La industria química fina entra en la etapa de transformación verde

Del 24 al 25 de noviembre de 2023, se celebró la 23ª Conferencia Nacional de la industria química fina (binhai). En la reunión, Luo yamin, Vicepresidente del Grupo Nacional de cooperación de la industria de materias primas químicas finas e intermediarios, señaló que después de años de desarrollo, la industria química fina de China ocupa una posición prominente y ventajas en el patrón global de la industria química, y gradualmente ha entrado en la etapa de desarrollo verde, transformación y modernización. La escala de valor de producción anual de la industria química fina nacional es de 4 billones a 5 billones de yuanes, formando un sistema industrial relativamente completo de categorías de productos.

La tasa de crecimiento anual promedio del mercado químico fino de China en los próximos cinco años será de aproximadamente 6%.

La industria química fina es la abreviatura de Ingeniería Química Fina o industria química fina en el campo industrial, especialmente el diseño, innovación, investigación y desarrollo, fabricación y aplicación de productos químicos finos con requisitos integrales para funciones y propiedades, y también es una de las áreas emergentes más dinámicas de la industria química actual.

Zou shuping, Profesor de la Universidad Tecnológica de zhejiang, presentó en el Foro que la industria química fina tiene las características de una gran variedad, alto contenido técnico, alto valor agregado del producto y una amplia superficie de radiación, que incluye 11 categorías: pesticidas, tintes, sustancias de alta pureza, catalizadores y materiales poliméricos funcionales, API y así sucesivamente. Entre ellos, la proporción de API e intermediarios, plaguicidas e intermediarios alcanza más del 32%, lo que está relacionado con asuntos importantes como el medio ambiente, la salud y la seguridad.

Luo Yamin dijo que la tasa de crecimiento anual promedio del mercado mundial de productos químicos finos en los próximos cinco años será del 3% al 4%, y la escala general alcanzará los 2,8 billones de dólares estadounidenses en 2027. Entre todas las regiones de consumo, el mercado químico fino de China tiene la tasa de crecimiento anual más rápida, alrededor del 6%. En los próximos cinco años, los productos químicos de batería, los productos químicos electrónicos, la medicina, los nutrientes, los adhesivos y selladores, los sabores y fragancias mostrarán una tasa de crecimiento superior a la media de la industria.

Según el "informe de investigación sobre las perspectivas del mercado y las oportunidades de inversión de la industria química fina de china" publicado por el Instituto de investigación industrial de CICC pricewaterhousecoopers, se espera que el tamaño del mercado de la industria química fina de China alcance los 11 billones de yuanes en 2027. Al mismo tiempo, la tasa de productos químicos finos en China (la proporción del valor de producción de productos químicos finos en el valor total de la producción química) también está aumentando año tras año, del 36,5% en 2016 al 41,2% en 2021, y está previsto que aumente al 55% en 2025. Yuan bin, académica de la Academia Europea de humanidades y ciencias naturales y Decana de la escuela de gestión de emergencias de zhejiang, señaló que China ha construido más de 30 centros de tecnología química fina en nuevos campos, hasta 5.000 empresas de producción química fina en nuevos campos, decenas de miles de tipos de productos producidos y una capacidad de producción anual de más de 2.000 toneladas.

Durante el período de transformación de la industria química de china, la industria química fina se enfrentará a enormes oportunidades de modernización: los rápidos cambios en la demanda del mercado aguas abajo impulsan el progreso continuo de la tecnología y los productos de la industria química fina, mientras que el objetivo de "doble carbono" y la tendencia digital también están cambiando la esencia de La industria química fina.

Promover el desarrollo de la industria química fina con tecnología de fabricación biológica

En cuanto a la tendencia de desarrollo de la industria química fina en China en el futuro, Yuan Bin cree que la industria química fina, como parte importante de la industria química, su proporción (tasa de la industria química fina) refleja el nivel de desarrollo de la industria química de un país, proporciona abundantes recursos materiales para el desarrollo y el progreso de la sociedad y es una de las industrias indispensables e importantes de la sociedad humana en la actualidad.

Zou Shuping señaló que con la mejora de los requisitos de las industrias avanzadas para el medio ambiente y las normas industriales, los problemas de fabricación química tradicional se han vuelto cada vez más prominentes: el alto consumo de materias primas en el proceso de fabricación, las grandes emisiones de "tres residuos" y la grave contaminación ambiental, y la producción media de productos secundarios de 5 a 50 kilogramos por kilogramo de productos químicos finos en la producción química; Los pasos de reacción de la vía sintética son largos y el rendimiento es bajo; El nivel de impurezas y control de calidad del producto es pobre. Bajo el objetivo de "doble carbono", la transformación verde de la industria química fina se ha convertido en un consenso mundial y la dirección de desarrollo estratégico de china. El uso de la tecnología de fabricación biológica puede promover el desarrollo de la industria química fina. Las ventajas de la tecnología de fabricación biológica coinciden perfectamente con las necesidades de la industria química fina para procesos, vías y calidad, lo que ayuda a mejorar la calidad de los productos y reducir el carbono en los procesos de producción a gran escala. Con la biotecnología como núcleo, utilizando tejidos biológicos o organismos vivos para el procesamiento de sustancias e integrando teorías y métodos como la ingeniería, la química y la física, la producción ecológica con bajas emisiones de carbono de productos químicos finos puede lograr una reducción del consumo industrial de energía entre un 15% y un 80%, una reducción del consumo de materias primas entre un 35% y un 75%, una reducción de la contaminación del aire entre un 50% y un 90%, una reducción de la contaminación del agua entre un 33% y un 80% y una reducción de los costos de producción entre un 9% y un 90%.

Yao xianping, académico de la Academia Rusa de ciencias naturales y Presidente del Instituto de investigación química de hangzhou, dijo que los materiales biológicos son portadores efectivos para la recolección de carbono, la fijación de carbono y el uso eficiente del carbono, y la tasa de crecimiento anual de los materiales biológicos globales es del 27%. Cada año, la energía de biomasa mundial es de 148.000 a 180.000 millones de toneladas, solo se utiliza el 3%, los productos biológicos estadounidenses reemplazarán el 25% de los productos químicos orgánicos y el 20% de las materias primas petroleras en 2030, y alrededor del 85% de los plásticos pueden ser reemplazados por plásticos biológicos.

Tendencia de desarrollo de la industria química fina

La industria química fina es un campo industrial de alto valor agregado y alto contenido tecnológico. al desarrollar la industria química fina, podemos mejorar la competitividad industrial nacional, lograr la optimización y utilización de los recursos, promover la mejora de la estructura económica, mejorar la capacidad de innovación científica y tecnológica y ampliar el comercio exterior.

Fortalecer la innovación tecnológica, enfatizar y optimizar la estructura de los productos químicos finos y centrarse en el desarrollo de productos de alto rendimiento, especializados, compuestos y ecológicos son direcciones importantes para el desarrollo de la industria química fina.

1.El Estado concede gran importancia al desarrollo de productos químicos finos en el campo de la vida y la salud de las personas: tintes funcionales

Los tintes funcionales utilizados en el campo de la vida y la salud para el diagnóstico de enfermedades, la detección temprana del cáncer, la secuenciación genética, la navegación quirúrgica fluorescente y otros marcadores e imágenes se convertirán en la dirección de desarrollo de la nueva generación de tintes funcionales y proporcionarán herramientas poderosas para que los seres humanos conquisten enfermedades como el cáncer. Más importante aún, la acción de los tintes ha pasado de la impresión y el teñido textiles tradicionales a productos químicos especiales de alta gama indispensables para industrias emergentes como fotosensores, fotorresistentes, sondas fluorescentes y materiales de visualización óptica, y se aplica en áreas relacionadas como el teñido textil ecológico, el etiquetado biomarcador, la integración del diagnóstico y tratamiento de enfermedades y la información electrónica.

2.Los tensoactivos tienen una aplicación muy amplia e importante en el campo de la microelectrónica y la tecnología de la información.

Los tensoactivos pueden reducir eficazmente el daño y la contaminación de los materiales en los procesos de corte, molienda, pulido, litografía y limpieza de materiales de silicio durante la fabricación de circuitos integrados semiconductores; También es un componente necesario en muchas informaciones y materiales sensibles a la luz, como impresión, copia y desarrollo. Los tensoactivos de China tienen una gran brecha con los países extranjeros en el campo de la Alta tecnología, como aditivos de alta gama en el campo de los materiales, limpiadores y anticongelantes a baja temperatura para la defensa nacional, limpiadores y grabadores de chips en el campo fotovoltaico de semiconductores, portadores de medicamentos en el campo de la vida y otros tensoactivos de alta gama dependen del 90% de las importaciones, por lo que es urgente llevar a cabo investigación y desarrollo independientes innovadores.

3.Tecnología creativa y aplicación de pesticidas verdes

Fortalecer aún más la estrategia de innovación de plaguicidas basada en la orientación a objetivos, la orientación a productos naturales y la derivación de intermediarios para lograr la innovación original. Construir una plataforma de selección de actividades biológicas para promover el sistema de evaluación y desarrollo de nuevos compuestos a través del intercambio, reunir la fuerza de la investigación científica, las empresas y el gobierno, y lograr el salto de China de un gran país de plaguicidas a un país fuerte de plaguicidas.

4.Los productos químicos energéticos y la sensación de contundencia de alta energía serán los principales objetivos de desarrollo.

Los compuestos híbridos ricos en nitrógeno y nitrógeno total tienen una mayor energía, pero cómo sintetizarlos por lotes es un gran desafío; Los azólidos, los furanos y las sales iónicas energéticas tienen una alta energía y excelentes propiedades de seguridad, y tienen amplias perspectivas. Los propulsores y los combustibles de alta energía son las principales fuentes de energía de la industria aeroespacial, y el verde de alta energía es la principal dirección de desarrollo: los combustibles y propulsores con mayor energía y mayor densidad pueden aumentar aún más la carga útil de los aviones y prolongar el alcance; Los compuestos energéticos más seguros y respetuosos con el medio ambiente están reemplazando gradualmente los propulsores y combustibles de alto riesgo; Los propulsores sólidos y líquidos y los combustibles muestran una tendencia de fusión cruzada, que se ha convertido en una nueva forma de aumentar la energía de propulsión.

5.La era digital e Internet da nueva vitalidad y espacio de desarrollo a la imagen sensible a la luz

El núcleo de la imagen digital es la imagen digital en red o el contenido digital. China ha hecho esfuerzos continuos y ha logrado algunos avances y avances importantes en el campo de los terminales móviles digitales, como teléfonos inteligentes y tabletas. cómo pasar de la simple fabricación China al diseño y fabricación chinos, como centrarse en los problemas técnicos de "cuello atascado" en áreas de investigación emergentes como la fabricación de productos químicos de información electrónica de alta gama, dominar las tecnologías clave básicas y ampliar la cobertura sigue siendo un camino difícil y largo.

En el futuro, a través de una profunda combinación de diseño molecular, síntesis de materiales, separación y purificación, aplicación y fabricación, China continuará rompiendo la tecnología de "cuello atascado" en el campo de los productos químicos de información electrónica.

Instituto de química del norte: lograr la preparación verde y a gran escala del isosorbida

El isosorbitol es una nueva materia prima química a base biológica, verde, no tóxica y con excelentes propiedades quirales. En los últimos años, bajo la tendencia de desarrollo de la base biológica, el uso del Sorbitol como comonómero para mejorar las propiedades de polímeros como poliéster, poliuretano, poliéter y policarbonato se ha convertido en un foco de investigación de mercado.

El isosorbitol es una alternativa ideal al bpa. los materiales de policarbonato a base de isosorbitol polimerizados por él son mejores que los policarbonato tradicionales de BPA en transparencia, resistencia al desgaste, resistencia al impacto y bioseguridad. tiene amplias perspectivas de mercado en aplicaciones como automóviles, materiales de decoración e instrumentos ópticos. Al mismo tiempo, su biodegradabilidad también le da un gran potencial en el campo de la protección del medio ambiente, haciendo que los productos modificados tengan una mejor resistencia a la tracción y degradabilidad ambiental a través de la resina pbat modificada por isosorbitol, que se puede aplicar a la producción de películas agrícolas, pajitas desechables y bolsas de embalaje. Además, los plastificantes a base de isosorbida pueden reemplazar a los plastificantes tradicionales de ftalatos y tienen buenas perspectivas de mercado en aplicaciones como productos para niños, alimentos y dispositivos médicos. Se puede predecir que a medida que la tecnología de producción de isosorbida se vuelva cada vez más madura y los costos de producción se reduzcan aún más, su campo de aplicación se ampliará aún más.

En la actualidad, la industrialización del isosorbitol de grado poliéster todavía está en blanco en china. A diferencia de las materias primas poliméricas tradicionales que provienen de la energía fósil, las materias primas para la síntesis de isosorbida provienen de biomasa renovable rica en celulosa, almidón y otras fuentes. sus métodos de síntesis industriales tradicionales utilizan ácido sulfúrico concentrado líquido como catalizador, lo que tiene problemas como altos requisitos de equipos, mala selectividad y bajo rendimiento, lo que resulta en altos costos de producción.

El equipo de investigación científica de isosorbitol del Instituto de química del Norte desarrolló un nuevo catalizador de ácido sólido, resolvió el problema de la baja selectividad del producto objetivo en el proceso de preparación de isosorbitol con un proceso sin disolvente de "método de un solo paso" y completó la prueba piloto de amplificación de todo el proceso para lograr la preparación verde y a gran escala de isosorbitol, y la calidad del producto alcanzó las especificaciones de poliéster. El equipo de investigación científica se ha centrado activamente en el diseño de catalizadores, la innovación de procesos de reacción, los métodos de separación y purificación y la aplicación de productos, y ha solicitado 13 patentes de invención chinas, de las cuales 4 han sido autorizadas; Se solicitó una patente extranjera, y la tecnología tiene derechos de propiedad intelectual completamente independientes.

A continuación, el equipo de investigación científica del Instituto de química del Norte continuará innovando y hará contribuciones positivas para lograr la industrialización del isosorbitol de grado poliéster en China lo antes posible, promover el desarrollo verde y lograr los objetivos de "doble carbono".

Instituto de dalian: ha trabajado profundamente en el campo de los productos químicos finos a base biológica durante muchos años.

Los productos químicos finos a base biológica se refieren a productos químicos respetuosos con el medio ambiente fabricados a partir de biomasa o (y) a través de procesos de reacción biológica. Desde el punto de vista técnico, casi todos los productos químicos finos hechos de energía fósil pueden ser reemplazados por grupos biológicos, incluidos bioalcoholes, ácidos orgánicos, ácidos adípicos, diaminas y dioles que contienen de 2 a 6 átomos de carbono. Entre estos productos químicos, los más potenciales de desarrollo son los ácidos binarios de cadena larga, los grupos biológicos 1,6 - hexadiol, el ácido succínico biológico y el lactida, entre otros, que se pueden utilizar en la producción de nylon y poliéster a granel. Los productos químicos finos a base biológica pueden reemplazar los compuestos a base de energía fósil, tienen muchas ventajas, como la reducción de carbono y la sostenibilidad, y pueden traer nuevas oportunidades al mercado.

El Instituto Dalian ha cultivado profundamente en el campo de los productos químicos finos a base biológica durante muchos años y ha formado productos químicos a base biológica como ácidos adípicos, dioles y ésteres clave.

La tecnología de producción de ácidos binarios de cadena larga por fermentación microbiana es una tecnología de fabricación biológica de ácidos binarios de cadena larga que se transforma en el número de carbono correspondiente a través de procesos metabólicos microbianos específicos con alcanos de cadena larga como materia prima. En 2006, la primera generación de tecnología de ácido binario de cadena larga del Instituto Dalian logró aplicaciones industriales; En 2012, en respuesta a las necesidades de actualización tecnológica, el Instituto Dalian aceleró la investigación de la tecnología de optimización de procesos y la tecnología de amplificación de ingeniería, y llevó a cabo el desarrollo de la segunda generación de tecnología de preparación de ácidos binarios de cadena larga; En 2016, "investigación sobre problemas científicos clave en el proceso de preparación de ácidos binarios de cadena larga por biotransformación de tecnología de fermentación de segunda generación" ganó el tercer premio del Premio Científico de investigación básica prospectiva de sinopec; En 2019, la segunda generación de tecnología completa de ácido binario de cadena larga desarrollada por el Instituto Dalian completó la prueba industrial y la producción de prueba de 1000 toneladas por año.

Después de años de investigación técnica, el Instituto Dalian ha logrado la conexión de todo el proceso, desde la CEPA de fermentación hasta el proceso de fermentación y el proceso de refinamiento, y ha completado sucesivamente la prueba de la industria de bacterias y la prueba de la industria de refinamiento de productos, y sobre esta base, ha completado el desarrollo de un conjunto completo de paquetes de tecnología de 55.000 toneladas por año. En 2023, se autorizó a una empresa de Mongolia Interior a invertir en la construcción de una planta de 10000 toneladas por año, y se implementó por primera vez una licencia completa de tecnología de proceso.

El 1,4 - butanodiol (bdo) es un monómero de materiales degradables de poliéster, y el butanodiol biológico proporciona una fuente de base biológica para los materiales degradables. Sobre la base de la tecnología BDO de la primera generación de método de ácido maleico, el Instituto Dalian ha desarrollado un conjunto completo de tecnología BDO a base biológica, que utiliza ácido maleico a base biológica como materia prima para obtener BDO a base biológica a través de rutas de Esterificación e hidrogenación. En 2022, el conjunto completo de tecnología BDO de base biológica permitió a una empresa de Shandong invertir en la construcción de una planta de 30000 toneladas por año para lograr la primera licencia técnica.

Como monómeros clave en la síntesis de ácido poliláctico, la Lactida tiene barreras técnicas relativamente altas para su preparación y es una tecnología de "cuello atascado" que restringe el desarrollo de la industria nacional de ácido poliláctico. En respuesta al problema del "punto de tarjeta" en el proceso de síntesis de lactida, el Instituto Dalian ha desarrollado reactores y equipos exclusivos, lo que mejora efectivamente el rendimiento del producto y reduce el consumo de energía y los costos de producción. Hasta ahora, la tecnología de prueba pequeña ha pasado la evaluación de la tecnología petroquímica de china, y el conjunto está en el nivel líder nacional; Se ha completado el estudio piloto de amplificación, se ha abierto todo el proceso de preparación continua de lactida, se ha verificado la viabilidad del proceso y el equipo de desarrollo independiente, se han obtenido monómeros de Lactida de grado agregado y se está preparando un paquete de proceso de 10.000 toneladas.

A medida que el mercado de comercio de carbono de China tome forma y la UE implemente un impuesto de carbono de mercado, los productos químicos a base biológica reflejarán su valor bajo en carbono. Como uno de los mayores mercados mundiales de consumo de productos químicos a base de organismos y materiales aguas abajo, la Unión Europea tiene una gran audiencia de productos bajo la promoción oficial de políticas a largo plazo. Según el plan de visión de biotecnología industrial de la ue, entre el 30% y el 60% de los productos químicos finos se fabricarán a base biológica en 2030. Los planes pertinentes de China mencionan que los productos a base biológica representarán el 25% de la producción total de productos químicos. Los productos químicos finos a base biológica están marcando el comienzo de un período de rápido desarrollo.