-羟基丙酸 乳酸
丙烯酸 丁醇
丙烯酸丁酯
C4平台和PBS: 过千亿人民币
煤炭 生物资源
电石
丁二醇 丁二酸
丁二酸丁二 醇酯（PBS)
13
Cathay Industrial Biotech Ltd.
丁醇
CH3- CH2-CH2-CH2-OH low 0.33 PSI 管道 110,000 Btu (131)
901 无 100%
丁醇的优势
化学性质相近 易于储存运输 使用安全度显著提高 可采用汽油运输方式 能量密度接近汽油 单位能量成本较低 可用于一般汽车 未来用途更加广泛
10
中国的生物丁醇发酵罐: 1800 M3 ___ 5000 M3
Bio Excellence
Thank You!
14
PBS是一种可完全生物降解的材料,可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗 用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域
PBS可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物，得到价格低廉的制品; PBS中引入适量的芳环 共聚组分时，既可提高其熔点又能保留生物降解性与PBS共混的材料有淀粉，聚酯(如 PET、PBT)等,它们可以提高PBS的机械性能，同时也可降低成本
中国能源消耗(2000-2008, 单位：百万吨)
374
400
349.5 330
308.2
298.6
300
233.3
224.3
260.6 236.4
122.7
126.8
145.2
163.2
178.9
70.3
60.3
69.4
91.0
200
Im原p油or进t 口 P原ro油du生ct产i
100
163.0 164.0 167.0 169.6 175.9 181.4 184.8 186.3 195.1