丙交酯英文名為Lactide，是乳（rǔ）酸的環化二聚體，其上遊生產原料為乳酸(Lacticacid)，下遊產品為聚乳酸。丙交酯是（shì）生產聚乳酸（suān）最重要的聚合單體，其化學純度、光學純度和生產成本決定了下遊聚（jù）乳酸產（chǎn）品的質量和經（jīng）濟性。

聚乳酸（PLA）具有無毒、無刺激性、強度高、易加工成型和（hé）優良的生物相容性等（děng）特點。PLA力學性能與聚丙烯相似（sì），同時具有與聚苯乙（yǐ）烯相似的光澤度、清晰（xī）度和加工性，並提（tí）供了比聚烯烴（tīng）更（gèng）低溫度的可熱合性（xìng），可（kě）以采用通用塑料（liào）的加工方法，如注塑、擠出、吸（xī）塑、吹塑等。

因（yīn）丙交酯技術壁壘，聚乳酸投建受阻

2020年中國聚乳酸消費量為24萬噸，PLA的（de）主要消費領域是包裝材料，占總消費量的60%左右，其應用包括家電及電（diàn）子產（chǎn）品外殼、罐、杯、瓶等包裝材（cái）料。其次為生物醫學領域，約占總（zǒng）消費量的25%，PLA作為醫用生物材料植入生物體後，對生物體無（wú）毒副（fù）作用，而且具有防粘連、誘（yòu）導（dǎo）骨生長及逐步降解、吸收等優良特性，已經成（chéng）為目前醫藥領域中應用最廣泛和最有前景的高分（fèn）子材料。

因可降解（jiě）塑料市場前景廣闊，中國對可降解塑料進行大力的政策扶（fú）持，相關企業紛紛布局聚乳酸市場。據了解聚乳酸在建及規劃產能近200萬噸；但因技術和（hé）成本（běn）問題，國內丙交酯產能僅1萬餘噸，並且國內丙（bǐng）交酯市場被國（guó）外公司所掌控，丙交酯供應緊張，導（dǎo）致聚乳酸規劃產（chǎn）能推進遲緩。

從生產工藝來看，國內丙交酯生產（chǎn）仍麵臨諸多困境

近年來，雖（suī）然國內機構在減壓法和氣流法生產丙交酯這（zhè）兩（liǎng）大類主流（liú）技術領域取得較快進展，有關丙交酯生產工藝流程、提（tí）純精製以及催化劑使用等方麵做出了較（jiào）為豐富的改進和創新。但現階段我國丙交酯的生產技術尚存在著路程設計存在缺陷（xiàn）、工程化能（néng）力較弱、參數及副反應（yīng）控製較差、丙交酯綜合收率低等短板。

丙交酯生產關鍵過程

用乳酸原料（liào）生產丙交酯，主要是利用乳酸先縮聚生成乳酸寡聚體，而（ér）後乳酸寡聚體再解聚環化生成丙交酯（zhǐ）。整個過程需要在高溫、負（fù）壓以及催（cuī）化的條件下（xià）進行，期間為了提高整體收率，未反應（yīng）物要回流重複利用，最後（hòu）通過一定的（de）提純手（shǒu）段獲（huò）得合格的（de）丙（bǐng）交酯產品。丙交酯生產工藝主要包括縮聚、解聚環化和提純幾（jǐ）個單（dān）元。

丙交（jiāo）酯（zhǐ）生產技術難點

（1）反應（yīng）器材質要求苛刻（kè）

目前用於丙交酯的生產（chǎn）溫度為140~210℃之間（jiān），過程中會產生高（gāo）濃度乳酸，其反應物腐蝕性很強，需要（yào）在縮聚、解聚反應器以及物料輸送泵和管道等關鍵單元（yuán）用上耐（nài）高溫、耐腐蝕的特殊材質，且在（zài）負壓環境（jìng）下材質要有一定的耐久度（dù）。

（2）反應體係黏度（dù）過大

無論是縮聚反應過（guò）程中的寡聚乳酸體係，還是解聚反應中的（de）寡聚乳酸體係，在反應過程中流量逐漸減小，黏度逐漸增大，這個過程會顯著阻礙體係生成（chéng）物的（de）揮發，從而抑製反應向正（zhèng）向進（jìn）行。而且體係會形成黏（nián）度更大的釜殘，釜殘在溫度降低（dī）之後很難采用泵連續排料的（de）方式排出（chū），容易（yì）堵（dǔ）塞管道，使整個連續化生產失敗。需要采（cǎi）用（yòng）具（jù）有特殊功能的蒸發反應器和（hé）泵裝置，克服體係黏度大，反應（yīng）產物無法及時揮（huī）出的障礙。

（3）反應條件難以控製（zhì）

整個反應須在負壓環境下進行（háng）。由於設備較多，係統（tǒng）與外界的接口也多，從而導致係統密封難的特點，須要（yào）借助係統真空度較高（gāo）的真空（kōng）泵（bèng），但真（zhēn）空泵負荷過高容易造成設備老化，故需要經（jīng）過改良的（de）真空係統來維持整個體（tǐ）係的負壓。此外，體係的熱交換方式（shì）也要經過慎重選擇，高壓蒸汽熱（rè）交換無法達到較高（gāo）的溫度，而導（dǎo）熱油或電加熱方式又成本較高（gāo），且對缸體材料有更高的要求。故該（gāi）體係的反（fǎn）應條件需要多種設備協調配合或者巧妙設計真空係統。

（4）催化劑（jì）難以選擇

目前，生產丙交酯主流采用金屬催化劑，主要是鋅和錫的化合物（wù），如氧化鋅、辛酸亞錫、氯化亞錫等，南京大學研究團隊最新（xīn）發現有機胍類催（cuī）化劑和堿金屬催化劑也可以用於丙交酯和聚（jù）乳酸的（de）生產。當前使用（yòng）的（de）催化劑主（zhǔ）要有以下幾個問題：

①部分催化劑由於是粉末狀固體，與乳酸難以（yǐ）完全互（hù）溶且很難直接加入真空係統，最終影響（xiǎng）丙交酯收率。

②金屬（shǔ）類催化劑（jì）易在丙交酯內形成殘留，不利於綠色環保的理（lǐ）念，必須嚴格控製金（jīn）屬殘留量（liàng）。

③有機（jī）胍類催化劑不含金屬（shǔ）元素，是未來極具發展潛力的綠色催化劑（jì），但此類催化（huà）劑尚未在世界（jiè）範圍內廣泛使用，其（qí）化學性能和經濟性還有待於在工程（chéng）放大實驗（yàn）中進一步驗證。

（5）綜（zōng）合收率難以提高，工藝路徑需優化設計

要顯著提高丙（bǐng）交酯綜合收（shōu）率，須對整個丙交酯工藝路（lù）徑進行（háng）重（chóng）新設計，識別每個環節的設備參數（shù）對產物綜合收率的影響，從而妥善選擇每個步（bù）驟的反應器和反應條件。

從專利技術來看，國內更側重丙交酯應用相關專利申請，生產專利技術不足10%

丙交酯專利的申請主要集中在科研院（yuàn）所，企業的（de）參與程度（dù）不高。中科院長春應化所在（zài）丙交酯（zhǐ）產品應用方麵的專利（lì）最多，其他科研院所申請專利較多的有（yǒu）山（shān）東理工大學、濟南大學、南京工業大學與南京大學等。全球申（shēn）請專利最多3家企業——道達爾-科碧恩公司、NatureWorksLLC.和（hé）Futerro公司均為國外生產企（qǐ）業。

這說明，國內有關（guān）機構在（zài）丙交酯領域掌握的創新技術以實驗室技術突破為主，工程化實踐和產（chǎn）業化方麵的創新仍（réng）然（rán）與（yǔ）國外企業有一定差距（jù）。此外，國內機構申請的專利中，涉及丙交酯生產的不（bú）足10%，其餘均為丙交酯的應（yīng）用（yòng）或者提純，這更加表明丙交酯生（shēng）產領（lǐng）域的技術（shù）有待進一步（bù）突破。

工業化（huà）企業僅兩家，多（duō）家企業積極研發生產技術投建新裝置

從工業化情況來看，國內僅有兩家企業實現量（liàng）產，但兩家（jiā）企業均有聚乳酸裝置，丙交酯並未對外銷（xiāo）售。

此外仍有多家（jiā）企業計劃新建丙交酯裝置，其中包含河南金丹乳酸科技股份有限公司、聯泓新材料科技股份有限公司、中糧科技等，中國丙交酯生產技術（shù）較海外龍頭企業仍有（yǒu）一定（dìng）差距，但隨著（zhe）國內（nèi）企業及可研單位不斷進行技術研發及升級，中國丙交酯（zhǐ）生產有望縮短與國際生（shēng）產水平的差距。