丁二酸行业市场与发展前景可行性研究

　　 第一节 丁二酸的概述

　　 琥珀酸为无色结晶；相对密度1.572(25/4℃),熔点188℃，在235℃时分解；在减压下蒸馏可升华；能溶于水，微溶于乙醇、乙醚和丙酮中。（可行性 研究 ）

　　 工业上，琥珀酸常由丁烯二酸催化还原制得，琥珀酸也可由丁二腈水解制备。在实验室中，琥珀酸可用两分子丙二酸二乙酯的钠盐与碘反应，继而水解脱羧制得。

　　 琥珀酸的重要用途是制备五元杂环化合物，例如，琥珀酸受热迅速失水，形成琥珀酸酐，它是呋喃环系化合物。琥珀酸酐是制造药物、染料和醇酸树脂的重要原料。琥珀酸酐与氨共热，即生成丁二酰亚胺。丁二酰亚胺的亚胺基上的氢可被溴取代，生成N－溴代丁二酰亚胺,它是有机合成的溴化试剂和温和的氧化剂。琥珀酸在医药上有抗痉挛、祛痰和利尿作用。琥珀酸二乙酯是有机合成的重要中间体。琥珀酸二丁酯、二辛酯是塑料的增塑剂。琥珀酸二烯丙酯与1,3－丁二烯共聚,可以制造人造橡胶。

　　 第二节 丁二酸的市场

　　 丁二酸又称琥珀酸，是一种重要的“C4 平台化合物”，用作重要的有机化工原料及中间体，广泛应用于食品、医药、农业等领域，其中，医药领域，主要用于生产琥乙红霉素等药品；农业领域，主要用于生产植物生长调节、剂比久、杀菌剂菌核净等；食品领域，主要用作液体调味品及炼制品的风味改良剂等，染料领域，可以用于生产高级有机颜料酞菁红等。除此之外，丁二酸还被广泛应用于化学工业中，主要作为生产丁二酸酐、丁二酰亚胺及其衍生物、增塑剂、感光药剂等，丁二酸还是合成生物可降解塑料PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PHS（聚丁二酸己二醇酯）的直接原料。随着PBS产业化技术的完善和国内外对生物可完全降解塑料需求的不断扩大，以及丁二酸的新应用领域不断开拓，未来丁二酸的市场前景十分广阔。

　　 国内以微生物发酵为基础的丁二酸绿色生产工艺只是刚刚开始起步，因此目前国内四氢吠喃、PBT树脂、聚氨醋 行业 所需丁二酸原料大部分依赖进口。近年来，由于PBT、PBS树脂及医药、聚氨醋等 行业 的发展，我国每年都要进口大量丁二酸及部分下游产品来满足国内生产需要。

　　 我国现有丁二酸生产企业十余家，且大部分均以石油基为原料，生产规模都不大，单线产能最大仅达1000吨，严重制约了丁二酸的大规模应用。但我国对生物发酵法制备丁二酸的 研究 从未间断过。生物法制取丁二酸可利用可再生生物质资源作为主要原料，可利用丰富的农林生物质资源，确保生物基丁二酸不受石油价格波动的影响。可以减少石油、煤等不可再生资源的消耗，达到节、能减排的效果。　

　　 第三节 丁二酸的制备方法

　　 工业制法较多，主要有以下几种：

　　 1.氧化法，石蜡经深度氧化生成各种羧酸的混合物，再经过水蒸气蒸馏和结晶等分离步骤后可得琥珀酸。

　　 2.加氢法，顺丁烯二酸酐或反丁烯二酸在催化剂作用下加氢反应，生成琥珀酸，然后经分离得到成品。催化剂为镍或贵金属，反应温度约为130- 140℃。

　　 3.丙烯酸羰基合成法，丙烯酸和一氧化碳在催化剂作用下，生成琥珀酸。尚未工业化。

　　 4.电解氧化法，苯酐与硫酸和水按1：0.5：4比例，在陶瓷电解槽中电解，可得琥珀酸。电解法合成的原料为顺丁烯二酸或顺酐，阴、阳极液用稀硫酸，由阳离子膜隔开，阴、阳极一般均用铅板，通常用板框式电解槽合成。

　　 5.乙炔法，乙炔与一氧化碳及水在[Co(CO)4]催化剂存在下，于酸性介质中反应可得琥珀酸，反应温度80-250℃，压力2.94-49.03MPa。

　　 6.新兴的发酵法。与传统化学方法相比，微生物发酵法生产琥珀酸具有诸多优点：生产成本具有竞争力；利用可再生的农业资源包括二氧化碳作为原料，避免了对石化原料的依赖；减少了化学合成工艺对环境的污染。 

　　 第四节 丁二酸发展前景

　　 丁二酸是一种重要的有机化工原料，广泛应用于医药、食品等领域；另外，丁二酸也是重要的化工生产中间体，利用丁二酸为中间体可以生产四氢呋喃、1,4-丁二醇、γ-己内酯、富马酸、苹果酸等数十种高附加值产品。

　　 传统丁二酸生产对石化原料依赖很大，主要利用丁烷得到顺酐，而后通过催化加氢或者电解等工艺得到丁二酸，生产成本较高，且对环境危害很大，产品应用也受到一定限制。因此，开发丁二酸的绿色生物技术，将对该 行业 摆脱石化资源依赖、消除环境污染、拓展其应用领域起到十分重要的作用。

　　 目前，由于生产成本等方面因素的限制，国内外生物法丁二酸产能并不高，多以千吨级装置为主，其中美国应用碳化学公司和日本三井物产株式会社分别具备了5000吨的产能；国内扬子石化依托南京工业大学技术也已经完成1000吨丁二酸的中试验证，并且以生产出合格产品。

　　 很显然，降低生物法丁二酸生产成本是该技术大规模产业化的关键所在，目前，国内高校和 研究 机构通过不懈的努力，在降低生产成本方面取得了显著的成绩。其中，湖北工业大学王金华教授以葡萄糖为碳源得到丁二酸，其吨成本控制在7000元左右，根据目前丁二酸平均12000元/吨的价格来看，利润空间巨大。另外，山东兰典生物科技有限公司在天津工业生物技术 研究 院的技术基础上，正在建设万吨级生物法制丁二酸项目，该项目建成将对为企业带来十分可观的经济效益，对国内丁二酸的 行业 发展起到积极的推动作用，同时也将国内丁二酸的生产能力提升到世界领先水平。

　　 相关资料显示，目前国际上丁二酸销售额大约在4~6亿美元，最大市场容量达到25~28万吨，其中生物法丁二酸主要集中在药用领域，但全球用于医药工业原料的丁二酸只有2万吨左右。有数据表明，目前药用级丁二酸的国际市场销售均价在15000元/吨左右，国际市场年增长率为8%~10%，且几年里一直较为稳定。

　　 近年来，随着塑料废弃物带来的环境污染问题，可降解生物塑料的发展成为世界各国政府、学者关注的热点，其中，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）被认为是众多生物降解塑料中综合性能最佳的一种，其两大原料之一正是丁二酸。据预测，到2015年，全球PBS生产规模将达到15万吨以上，且每年保持两位数的数字增长，如果按每吨PBS生产需要0.6吨丁二酸计算，到2015年，仅用于PBS生产的丁二酸量就将近10万吨。由此可见，未来丁二酸的最大用途将是新型绿色塑料（PBS）领域，生物法丁二酸的产业化前景也必将一片光明。


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