近日, 工業(yè)和信息化部 發(fā) 布《精細(xì)化工關(guān)鍵產(chǎn)品創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥入圍揭榜單位(公示稿)》,其中5-羥甲基糠醛(HMF)作為唯一的生物制造產(chǎn)品入選 “中間體原料” 類別。
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值得注意的是,油氣巨頭中國石化也入圍了該名單, 旗下中石化(大連)石油化工研究院曾聯(lián)合浙 大、北京化工大學(xué)等高校發(fā)布過多篇HMF相關(guān)論文。
早在2024年,中石化前董事長馬永生就表示,公司將著力推動(dòng)轉(zhuǎn)型升級(jí),培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,“積極布局新材料、生物技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)”。
此次中石化押注的生物制造材料 5-羥甲基糠醛(HMF)也值得關(guān)注,該產(chǎn)物有“黃金中間體”之稱,米其林、巴斯夫等全球化工龍頭都在該領(lǐng)域有押注。
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全球爭搶的“萬能中間體”
5-羥甲基糠醛(5-HMF)是一種擁有淀粉、蔗糖、木質(zhì)纖維素等廣泛來源的生物質(zhì)原料,全球市場規(guī)模約為3000萬美元。
5-HMF 是生物基平臺(tái)化合物中唯一帶有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,在其呋喃環(huán)的2,5位分別有一個(gè)醛基和一個(gè)羥甲基,反應(yīng)活性很高。
這一特性讓HMF擁有極為豐富的化學(xué)反應(yīng)性,可轉(zhuǎn)化為數(shù)百種高價(jià)值衍生物,被譽(yù)為生物質(zhì)轉(zhuǎn)化“萬能中間體”。
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全球各國都看見了HMF的戰(zhàn)略價(jià)值,美國能源部將其列為最具價(jià)值的12種生物質(zhì)平臺(tái)分子之一, 歐盟則將HMF批準(zhǔn)為食用香料,為食品領(lǐng)域拓展提供法規(guī)基礎(chǔ)。
從工信部的揭榜掛帥文件中看,本次入選更多是看中了其作為平臺(tái)化合物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,其中寫道:
(HMF)用于生產(chǎn)呋喃二甲酸(FDCA)、二甲基呋喃(DMF)、四氫呋喃二甲醇(THFDM)等呋喃類衍生產(chǎn)品的關(guān)鍵原料,呋喃類衍生產(chǎn)品主要應(yīng)用于液體包裝、紡織化纖、添加劑、特種燃料等領(lǐng)域。 2025年精細(xì)化工關(guān)鍵產(chǎn)品創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥任務(wù)榜單
另一方面,5-HMF也有“沉睡的巨人”之稱,除了技術(shù)上存在著易降解、提純難的問題外,還存在著經(jīng)濟(jì)性的挑戰(zhàn)。
主流HMF工藝路線采用果糖為原料,其價(jià)格是葡萄糖的3倍,原料成本居高不下;其主流產(chǎn)物PEF在高度成熟的傳統(tǒng)石油基PET市場中也頗具阻力,這些都是大規(guī)模應(yīng)用必須直面的難題。
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這些中國企業(yè)走在前列
商業(yè)化方面,瑞士公司AVA Biochem在2014年率先實(shí)現(xiàn)HMF的工業(yè)化生產(chǎn),該公司是從木質(zhì)纖維素制備生物炭的過程中作為副產(chǎn)品獲得HMF,規(guī)模較小,每年僅數(shù)百噸。
去年五月,法國輪胎巨頭米其林斥約5億人民幣建設(shè)了年產(chǎn)能3000噸的HMF工廠,主要應(yīng)用于公司旗下ResiCare系列樹脂,預(yù)計(jì)2026年投產(chǎn),一度是全球最大HMF項(xiàng)目。
與此同時(shí),中國在全球5-HMF/FDCA/PEF產(chǎn)業(yè)鏈中的地位顯著提升,已從"跟隨者"轉(zhuǎn)變?yōu)?領(lǐng)先者",以下三家企業(yè)是主要參與者。
糖能科技: 由中國科學(xué)院寧波材料所參與創(chuàng)辦,是國內(nèi)有關(guān) 5-HMF和FDC專利最多的企業(yè)之一。
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糖能科技5-羥甲基糠醛(HMF)千噸線項(xiàng)目生產(chǎn)車間
去年11月啟動(dòng)了萬噸級(jí)5-羥甲基糠醛(HMF)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目,這是全球已知的首條HMF萬噸產(chǎn)線,將改變我國HMF產(chǎn)品的進(jìn)口貿(mào)易格局,并有效加速下游生物基呋喃新材料產(chǎn)品的開發(fā)。
利夫生物:專注于呋喃類材料的研發(fā)和生產(chǎn),核心產(chǎn)品有PEF纖維、PEF樹脂和FDCA。已建成千噸級(jí)HMF(2,5-羥甲基糠醛)產(chǎn)線,正在布局萬噸產(chǎn)能。
公司已與多家世界500強(qiáng)和產(chǎn)業(yè)龍頭建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系,共同推進(jìn)生物基材料在食品飲料包裝、高檔紡織服飾等領(lǐng)域的應(yīng)用。
中科國生:源自中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,研發(fā)了5-HMF連續(xù)流生產(chǎn)工藝、用粗品HMF量產(chǎn)FDCA工藝等,實(shí)現(xiàn)了FDCA的全流程降本。
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中科國生的 FDCA
公司已在 江蘇泰興建設(shè)生產(chǎn)基地,建成后將達(dá)成5-羥甲基糠醛(HMF)1.5萬噸、2,5-呋喃二甲酸(FDCA)1萬噸產(chǎn)能。
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