十二碳二元酸是一種重要的基礎單體原料,是合成高級工程塑料、高級涂料、粘合劑、潤滑油、香料、染料、洗滌劑和阻燃劑等的重要化工中間體。隨著電子、通信等新興產業迅速發展,我國對聚酰胺高檔工程塑料需求量劇增,同時帶動長鏈二元酸需求迎來爆發式增長,我國對聚酰胺工程塑料的需求量日益增加,已成為聚酰胺工程塑料的zui大進口國。從市場擴大應用的領域來看,由于雙號碼長碳鏈尼龍抗拉耐磨性能好,如用于改造汽車輪胎,能提高輪胎使用壽命5~10倍。除了合成高性能尼龍工程塑料、高級麝香香料、油漆、涂料和潤滑油、高溫電介質等多種用途外,其在醫藥開發方面應用更是異軍突起。近年來,長鏈二元酸逐漸在合成醫藥中間體、乳腺癌檢測試劑、治療皮膚癌和艾滋病的藥物、合成新型降血糖藥等方面顯露出特殊作用和廣闊前景。
近年來,隨著全球長鏈二元酸市場供需缺口的拉動和我國精細化工行業的快速發展,高純度高質量DDA的需求量也迅速增加。微生物發酵法生產DDA相對于化工合成法具有生產工藝簡單、生產條件溫和等優點,在產品合成難易程度和經濟性方面具有極大的優越性,因此國內企業大都采用此法。然而發酵法所得產品的后處理工藝相當繁雜,該部分投資占總投資的60%左右,且往往得到的產品純度不高,質量較差,嚴重影響DDA的價格和用途,因此急需一種能快速高效地分離提純DDA的方法。高質量的 DDA 可用于合成聚酰胺、聚酯等聚合產品,聚合度高,常用于制作高級工程塑料、高級涂料及高級潤滑油等高級產品;低質量 DDA 合成的聚合產品聚合度低,只能用作普通材料,兩者的價格更是天差地別,因此,尋找到適合于高純度 DDA 的提純方法,提高 DDA 原料及聚合產品的市場競爭力迫在眉睫。
十二碳二元酸 生物法二元酸關鍵技術
長鏈二元酸是碳原子數超過10的直鏈二元羧酸,zui早是化學法制備。克服生物法長鏈二元酸的產業化技術瓶頸,通過在微生物基因改造、發酵技術和裝置、提取純化等領域對生物法長鏈二元酸技術進行全面的升級換代,形成了具有自主知識產權的新一代高效、更環保的長鏈二元酸產業化關鍵技術,開啟了生物法長鏈二元酸替代化學法產品的時代。
(1) 顛覆了十幾年來生物法生產二元酸的發酵條件,在生產過程中不需要人為的調節代謝過程pH,使得生產過程中的輔料尤其是無機酸堿用量減少80%以上,相應減少了生產廢水中的含鹽量,降低了污水處理的壓力,大幅度降低了生產成本;
(2) 由于該創新點的應用,提高了菌種關鍵酶的生物活性,以及菌種對環境和產品的耐受性,使得發酵法生產中長鏈二元酸,例如壬二酸、癸二酸成為可能。一直以來壬二酸、癸二酸都是化學法生產的,并且都依賴昂貴的進口植物油原料。例如,以印度蓖麻油為原料化學法生產的癸二酸,全球約有11萬噸的產量,主要生產集中在中 國,出口量占70%以上。原來利用第 一代生物發酵法生產癸二酸的綜合成本是化學法的2 倍,而由于該新技術創新的實現,使得生物法癸二酸的綜合成本降低到化學法成本的2/3。相比于傳統生物法生產的二元酸,由于顛覆性發酵提取新技術的應用,使得二元酸的應用領域由DC11-DC14 的范圍拓展到DC8-DC14 后,市場空間增大幾十倍。
(3) 生物轉化/發酵體系的分離純化技術
該項核心技術是從復雜的生物發酵體系中得到高質量產品的關鍵性步驟,也是決定生物制造大規模產業化實踐的重要技術瓶頸;凱賽生物的長鏈二元酸分離純化技術可高效、低成本地將產品中的關鍵雜質控制在極低水平(ppm級);公司既擁有一步膜過濾提取工藝使長鏈二元酸收率達到98%以上,又有溶劑結晶等進一步產品精制技術,同時還有分子蒸餾、色譜分離、從發酵液一步結晶等多種提取純化方法,這些方法可相互取代或組合使用。
公司的該項核心技術為系統化的分離純化平臺,針對性地實現生物制造高效去雜質過程,提升了公司產品的提取純化效率。公司通過該核心技術實現了生物法長鏈二元酸系列產品、生物基戊二胺產品在生物制造過程中的高效分離提純。
(4) 聚合工藝及其下游應用開發技術
該項核心技術是產品市場化和多樣化的關鍵性步驟,決定了產品市場規模、市場定位、價格銷量等;在高分子領域,公司從聚合反應機理、聚合工藝條件、聚合裝備等多方面進行小試、中試和放大生產的研究,通過應用領域的高通量開發和評價系統,使得公司能夠與市場更加接近,更加高效研究各種原料的組合得到的不同性能的聚合產品。
此項核心技術用于生物基聚酰胺等聚合物的聚合工藝和設備以及下游改性工藝的研究,對公司實現生物基聚酰胺產業化具有重要作用。
過濾洗滌干燥機在十二碳長鏈二元酸精制工藝的運用分析
過濾洗滌干燥機是在一密閉容器內先后完成攪拌、反應、過濾、清洗脫液、干燥等工藝過程。該設備具有結構簡單、工藝流程簡化、生產、無交叉污染、物料更換便捷,自動化程度高等特點,同時可大大降低十二碳長鏈二元酸精制工藝所需廠房的體積,基礎投資低。它廣泛應用于精細化工、農藥、石油、食品、印染、醫藥等行業,具有以下特點:
(1) 完全密閉過濾,無泄漏、無任何環境污染。
(2) 在加壓或真空狀態下操作,實現固液分離。過濾時濾餅分布均勻,固液分離效果好。
(3) 采用新型錐形螺帶攪拌系統,過濾中zui大限度地增大容渣空間,攪拌槳葉攪拌,使得清洗時濾餅和清洗液充分混合,濾餅得到充分洗滌;干燥時大大減少時間,提高效率。
(4) 排渣閥液壓控制,排渣系統自動刮渣出料,降低勞動強度。
(5) 特別適用于含固量大,液相和固相分別回收使用的過濾場合。
(6) 過濾采用水平鋪設濾布,一次過濾干凈徹底,無殘液,且濾布精度根據產品要求而選取,濾布密封結構獨特,更換濾布方便、快捷。
(7) 有特殊材料制作的耐腐蝕三合一系統,能適應多種耐腐蝕介質。
(8) 機體內可實踐攪拌、混合、打漿、反應、洗滌等多種工序作業,并能實踐全自動控制和作業。
擁有多項專 利技術脫離不了百得干燥堅持研發驅動戰略。常州百得一直堅持研發驅動戰略,在新型設備的研發和工藝運用兩大層面持續研發開拓,注重研發與市場的結合、研發與生產的結合, 以市場有效需求引導技術研發的方向。