点燃生化原料发展激情

　　一直以来，利用玉米资源制取纤维的成熟工业化路线主要有两条：一是以美国杜邦公司为代表的用生物发酵法制取1，3－丙二醇（1，3－PDO），进而与PTA聚合生产PTT；二是以美国嘉吉公司和陶氏化学的合资公司CDP为代表的采用生物发酵法生产聚乳酸（PLA），进而制取聚乳酸纤维。

　　不过，“非A即B”的模式终于被打破，中国长春大成集团成功开拓了世界上第三条以玉米为资源生产纤维的工业化路线，并将通过生物发酵和化工氢化裂解方法制备的乙二醇正式定名为生物基乙二醇。由此，中国发展生化原料、利用生化技术的激情被点燃了。

　　第三条工业化路线的成功拓展，对于中国化纤产业改善严重依赖石油资源的现状具有战略意义。从2005年首条生物基化工生产线投产至今，长春大成集团的生产技术正逐步从1.0代过渡到2.0代，尝试以玉米秸秆作为原料的新路线。

　　生物基乙二醇技术领先

　　在生物基乙二醇工业化生产和应用领域，中国处在全球领先的水平。

　　当长春大成集团成功生产出生物基二元醇后，上海锐丰纱线有限公司与东华大学将生物基乙二醇与PTA进行聚合，得到了聚对苯二甲酸多组分二元醇酯（PDT），并完成由聚合、纺丝、加弹、织造、染色到成衣的一系列工业化生产。2006年，长春大成集团与东华大学在上海成立“东华大学－大成生物基材料实验室”，专注拓展在聚酯、不饱和树脂和聚氨酯三大领域的开发应用，同时致力于将其拓展到食品级和医药级等高档次应用领域。2010年，大成集团正与福建海天集团展开战略性合作，共同致力于将PDT聚酯打造成为一种全新的“低碳、环保、绿色”的化纤新材料。

　　随着大成集团生物基乙二醇的成功示范，中国庞大的石油基乙二醇需求和年种植1.3亿吨玉米的现状，正在并继续诱发玉米生化技术的大力开发和应用，吸引众多投资者投入到这一领域。例如2009年2月，河南省焦作市河阳酒精实业有限公司总投资13.6亿元、年产20万吨生物基乙二醇项目正式开工奠基，标志着该公司由粮食深加工领域向生物化工领域迈出了历史性的一步。

　　但我们也应该看到，短期内生物基乙二醇不会对石油基乙二醇构成威胁，只起到一定的调节和补充作用。

　　生物发酵法PDO迎头赶上

　　PTT纤维的优越性能及市场潜力早在50年前就被人们所认识，但其原料1,3—丙二醇（PDO）生产技术难度大、成本高，阻碍了PTT的发展。过去几十年间，人们着重研究PDO生产的化学合成工艺路线，目前只有英荷壳牌公司、德国Degussa公司和美国杜邦公司分别采用两条化学合成路线实现了PTT纤维的商业化生产。

　　与化学合成法相比，生物发酵法选择性高，操作条件温和，原料是可再生的农产品——淀粉或植物油料，因此近年来受到特别重视。德国国家生物技术研究中心、美国杜邦等公司投入大量心血研究PDO的发酵生产技术。

　　国外对发酵法生产PDO的研究主要集中在两个方向：其一是从工业甘油出发研究发酵生产PDO；其二是运用现代基因工程手段改造菌种，试图将葡萄糖转化为甘油和将甘油转化为PDO的两组基因重组到同一个细胞内，但这一途径十分困难。

　　以甘油（或来源于淀粉原料的葡萄糖）为原料分别采用一步或两步生物发酵法来生产1，3－丙二醇，该工艺得到国家“十五”攻关计划和国家高新技术产业化示范工程计划的支持，项目组与黑龙江辰能生物工程有限公司合作进行生产性试验获得成功。我国中石化、中石油两大集团及上海焦化厂、黑龙江石化院等一直高度重视PDO生产项目，着重研究化学合成路线，但目前的技术水平离产业化要求还很远。与此同时，清华大学、抚顺石化研究院、大连理工大学等单位开展了生物发酵法生产PDO的研究，虽然比德、美等国起步晚，但研究水平特别是中试水平已赶上甚至超过国际先进水平。

　　聚乳酸尚属起步阶段

　　作为一种可生物降解的高分子聚合物，以玉米等为原料制备的聚乳酸可广泛应用于医疗、药学、农业、包装业、服装业等领域，以替代传统材料。聚乳酸还是一种低能耗产品，比以石油产品为原料生产的聚合物低30%～50%的能耗。

　　目前，美国NatureWorks公司拥有14万吨/年的聚乳酸生产能力。国内对聚乳酸生产及在纺织等领域应用性能的开发也开始出现热潮。

　　总体来看，聚乳酸的生产在我国仍属起步阶段，已建的生产线很少，且规模较小。但可喜的是，拟建项目或扩张项目规模大多达到万吨级。某些单位在聚乳酸技术工艺研发方面取得了不错成绩。

　　中科院长春应化所的聚乳酸生产技术已取得突破性进展。该研究所与企业合作，已经拥有30吨/年的聚乳酸生产能力，计划扩产达到5000吨/年。目前，该企业已经开展以聚乳酸为原料的制品开发，部分产品出口。由浙江海正集团有限公司研制的聚乳酸现已进入产业化中试阶段，计划两年内建成1万吨/年规模。中国科学院成都有机化学有限公司则在聚乳酸及相关医学材料方面进展迅速。此外，上海同杰良生物材料有限公司通过“一步法”制取聚乳酸，得到了理想的生产成本。该公司计划在两年内将产能提升到万吨级。江苏九鼎集团公司正在建设1000吨/年的聚乳酸生产线，并拟建1万吨/年的薄膜、包装用聚乳酸生产线。其他很多企业的相关项目也正在论证或已经开工建设。相信在不久的将来，聚乳酸在我国的众多领域将代替传统产品，充分发挥其生物可降解功能。（本文相关资料由中国化纤协会提供）