大成生化科技集團(tuán)創(chuàng)建于1994年，總部設(shè)在香港，是目前亞洲最大的玉米精深加工企業(yè)，擁有8大系列產(chǎn)品，業(yè)務(wù)遍及世界各地。2007年，大成集團(tuán)通過技術(shù)積累和自主創(chuàng)新，將生物與化工領(lǐng)先科技完美結(jié)合，成功建成了全球第一條采用可再生資源年產(chǎn)22萬噸的工業(yè)化生產(chǎn)線。未來5年，該生產(chǎn)線將努力擴(kuò)展至300萬噸規(guī)模，產(chǎn)品包括生物基樹脂醇、丙二醇和乙二醇等產(chǎn)品系列，為“后石油時代”化工基礎(chǔ)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了美好的憧憬，也為聚酯工業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級提供了一個新的選擇。
中國化纖工業(yè)增長的困惑 原料進(jìn)口依存度過高
中國是世界上最大的化纖生產(chǎn)國，2007年化纖產(chǎn)量約2700萬噸，占全球化纖總量的40%，而化纖工業(yè)90％以上的產(chǎn)品基于石油產(chǎn)業(yè)，原料成本占生產(chǎn)成本的80％以上。由于我國化纖原料工業(yè)發(fā)展嚴(yán)重滯后，進(jìn)口量約占化纖原料總需求量的2/3，對外依存度實(shí)際上已經(jīng)超過了行業(yè)平穩(wěn)發(fā)展的安全警戒線。
2008年，受到國際石油價格走高和人民幣升值的影響，國內(nèi)化纖行業(yè)隨即又舉步維艱，化纖行業(yè)的大起大落給整個產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展帶來極大的投資風(fēng)險和不穩(wěn)定性。
現(xiàn)有石油產(chǎn)量緊缺
根據(jù)有關(guān)資料計算，2007年我國進(jìn)口乙二醇約500萬噸，加上國產(chǎn)157萬噸，表觀消耗量達(dá)到了657萬噸，相當(dāng)于需要330萬噸乙烯，或者1150萬噸石腦油，相當(dāng)于7665萬噸原油加工量。事實(shí)上，中國作為一個缺油的國家，如果不進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，很難在短期內(nèi)提高乙二醇的自給率，因而在今后一段時期內(nèi)仍然將維持很高的進(jìn)口依存度。
如果今后化纖工業(yè)增長所依賴的基礎(chǔ)化工原料依然依靠進(jìn)口原油加工或者產(chǎn)成品來支持，按照現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，我國化纖行業(yè)發(fā)展難以擺脫大起大落的困局。
傳統(tǒng)化纖行業(yè)增長極限到來前的產(chǎn)業(yè)布局
如果一個產(chǎn)業(yè)鏈的原料和市場在外，初級加工過程在中國，假如源頭方面原油及其化工原料不斷漲價，中間各種以人民幣結(jié)算的加工成本持續(xù)上升，市場方面所賺取的美金兌人民幣卻不斷貶值，這個產(chǎn)業(yè)鏈將難以為繼。今天，我們所面對的國內(nèi)外經(jīng)營環(huán)境就是這種狀況。
解決辦法之一，就是以全球產(chǎn)業(yè)鏈為視野，將國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈源頭延伸到中東或印度原料產(chǎn)區(qū)，通過投資、參股或控股等方式，參與基礎(chǔ)化工原料生產(chǎn)，確保穩(wěn)定的原料來源；產(chǎn)業(yè)鏈最后部分，通過文化推廣、產(chǎn)品設(shè)計和包裝，提升附加價值。
解決辦法之二，就是中國化纖工業(yè)協(xié)會提出的“技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好”十六字方針，通過技術(shù)創(chuàng)新，提升產(chǎn)品附加值；通過產(chǎn)業(yè)升級，提高效率、降低成本，增強(qiáng)整體競爭力；通過發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好技術(shù)實(shí)現(xiàn)“十一五”化纖工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
抓住機(jī)遇，迎接21世紀(jì)“BT”時代的到來
生物科技產(chǎn)業(yè)時代正在到來
21世紀(jì)將是生物技術(shù)BT（Bio－technology）產(chǎn)業(yè)的時代。隨著基因技術(shù)和生物酶技術(shù)的推廣應(yīng)用，與不可再生的石油、煤、天然氣等化石能源相比，可再生的木本植物、草本植物、種子和藻類等生物品種，采用生物技術(shù)，已經(jīng)生產(chǎn)出燃料乙醇、生物柴油、精細(xì)化學(xué)品等上千種產(chǎn)品。
例如，來自美國杜邦公司生物法1,3-丙二醇的PTT纖維，以及美國嘉吉公司通過葡萄糖轉(zhuǎn)化成乳酸聚合的PLA纖維等等，已成為化纖企業(yè)追逐的熱點(diǎn)。在新的科技制高點(diǎn)上我國正奮起直追。
國家產(chǎn)業(yè)政策為化纖行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供了條件
由國家發(fā)改委編制的《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》指出，“按照走新型工業(yè)化道路的要求，大力發(fā)展生物基產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對化石原料的部分替代。加快用生物技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)工藝，減少工業(yè)生產(chǎn)能耗與污染物排放。”
《化纖工業(yè)“十一五”發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)意見》也同樣把“生物法多元醇技術(shù)研發(fā)”列入了化纖生物質(zhì)工程技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，爭取以生物法丙二醇（PDO）、乙二醇（EG）、丁二醇（BG）等為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破。
圍繞生物基多元醇構(gòu)建中國化纖產(chǎn)業(yè)鏈
如果僅僅以生物基多元醇作為石油基乙二醇的一種替代補(bǔ)充產(chǎn)品，或者是一個差別化產(chǎn)品來看待，將會大大局限現(xiàn)有化纖產(chǎn)業(yè)升級與發(fā)展的思路。
基于對生物化工科技的認(rèn)識，這些生物基多元醇僅是生物化工技術(shù)發(fā)展的一個起點(diǎn)，透過對碳水化合物分子結(jié)構(gòu)的理解，未來將可以由此開發(fā)出相關(guān)的多元酸和多元醇，并從原料開發(fā)與加工、設(shè)備設(shè)計與制造、產(chǎn)品設(shè)計與加工工藝、成品包裝與應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，最終將會形成類似基于石化原料的閉合的生化纖維產(chǎn)業(yè)鏈。
乙二醇各種加工技術(shù)
隨著石油價格的不斷上漲，促使人們開始大量探索新的原料、新工藝和新方法，積極開發(fā)乙二醇產(chǎn)品，以滿足石化和化纖行業(yè)不斷增長的需要。
采用石油生產(chǎn)乙二醇的工藝路線
主要有環(huán)氧乙烷直接水合法、環(huán)氧乙烷催化水合法、乙二醇和碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)技術(shù)以及碳酸乙烯酯水解合成乙二醇等技術(shù)等，成熟的石化工藝路線如下：
乙二醇非石油工藝路線
合成氣直接合成法 利用天然氣中的CO和H2在釕和銠催化劑作用下，通過高溫高壓直接合成乙二醇。
草酸酯加氫合成法 2005年開始，中科院與丹陽市丹化金煤化工有限公司合作，建成300t/a乙二醇中試裝置和10000t/a乙二醇工業(yè)化試驗(yàn)裝置各一套。2007年，在內(nèi)蒙古通遼建設(shè)一條20萬t/a乙二醇工業(yè)示范裝置。其核心技術(shù)是把經(jīng)過適當(dāng)處理的褐煤送入反應(yīng)器，在一定溫度和壓力下通過氣化劑（空氣或氧氣+蒸汽），使煤不完全燃燒，這樣就能以一定的流動方式將煤轉(zhuǎn)化成CO和H2混合的合成氣，然后由CO進(jìn)行氣相反應(yīng)生成草酸酯，再由草酸酯加氫生成乙二醇。
來自可再生資源的乙二醇技術(shù)
2005年，大成集團(tuán)首先通過發(fā)酵法生產(chǎn)葡萄糖，隨后轉(zhuǎn)化成糖醇，再加氫催化裂解的方法建成了年產(chǎn)2萬噸的中試生產(chǎn)線，2007年在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新發(fā)展了年產(chǎn)20萬噸的工業(yè)化示范裝置。自然界中的碳水化合物，無論是淀粉基的多糖類作物，例如，玉米、小麥、土豆、地瓜、甜菜等高產(chǎn)作物；還是單糖或多糖類農(nóng)作物，例如，甜高粱、菊芋和木薯等均可以作為生物基乙二醇原料?；驹砣缦拢?
與石油基乙二醇工藝路線不同，該技術(shù)路線不需要消耗大量氧氣，沒有廢氣、廢水排放，所需原料屬于可再生，來源豐富，因而屬于環(huán)境友好技術(shù)。今天，由大成集團(tuán)自己命名的“樹脂醇”（其中，生物基丙二醇、乙二醇和丁二醇含量分別為60%、30%和10%）已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)的不飽和樹脂行業(yè)，對于減少我國對進(jìn)口多元醇的依賴發(fā)揮了重要的作用。
采用“煤、電、化工一體化”建設(shè)的生物基乙二醇裝置
大成集團(tuán)的整個生產(chǎn)裝置主要由四個部分組成：原料準(zhǔn)備車間、制氫車間、加氫催化車間、分離提純車間。生產(chǎn)車間所需能源由熱電廠提供，產(chǎn)生的水蒸氣用作制氫和反應(yīng)物蒸餾分離提純熱媒、產(chǎn)生的氫氣用于加氫催化和裂解，實(shí)現(xiàn)“煤、電、化工一體化”建設(shè)。
由于各種資源的循環(huán)利用，大大降低了生產(chǎn)加工成本，使到生物基乙二醇具有非常強(qiáng)的價格競爭優(yōu)勢，因而成為綠色可再生資源型產(chǎn)品。
來自綠色乙二醇的一種新型PDT聚酯
生物基乙二醇可直接作為聚酯工業(yè)的原料，并可利用現(xiàn)有的聚合設(shè)備與精對苯二甲酸進(jìn)行酯化，再縮聚，制得紡絲性能和染色性能比現(xiàn)有聚酯更為優(yōu)異的新型共聚酯纖維，這一性質(zhì)是由于生物基乙二醇中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％左右的丙二醇、丁二醇和戊二醇等多組分二元醇。因此，我們將這種聚酯稱為“聚對苯二甲酸多組分二元醇酯”，英文全稱為“Poly Dihydricalcohols Terephthalate”，也可簡稱PDT（已作商標(biāo)注冊）。
由大成集團(tuán)與東華大學(xué)聯(lián)合組成的研發(fā)機(jī)構(gòu)經(jīng)過2年多的探索和研究，已經(jīng)完成了生物基乙二醇從聚合、紡絲、加彈、織造、染色到制衣的產(chǎn)業(yè)化全過程中試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：生物基乙二醇因含有微量的1，2-丙二醇并不會妨礙聚合，正是由于對苯二甲酸（PTA）與丙二醇分子聚合時甲基“－CH3”的引入，在長鏈大分子中增加了一定數(shù)量的支鏈，改變了對苯二甲酸與乙二醇聚合時對稱的緊密結(jié)構(gòu)，增加了非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，共聚物熔點(diǎn)下降，從而使PDT呈現(xiàn)了與PET所不具備的一些特性。切片的熔點(diǎn)、紡絲溫度以及染色溫度較石油基聚酯低約15~20℃，這對企業(yè)的節(jié)能降耗具有重要意義；生物基乙二醇中因含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％左右的其他二元醇，使得制得的纖維物理指標(biāo)和染色性能接近PTT纖維；PDT聚酯十分適合生產(chǎn)超細(xì)纖維、深染纖維以及應(yīng)用于制膜或者瓶片聚酯。
追求構(gòu)建于生物質(zhì)的聚酯產(chǎn)業(yè)鏈
隨著生物化工技術(shù)的深入發(fā)展，人們利用生物質(zhì)開發(fā)各種石油替代資源越來越成為可能，由美國嘉吉公司開發(fā)的聚乳酸纖維就是一個典型例子，這種纖維具有類似于丙綸的性能，而且可以完全降解。還有一種叫做聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的聚合物，其中所采用的原料丁二酸和丁二醇均可以生物質(zhì)發(fā)酵生成，因而正受到人們的重視，除了可以作為塑料增韌劑之外，還具有可降解功能，已被北京奧運(yùn)會列入優(yōu)選耗材。
因此，淀粉基農(nóng)作物越來越扮演類似于石油的功能，通過它轉(zhuǎn)化得到水解淀粉或單糖十分類似于石腦油。水解淀粉發(fā)酵得到的乙醇已經(jīng)成為重要的汽車燃料組分，另外還可發(fā)酵成多種二元酸；單糖可以裂解得到各種二元醇，由二元酸和二元醇聚合得到的高分子材料將扮演類似聚酯的作用，這個構(gòu)建于生物質(zhì)的聚酯產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋€未來可以實(shí)現(xiàn)的夢想。
