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下游消费有待启动 长链二元酸市场难言乐观
2011年4期 发行日期:2011-01-25
作者:慕子闻
下游消费有待启动长链二元酸市场难言乐观
□   慕子闻
  2010年7月21日,千龙网一篇名为《瀚霖生物:中国生物化工行业的又一大忽悠》的文章引起了轩然大波,
随后该事件持续发酵,演变成为了一则公权力与新闻报道权利之间的较量。在此笔者无意评论该事件的是与非,
只就长链二元酸及下游产品在国内的发展情况做简要叙述。

一、技术突破带动产业大翻身
   二元酸通常是指直碳链两端均为羧基的有机化合物,而习惯上碳原子数超过10的二元酸通常被称为长链二
元酸,其结构通式为:HOOC-(CH2)n-COOH (n=9~16) ,缩写形式为:DC11~DC18。长链二元酸是一种重要的有
机中间体,应用领域广泛。
    1. 生物技术显示良好前景
   长链二元酸的主要生产工艺根据原料的不同,分为以下三类:(1)植物油裂解法,以植物油中不饱和脂肪酸
为原料,经过高温氧化裂解制得长链二元酸,受原料限制,只能获得DC13和DC15且产品纯度低;(2)有机合成
法,工业上,癸二酸和十二烷二元酸(DC12)都可以实现有机合成工艺。以DC12为例,其主要是以丁二烯为原
料,经过9个复杂的反应步骤合成的,既需高温、高压和催化剂,又需防火、防爆和防毒装置,条件苛刻、步骤
多、成本较高,影响了其大规模工业化生产;(3)生物发酵法,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,在常温常压条件下氧化正构烷烃两端的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,该法克服了单纯的化学合成方法以及植物油裂解制取方法的各种不足,为长链二元酸的大规模生产开
辟了新的途径。
   “九五”期间,中国石油抚顺石油化工研究院与中国科学院微生物研究所共同承担了国家重点科技攻关专题
——“长链二元酸的工业化生产研究”,其中,抚顺石油化工研究院负责中试及放大任务,建成了100t/a二元酸
生产装置和30t/a麝香-T装置。2000年12月该专题通过了科技部生物工程中心组织的专家验收。之后,以中国
科学院微生物研究所陈远童研究员为代表的科研力量,在该所几代科研工作者的研究基础上,成功实现了生物发
酵法长链二元酸的工业化生产,品种涵盖DC11~DC18等多种二元酸,规模大、产酸水平高、单酸纯度高,一举突
破了长期困扰下游行业发展的原料瓶颈问题。
    2. 国内生产情况
   我国从20世纪80年代开始采用发酵法小规模生产长链二元酸,90年代以来,国内生产主要以DC13为主,
产能在300t/a左右,主要生产厂家有上海鹰达机电有限公司(200t/a)和抚顺石油化工研究院(100t/a),现二者
均已停产。2005年中科院微生物所长链二元酸技术成功实现大规模生产,现该所专利技术已实现转让,加上抚顺
石油化工研究院技术推广转让的企业(除青岛多元,其余均受让中科院技术),目前国内已建成了2座万吨级和4
座千吨级规模生产厂。截至2010年第四季度,国内长链二元酸实际已投产总产能为5.35万t/a,行业集中度较
高(见表1)。
  未来几年,国内投身长链二元酸生产的企业队伍与规模将进一步扩大。山东瀚霖生物技术有限公司总投资30
亿元建设的6万t/a长链二元酸及其下游制品项目正稳步推进,一期1万t/a项目已于2009年9月投产,二期2
万t/a生产线已于2010年底基本建成,三期3万t/a装置计划2014年建成投产,下游一期5000t/a工程塑料项
目正处于工程设计阶段;青岛多元生物工程技术有限公司于2010年7月宣布计划于近年内在温州乐清建设3万
t/a长链二元酸与5000t/a高档尼龙生产项目。若项目得以最终建成,那么预计行业的集中度将进一步提高。
    3. 国外生产状况
   发酵法DC13的生产最早是1987年由日本矿业公司实现,当时装置能力为200t/a,产酸水平达到130~140g/L,
产品用于生产麝香-T香料,但从2001年起停产至今。随后,美国、荷兰和德国也进行了研究和实验,结果都不
甚理想。目前,国外主要有美国杜邦、美国英威达、德国赢创德固赛、日本宇部兴产(UBE)等四家公司采用化
学法生产长链二元酸,2009年上述四家企业产能分别为0.2万、1.7万、0.3万与0.3万t/a,总产量约1.4万t,
产品全部为DC12,基本上用于制造尼龙工程塑料。
    4. 国内长链二元酸供给情况
   据调查,当前DC12和DC13产品占据了生物法长链二元酸市场总量的绝大部分份额,各类产品在市场上比较
紧俏,国内企业产品主要用于出口。2006年国内长链二元酸产量约1万t,随着多个生产项目的陆续投产,到2009
年总产量达到了1.7万t左右。近年来,国内外工程塑料、香料、高档热熔胶等行业对长链二元酸的需求规模持
续增长,直接拉动了上游原料的发展,预计短期内这种态势仍将持续。估计2010年我国长链二元酸的产量将达
到1.9万t(见图1),到2015年预计将增长到5万t。
表1  2010年我国主要长链二元酸生产企业生产情况 t·a-1
企业名称                                装置地点    产能
山东瀚霖生物技术有限公司                山东莱阳    30000
上海凯赛生物科技有限公司                山东济宁    15000
青岛多元生物工程技术有限公司            山东青岛     3000
南通圣诺鑫生物科技有限公司                江苏南通     2000
淄博广通化工有限责任公司                山东淄博     2000
淮安中科生物化工有限公司(清江石化)    江苏淮安     1500
合计                                                53500

二、下游产品着眼替代进口
    1. 尼龙工程塑料
   长链二元酸最大的下游应用领域是尼龙工程塑料。国外企业生产的二元酸产品主要用来生产尼龙11和尼龙
12,对于这两大品种,我国科研人员进行了长期的跟踪研究,但据了解,目前尚无国内企业生产尼龙11及尼龙
12树脂,产品依赖进口。在尼龙11方面,国外的主要生产商有德国德固赛、赫司特、美国杜邦、法国阿托菲纳、
瑞士EMS和美国液氮等;尼龙12方面,国外的主要生产商有法国阿托、美国杜邦、德国德固赛、瑞士EMS、日本
宇部兴产(UBE)等。我国两大品种的年进口量大约为1万~2万t,价格约为10万元/t,尼龙12的价格稍高,为
11万~12万元/t。
  上世纪末,郑州大学与中科院微生物所联合开发的生物发酵法合成长碳链尼龙新工艺获得成功,并于1998
年在山东淄博实现了长碳链尼龙1212的工业化生产。尼龙1212树脂的显著特点是吸水率低、耐酸碱和化学溶剂,
制品尺寸稳定性好,综合性能优于尼龙11和尼龙12,在汽车、电器、通讯、机械等众多领域有潜在的应用前景。
在此基础上,郑州大学相继成功开发了PA1313、PA1111、PA12T、PA13T等新型尼龙工程塑料,并申请了专利。
  2009年8月,山东瀚霖公司与郑州大学联合成立特种工程材料研究开发中心,共同投资建设3000t/a尼龙
1212和2000t/a半芳香尼龙12T项目,该项目为山东瀚霖公司下游产品开发项目的一期工程,项目最终建设规模
超过万吨,截至2010年底,该项目正处于工程设计阶段。此外,国内长碳链尼龙树脂生产商还有山东淄博广通
化工有限责任公司及山东东辰工程塑料有限公司。若国产产品真正实现对进口尼龙11和尼龙12的替代,未来的
对于长链二元酸的需求将十分可观。
    2. 聚酰胺热熔胶及粉末涂料
  聚酰胺树脂通过改性,能够制得性能优异的聚酰胺热熔胶,其粘结强度高,柔韧性、耐热性、耐介质性好,
对木材、金属、陶瓷、布匹及酚醛树脂、聚酯树脂、聚乙烯等都具有良好的粘结性能,故与聚酯型热熔胶并称为
高档热熔胶。在服装行业,传统方法是手工缝制,不但费时而且需要经验和技巧,若用热熔胶粘合,不仅降低成
本,而且大大提高工作效率,用热熔胶粘结锁边、花边、装饰品等,不仅能与服装面料永久粘结,而且使服装耐
穿、挺拔、圆润,还耐水洗和干洗。
  目前每年我国进口的高档尼龙热熔胶约2000t,品种以尼龙11与尼龙12为主,价格基本在8万~10万元/t,
价值在2亿元左右。瑞士、德国等合成聚酰胺服装热熔胶的工艺已相当成熟,并已投入系列化生产。我国国产情
况不容乐观,每年进口服装热熔胶仍占据相当大的比例,国产服装用热熔胶产量徘徊于百吨水平。主要生产企业
为南通圣诺鑫生物科技有限公司、上海天洋热熔胶有限公司、淄博广通化工有限责任公司等。
    3.合成香料
  麝香是一种珍奇的动物性香料,具有良好的提香作用和极佳的定香能力,被香料界誉为“香料之王”。由于
天然麝香主要来源于动物香囊的摘取和加工,资源严重短缺,价格十分昂贵,因此发展大环麝香是必然的发展趋
势。
  麝香-T(十三烷二元酸环乙撑酯)是大环麝香类化合物中已实现商品化生产而且用量最大的一个品种。虽然
采用不同碳数的长链二元酸与乙二醇缩聚可以得到一系列的长链二元酸乙撑酯(即麝香-M),其中以十三烷二元
酸为原料合成的麝香-T香气最为强烈,效果最好。上世纪90年代,国际主要香料生产企业纷纷在华投资建厂。
2009年我国麝香-T产量达到1800t以上,预计2010年将超过2000t,原料主要采购国内长链二元酸(主要为DC13)
产品。随着硝基麝香被逐步取代,作为绿色产品(无毒、副作用)的大环麝香需求量还会增加。我国麝香-T主要
生产企业有欧劳福林(深圳)有限公司、上海鹰腾化工有限公司、廊坊和田生物化工有限公司等。
    4. 高级粉末涂料
  利用长链二元酸为原料合成的高级尼龙粉末涂料,具有吸水率低、耐磨性能好、节约能源、污染少、使用安
全等优点,在水下建筑、水轮机、轮船等方面用途很广。
  目前,国内粉末涂料用树脂以聚酯和环氧树脂为主,两者占据99%的市场份额。以聚氨酯、丙烯酸、聚酰胺
等为代表的特种粉末涂料产品数量极少。据推算,国内现有聚酰胺特种粉末涂料产量应不超过200t,占我国粉末
涂料总产量的比例不会超过0.03%,加上进口部分,估计国内年消费量在1000~1200t。国外使用的树脂品种以
尼龙11与尼龙12为主,所占比例同样很小。

三、市场难言乐观
   近年来,随着多家长链二元酸企业陆续建成投产,供需矛盾已经大大缓解。在国内各方面对这一市场前景出
奇一致地表示十分乐观的同时,我们应该看到这样一个事实,即长链二元酸下游市场容量有限,国内市场远未启
动,原料出口仍占很大比例。
   首先,根据我们的推算,目前国内长链二元酸最大的消费领域为尼龙工程塑料,其次为合成香料,而高档热
熔胶、粉末涂料、润滑油等下游消费量仅占很少一部分。2009年国内长链二元酸消费总量约1.3万t,而这些下
游制品还有一部分用来出口,因此,最终消费在国内部分的长链二元酸总量就更少了。
   其次,由于长链二元酸下游产品档次高、价格高、专用性强,因此其市场容量较为稳定,一般不会出现大的
波动。因此,上游原料供给的大规模扩大,必将造成产品利润率大幅降低,近年来长链二元酸价格的下降就是最
好例证。同时,这也造成了部分规模较小、产品质量不甚稳定的企业出现资金链条紧张的状况。因此,可以说行
业的暴利时代已经一去不复返。
   再者,投资新建长链二元酸生产线的资金量庞大。山东瀚霖公司对外宣称的6万t/a生产项目总集资额高达
30亿元,青岛多元3万t/a生产项目总投资将达到20亿元,而上海凯赛在山东济宁建设的1.6万t/a生产项目
总投资就达到了11.3亿元,庞大的资金量对于企业来说风险可见一斑。
   此外,中科院技术的产品成本依然偏高,由于原料来源于石油,因此成本很大程度上受到油价波动的影响;
其次,由于国内生产企业的技术工人流动性大,素质参差不齐,实际上难以严格按照技术规程生产,久而久之容
易造成微生物退化、产率降低,其产品成本将更高。在采访中,该技术第一发明人陈远童教授坦言,今后技术仍
有进一步降低成本的空间,在产酸率一定的条件下,将从使用植物油脂以及缩短发酵工艺时间方面实现突破。
   总之,针对这一情况,笔者认为,对于现有的生产企业一方面应加强生产管理和人员培训,建立起适当的人
才激励机制,稳定生产技术团队;另一方面应着力开发新兴下游市场,如医药中间体等,降低产品成本。新进者
应重视资金链条控制,在下游市场未出现根本改观的条件下,勿盲目投资。行业层面上也应尽早成立行业组织,
加强产业自律,注重知识产权保护,避免互相倾轧,促进行业保持健康良性发展。
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