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丙烯酰胺:微生物法将取代化学法

2009/9/23/08:55 来源:中国化工热线

   【慧聪制药工业网】开创国内生物法生产大宗化工产品与材料先河的第三代丙烯酰胺生产技术——微生物法工艺,因具有高选择性、高活性和高效率,且产生“三废”少等优点,自问世以来一直备受青睐。在上周召开的2009丙烯酰胺/聚丙烯酰胺产业发展研讨会上,国内权威专家预言,微生物法丙烯酰胺必将逐步取代化学法。

    诞生至今一直领先

    作为微生物法丙烯酰胺技术的主要完成人,中国工程院院士、浙江工业大学名誉校长沈寅初主持建立了我国第一套利用生物技术生产大宗化工原料的工业装置。他表示,目前掌握微生物法丙烯酰胺生产技术的国家只有中国、日本、俄罗斯以及韩国4个国家。其中,我国的生产技术水平已经领先国际。采用国内技术生产的产品不但性能好,酶活力高于国外水平,而且由于采用了游离细胞分离后耦合技术,工艺也较国外更为简单,能耗更少。目前我国已攻克了各种工程放大技术,微生物法丙烯酰胺总产量已居世界第一,拥有了10万吨/年的最大单套装置产能。而且,第三代微生物法丙烯酰胺生产工艺中,以钴离子为辅基的酶的微生物是上海市农药研究所最早从泰山土壤中分离得到的。

    中国工程院院士、南京工业大学校长欧阳平凯也表示,我国微生物法丙烯酰胺生产技术从开发之初到使用至今,始终居国际前列。

    取代只是时间问题

    欧阳平凯表示,微生物法丙烯酰胺开创了国内生物法生产大宗化工产品、材料的先河,突破了国内高分子量、超高分子量聚丙烯酰胺的生产技术,并拓宽了其应用领域。可以说,微生物法从根本上“打倒”了化学法。

    沈寅初表示,从长远来看,微生物法肯定会取代化学法,这只是时间的问题。从产品纯度上看,化学法丙烯酰胺中含有微量铜离子和其他金属离子,反应活性受到一定的影响。微生物法丙烯酰胺则不存在这个问题,反应活性非常高,而反应活性决定了用丙烯酰胺做衍生物的反应速度和产率。由于产品纯度高,因而聚合度高,特别适合于生产“三次采油”用聚丙烯酰胺。另外,从成本上看,仅原料消耗一项,微生物法就具有很大优势,丙烯腈单耗为0.76吨/吨,而化学法为0.82吨/吨。特别是万吨级以上规模,其成本优势将更加明显。

    据统计,2008年我国微生物法丙烯酰胺产量约占丙烯酰胺总量的43%。

    亟待深入纵横开发

    沈寅初指出,微生物法丙烯酰胺生产工艺正日趋成熟,为了扩大应用领域,除了对原有工艺进一步完善外,还要注重开展横纵向研究深入。

    在纵向研究方面,丙烯酰胺单体要在不同领域中得到应用,就必须制成相应的聚合物。采油用聚合物的生产相对简单,在废水处理、造纸等领域中应用则复杂一些,而我国在这方面的技术仍是薄弱环节。沈寅初指出,目前国内各生产厂家都是在现有经验的基础上进行聚合生产,至今没有一个专门的部门对聚合物性质进行系统的研究,因此,我国在聚合物品种的研究上需要加大投入。

    在横向研究方面,含腈化合物是一类重要化合物,该领域涉及到三个酶(腈水解酶、腈水合酶、酰胺酶)的催化。目前对丙烯酰胺生产中的腈水合酶研究已经取得进展,如果能够对另外两种酶加以深入研究,将可扩大腈化合物产业,开发出烟酰胺、扁桃酸、α-氨基酸、α-羧基酸、α-羧基酰胺等多种酰胺类及羧酸类产品。经过相关大学和研究单位开展系统化研究,有望形成以丙烯酰胺为骨干产品的含腈化合物生物转化产业联盟。














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