聚乳酸“兩步法”制備流程示意圖

一、丙交酯市場(chǎng)行情

目前，國(guó)內(nèi)聚乳酸生產(chǎn)企業(yè)的丙交酯主要依賴進(jìn)口。而國(guó)際上有能力生產(chǎn)丙交酯的企業(yè)主要是Nature Works和道達(dá)爾-科碧恩公司。由于前者不對(duì)外銷售，因此我國(guó)企業(yè)主要是從道達(dá)爾-科碧恩公司進(jìn)口丙交酯。但隨著全球?qū)Ω咂焚|(zhì)丙交酯需求量的不斷增長(zhǎng)，道達(dá)爾-科碧恩也在逐步縮小對(duì)外銷售量。

國(guó)內(nèi)外聚乳酸主要生產(chǎn)企業(yè)&產(chǎn)能（截至2020年數(shù)據(jù)）

2020年以來(lái)，國(guó)內(nèi)受益于聚乳酸行業(yè)的快速發(fā)展，聚乳酸現(xiàn)有產(chǎn)能開(kāi)工率逐漸提升，新增產(chǎn)能加速建設(shè)。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)已有百萬(wàn)噸級(jí)聚乳酸產(chǎn)能新增計(jì)劃公布待建，目前市場(chǎng)價(jià)格在18000元-20000元左右。

二、丙交酯的生產(chǎn)制備

用乳酸原料生產(chǎn)丙交酯，主要是利用乳酸先縮聚生成乳酸寡聚體，而后乳酸寡聚體再解聚環(huán)化生成丙交酯。

整個(gè)過(guò)程需要在高溫、負(fù)壓以及催化的條件下進(jìn)行，期間為了提高整體收率，未反應(yīng)物要回流重復(fù)利用，最后通過(guò)一定的提純手段獲得合格的丙交酯產(chǎn)品。

丙交酯生產(chǎn)工藝主要包括縮聚、解聚環(huán)化和提純幾個(gè)單元：

丙交酯生產(chǎn)技術(shù)難點(diǎn)

1、反應(yīng)器材質(zhì)要求苛刻

目前生產(chǎn)丙交酯的溫度為140~210°C之間，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高濃度乳酸，其反應(yīng)物腐蝕性很強(qiáng)，需要在縮聚、解聚反應(yīng)器以及物料輸送泵和管道等關(guān)鍵單元上，用耐高溫、耐腐蝕的特殊材質(zhì)，且在負(fù)壓環(huán)境下材質(zhì)要有一定的耐久度。

2、反應(yīng)體系黏度過(guò)大

無(wú)論是縮聚反應(yīng)過(guò)程中的寡聚乳酸體系，還是解聚反應(yīng)中的寡聚乳酸體系，在反應(yīng)過(guò)程中流量逐漸減小，黏度逐漸增大，這個(gè)過(guò)程會(huì)顯著阻礙體系生成物的揮發(fā)，從而抑制反應(yīng)向正向進(jìn)行。

需要采用具有特殊功能的蒸發(fā)反應(yīng)器和泵裝置，克服體系黏度大，反應(yīng)產(chǎn)物無(wú)法及時(shí)揮出的障礙。

3、反應(yīng)條件難以控制

整個(gè)反應(yīng)須在負(fù)壓環(huán)境下進(jìn)行。由于設(shè)備較多，系統(tǒng)與外界的接口也多，從而導(dǎo)致系統(tǒng)密封難的特點(diǎn)，需要借助系統(tǒng)真空度較高的真空泵，但真空泵負(fù)荷過(guò)高容易造成設(shè)備老化，故需要經(jīng)過(guò)改良的真空系統(tǒng)來(lái)維持整個(gè)體系的負(fù)壓。

4、催化劑難以選擇

目前，生產(chǎn)丙交酯主流采用金屬催化劑，主要是鋅和錫的化合物，如氧化鋅、辛酸亞錫、氯化亞錫等，當(dāng)前使用的催化劑主要有以下幾個(gè)問(wèn)題: 

1）部分催化劑由于是粉末狀固體，與乳酸難以完全互溶且很難直接加入真空系統(tǒng)，最終影響丙交酯收率。 

2）金屬類催化劑易在丙交酯內(nèi)形成殘留，不利于綠色環(huán)保的理念，必須嚴(yán)格控制金屬殘留量。

5、綜合收率難以提高，工藝路徑需優(yōu)化設(shè)計(jì)

要提高丙交酯綜合收率，須對(duì)整個(gè)丙交酯工藝路徑進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，識(shí)別每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)備參數(shù)對(duì)產(chǎn)物綜合收率的影響，從而妥善選擇每個(gè)步驟的反應(yīng)器和反應(yīng)條件。