Диалог Генерального директора DODGEN Chemical Kang Xiaoling с DT New Materials 

Генеральный директор Shanghai DODGEN Chemical Technology Co., Ltd., ведущий инженер по системам химических реакций и разделительных процессов. Обладает более чем 15-летним опытом в разработке технологий и проектном дизайне химических реакций и разделительных процессов, особенно в области синтеза и послеобработки полимеров. Руководил разработкой и дизайном следующих технологических пакетов в Shanghai DODGEN Chemical Technology Co., Ltd.: синтез и дегазация новых полимерных материалов PLA/PGA/PHA, технологический пакет по производству CS₂ методом природного газа, технологический пакет по реакции и разделению производных цианистого водорода, технологический пакет по непрерывному сульфонированию, технологический пакет по высококонцентрированному перекиси водорода, промышленные технологические пакеты по плавленной кристаллизации электрохимических продуктов и новых материалов.

Вопрос: Как вы оцениваете будущее и тенденции развития биохимической промышленности?

Ответ: Биохимическая промышленность проникает в традиционную химическую промышленность с ускоряющимся темпом. В настоящее время она уже частично заменила традиционную химическую промышленность в производстве биоэтанола, аминокислот, молочной кислоты, янтарной кислоты, бионейлона, биополимерных материалов и других продуктов. С дальнейшим развитием синтетической биологии доля замещения традиционной химической промышленности биохимической будет постепенно расти, и я считаю, что этот процесс ускорится. Несмотря на преимущества биохимии, такие как мягкие условия синтеза, получение веществ с единственной хиральностью (особенно в области фармацевтического синтеза) и независимость от ископаемых источников энергии (ресурсов), грубые продукты биохимического синтеза обычно имеют низкую концентрацию, сложный состав и требуют сложной очистки и разделения. Это предъявляет новые и более высокие требования к традиционным химическим разделительным технологиям. Биохимия требует, чтобы новые разделительные технологии обладали способностью к тонкому разделению, позволяя разделить несколько компонентов в грубом продукте на различные биохимические вещества. Поскольку биохимические реакции часто сопровождаются образованием теплочувствительных веществ, разделительные технологии должны проводиться при относительно низких температурах для уменьшения побочных реакций. В настоящее время биохимия развивается стремительно, и я уверен, что это тенденция развития зеленой химии (зеленого синтеза) в будущем, а также мощное дополнение к традиционной химической промышленности.

Вопрос: Какие являются текущими техническими узкими местами в отрасли биобазисных сырьевых материалов?

Ответ: Будь то биобазисные материалы, химические вещества или функциональные химикаты, их производство на основе синтеза биологии (биохимии) не ограничивается только биохимическим синтезом — это традиционный естественный биологический процесс. Внедрение концепции биохимии (естественного биологического цикла) в крупномасштабное промышленное производство представляет собой системную задачу, которая требует комплексного подхода, включая ключевой технический узел — разделение в рамках естественного цикла. Из-за особенностей самой биосинтетической системы разделение, по моему мнению, является крупнейшим техническим узким местом в биохимии.

Вопрос: Какие представительные решения предлагает DODGEN в области технологий и процессов?

Ответ: Возьмем биобазисную янтарную кислоту в качестве примера. Содержание янтарной кислоты в ферментационном бульоне составляет всего несколько процентов, то есть концентрация очень низкая. При этом состав бульона сложный, янтарная кислота растворима в нем, имеет высокую температуру кипения, крайне теплочувствительна и легко образует ангидрид при нагревании, что затрудняет разделение. Решение DODGEN заключается в следующем: сначала ферментационный бульон подвергается этерификации с образованием диметилсукцината, который затем отгоняется/ректифицируется из реакционной смеси для получения предварительно концентрированного диметилсукцината. Далее посредством сопряженной кристаллизации получается диметилсукцинат с чистотой более 99,5%. Диметилсукцинат может быть дополнительно гидрирован до BDO (бутандиол-1,4) или напрямую реагировать с BDO с образованием биобазисного биоразлагаемого материала PBS (полибутиленсукцинат), который является перспективным биоразлагаемым материалом в будущем.

Вопрос: Как вы понимаете концепцию «зеленая наука и технология, рециркуляция и регенерация»? Как реализуете эту концепцию развития?

Ответ: Во-первых, это рециркульное использование зеленых сырьевых ресурсов. DODGEN на начальном этапе предоставления технических решений уделяет внимание выбору сырья, сосредоточившись на разработке и использовании возобновляемых биомассовых ресурсов. Путем технологических инноваций биобазисное сырье преобразуется в химические вещества с определенными функциями, новые энергоресурсы, новые материалы и другие продукты. Давайте приведем два примера: в 2018 году мы разработали технологию биобазисных низкомолекулярных органических удобрений, которая использует биомассовые источники, такие как отходы лекарственных растений, растительные волокна, животные пометы и другие, для производства зеленых органических удобрений посредством гидротермической реакции. Эти удобрения используются для ин situe подкормки сельскохозяйственных культур, улучшения качества сельскохозяйственной продукции и снижения использования химических удобрений. Кроме того, мы синтезируем биоразлагаемые материалы, такие как полилактид (PLA), из растительных крахмалов, сахаров и других сырьевых материалов.

Во-вторых, мы используем зеленые химические процессы, предоставляя клиентам энергосберегающие, высокоэффективные и экологически чистые технологии и оборудование, с общей целью повышения выхода продукции и снижения энергопотребления. Например, мы предлагаемmicromachines с большими каналами, реакторы DSR, технологию плавленной кристаллизации, технологии реакции и дегазации полимеров и другие решения — от единичных технологий до комплексных замкнутых циклов оборудования и процессов. Благодаря этим решениям клиенты достигают высокого выхода, высокой эффективности, экономии энергии и снижения расходов на производстве. Возьмем производственный процесс биобазисного полилактида (PLA) в качестве примера: на стадии очистки мономера используется разделительная технология ректификации с сопряженной кристаллизацией, которая обеспечивает более низкую температуру эксплуатации, более высокий выход и чистоту продукта, полностью соответствуюя требованиям зеленой полимеризации. На стадии полимеризации применяется полностью непрерывная массовая полимеризация и технология дегазации, что исключает использование растворителей и снижает экологическое загрязнение. Полностью непрерывная эксплуатация обеспечивает стабильность качества продукции, действительно реализуя зеленые процессы, снижение затрат, повышение эффективности, экономию энергии и снижение выбросов.

В-третьих, с точки зрения продукции мы постоянно разрабатываем экологически чистые продукты, такие как зеленые продукты в области новых энергетик и биоразлагаемых материалов, для замены традиционных ископаемых энергоресурсов и нефтебазисных полимерных материалов, с целью уменьшения экологического загрязнения, защиты окружающей среды и достижения интеграции с окружающей средой. Например, в области угольной химии DODGEN использует синтез-газ из угольной химии для производства гликолевой кислоты, которая затем посредством зеленых реакций и разделительных технологий превращается в биоразлагаемый материал — поли гликолевую кислоту (PGA). Это яркий пример сочетания зеленых новых материалов с традиционной угольной химией, а также перспективное отраслевое применение для повышения добавленной стоимости угольных химических продуктов и дальнейшего снижения экологического загрязнения.

Таким образом, DODGEN, опираясь на свои технические преимущества и создавая интеграционные преимущества в исследованиях и разработках, технологиях и оборудовании, действует в трех направлениях — сырье, процессы и продукция, предоставляя поддержку отрасли в целом и способствуя достижению целей по пику углеродных выбросов и карбоновому нейтрализату.

DODGEN фокусируется на оптимизации и развитии существующих высокооценочных продуктов, следуя направлению постоянных исследований и производства зеленых химических веществ, необходимых для социального развития. Используя возобновляемые биомассовые ресурсы, модернизируя зеленые химические процессы и разрабатывая экологически чистые продукты, компания способствует достижению целей по пику углеродных выбросов и карбоновому нейтрализату общества.

DODGEN стремится к сотрудничеству с большим количеством биохимических предприятий, внедряя точные низкоуглеродные разделительные технологии в сочетании с инновациями в области синтетической биологии и материалов, чтобы открыть новую эпоху всеобъемлющего развития биохимической отрасли.

Связанная технология

«Технология полилактида DODGEN — от синтеза и очистки лактида до полимеризации: многолетние постоянные исследования и оптимизация процесса»