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生物基原材料风靡橡胶行业
2011年35期 发行日期:2011-09-06
生物基原材料风靡橡胶行业
  目前,石油基橡胶化学品价格上涨,采用可再生原料进行橡胶生产发展迅猛。
    汽车市场生物基材料受青睐
  橡胶产品最大的消费市场——汽车市场业目前大力推广使用可再生材料,不仅仅是轮胎,还包括其他汽车零部
件。
    1. 生物基橡胶广泛使用  2008年全球橡胶消耗总量超过2200万t,而汽车行业的消耗量占据了50%多。一直
以来,美国汽车制造商福特公司都致力于寻求创新方法,使汽车更环保。公司弹性聚合物事业部技术总监Cynthia
Flanigan近日宣称,研究人员以可再生豆油为原料,已成功研制出一种大豆油基橡胶,可提高橡胶汽车零部件性能,
使其更环保。公司生物材料研究人员已为这种新型的大豆油基橡胶申请了专利。作为一种可再生资源,大豆油基橡
胶可用于导流板、散热器、杯架、脚垫、垫圈和密封件等汽车零部件,不仅可以减少原材料二氧化碳的排放,而且
具有优异的拉伸性能。
    2. 可再生的橡胶加工助剂  法国哈金森公司(Hutchinson)主要为汽车行业提供系统和元件。今年7月,哈金
森公司与美国Elevance可再生科学公司建立了合作伙伴关系,共同研发可再生的橡胶加工助剂,以满足客户对于可
再生能源为基础的解决方案日益增长的需求。哈金森销售研发事业部副总裁Andy Shafer表示,双方将以可再生的
石油为原料,合作开发改性的甘油三酸酯和特殊双官能度的材料。

    生物基异戊二烯研发势头迅猛
  异戊二烯是生产聚异戊二烯的关键材料。作为一种合成橡胶,聚异戊二烯可用于轮胎制造。它一般是石脑油或
原油热裂解的副产品,或是乙烯生产的副产品。目前,全球每年异戊二烯的市场需求约85万t,大多公司以石脑油
为原料生产异戊二烯。近期原油价格和市场需求的波动导致异戊二烯价格波动,甚至暴涨。
  自2007年起,美国合成橡胶和轮胎制造商固特异公司与生物技术公司杰能科开始合作,致力于开发一种新方法,
补充其石油基异戊二烯产品的供应。双方建立了一家合资企业,进行生物基异戊二烯的研发。目前,杰能科生物技
术公司正在进行“建设生物基异戊二烯试点工厂”的研究,预计将于明年开始建设。
  近期,美国Glycos生物技术公司(GlycosBio)也宣布进行生物基异戊二烯的研发。该公司表示,其子公司
GlycosBio亚洲公司将启动马来西亚柔佛省生物科技园区——Bio-Xcell的一家粗甘油基异戊二烯生物炼制厂的商
业化生产,设计产能是2万t/a。这家生物炼制厂将于今年第三季度开始建设,预计将于2013年进行调试、测试,
于2013年第一季度投产运营,计划于2014年进行生物基异戊二烯的商业化生产。届时,GlycosBio公司将成为异
戊二烯市场的低成本生产商。同时,该厂还将以粗甘油为原料生产生产工业乙醇和丙酮。GlycosBio首席执行官
Richard Cilento表示,一般来说,在异戊二烯等特种化学品市场,产品服务于某些特定群体,生物加工生产工艺
将更具成本竞争力。这家工厂将由GlycosBio亚洲公司负责运营,产品直接面向生物基异戊二烯亚洲市场,旨在为
马来西亚橡胶工业和新兴区域的合成橡胶市场提供良好的服务。

    生物基异丁烯生产竞争态势加剧
  异丁烯是生产聚丁烯或丁基橡胶的原料,市值估价约达250亿美元(180亿欧元)。异戊二烯、丁二烯、氯丁二
烯、异丁烯等单体发生聚合反应可制备合成橡胶,仅有小部分异戊二烯会发生交联反应。法国全球生物能源公司、
美国生物基异丁醇生产商Gevo公司与德国橡胶化学品公司朗盛是全球三大生物基异丁烯生产商。
  法国全球生物能源公司业务发展部主管Thomas Buhl表示,生物基异丁烯作为公司首个项目,不仅在橡胶市场
发展前景广阔,而且异丁烯发生二聚反应生成异辛烷可用于燃料应用领域。早在去年10月,公司已在实验室成功实
现了葡萄糖直接发酵制备异丁烯。目前正在进行这一生产工艺的工业化。Buhl表示,接下来,公司将在试点工厂测
试该工艺,并且通过酶工程和代谢工程进一步优化该工艺。公司计划到2013年建立工业试验工厂,到2015年建立
工业示范工厂,到2017~2018年启动商业化生产。公司还从今年6月举行的首次公开募股(IPO)中提取660万欧元,
将其中大部分资金用于异丁烯生产工艺的工业化。今年7月,公司还获得了法国创新署(OSEO)47.5万欧元的赠款,
以发展异丁烯项目。公司目前还无法大量生产异丁烯,满足商业应用需求。
  近期,法国全球生物能源公司正在橡胶和轮胎行业寻找有兴趣将其生物基异丁烯转化为丁基橡胶或异戊二烯的
授权合作伙伴。公司拟计划进行特定应用的许可授权,诸如生产丁基橡胶用的生物基异丁烯等。这些受让人可能是
丁基橡胶生产商,亦可能是丁基橡胶消费者。届时,他们可自主进行产品的生产与销售。早在去年12月,公司已把
首个特定应用许可授权给了一个美国公司。公司的技术还适用于异戊二烯、丁二烯及正丁烯等其它化学品。
  目前,Gevo公司正在加紧进行生物基异丁醇的商业化生产。公司总裁兼首席运营官Christopher Ryan表示,
公司异丁醇的生产成本预计远低于石油基异丁醇的生产成本。异丁烯生产过程中面临的挑战在于低成本生物基异丁
醇的生产。较之于石油基异丁烯,Gevo公司以生物基异丁醇为原料生产的生物基异丁烯更具竞争力。由于天然气供
应紧张,C4市场供不应求。Gevo公司还将为对异丁烯生产感兴趣的其他公司供应异丁醇,以满足C4市场日益增长
的需求。公司也将在合适的时机以异丁醇为原料生产异丁烯。  
  Gevo公司的合作伙伴兼投资者朗盛公司近日宣称,采用朗盛自有的脱水工艺,在过去数月,公司已成功地把实
验室规模的异丁醇转化为异丁烯。基于目前的市场情况,朗盛预计再过五年,商业生物基丁基橡胶的市场需求将达
数万吨。轮胎行业的销售额约占朗盛公司总销售额的25%。朗盛没有透露公司为生产丁基橡胶从Gevo公司购买生物
基异丁醇的数量。Smith称,将来,为实现公司旗下加拿大安大略省萨尼亚市丁基橡胶生产厂15万t/a的产能目标,
公司计划采用可再生原料生产其中7.5万t的丁基橡胶。

    积极研发生产生物基丁二烯
  丁二烯是生产合成橡胶的主要原料。全球每年生产丁二烯约1000万t,其中2/3用于生产合成橡胶。剩余的用
于生产尼龙、胶乳、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料和其他聚合物。由于新兴中东地区丁二烯的生产,以及裂解
装置更多地裂解质轻更具成本竞争力的原料等原因,欧洲裂解装置的预期利用率下降,丁二烯市场出现供不应求的
局面。近期,丁二烯的现货价格已飙升至$3/kg多,全球丁二烯市值估价为300亿美元。
  作为绿色化学领域的先驱,朗盛一直致力于突出“以可再生资源为原料,为价值链下游创造更多附加产品”。今
年3月,在比利时举办的第六届ICIS世界烯烃会议上,朗盛石化项目副总裁Christof Krogmann指出,高价的C4
产品,尤其是丁二烯(BD),也可以通过其它工艺进行生产制备。Krogmann称,采用其它替代的工艺路线,如选择
性脱氢工艺生产C4化合物正备受青睐。他阐述了几种可能的工艺路线生产生物基1,3-丁二烯:⑴ 通过Lebedev工
艺,把生物基乙醇转化为丁二烯;⑵ 生物基丁醇先转化为丁烯,然后采用氧化脱氢工艺使其转化为丁二烯;⑶ 采
用脱水工艺,把2,3-丁二醇转化为丁二烯。
  今年7月中旬,法国全球生物能源公司宣布与波兰橡胶生产商Synthos共同研发新型生产工艺,生产生物基丁
二烯。根据协议,全球生物能源公司从Synthos公司销售橡胶生产用的生物基丁二烯中获得了研发经费、数百万欧
元的开发费用和特许权使用费。全球生物能源公司保留了非橡胶应用领域的专属权利;Synthos公司则收购了全球
生物能源公司3.6%的股份,价值140万欧元。
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