丙交酯是聚乳酸生產過程中的關鍵原料（liào）。當今國內外企業普遍（biàn）使用“兩步法”製造聚（jù）乳酸， 即首先將乳酸製（zhì）成丙交酯，丙交（jiāo）酯再開（kāi）環聚妖精影院（chéng）聚乳酸。如果（guǒ）說BDO是PBAT價格的卡脖子（zǐ）問題，那麽丙交酯就是（shì）PLA產業鏈的卡脖子之處。

聚乳酸（suān）“兩步法”製備流程（chéng）示意圖（tú）

本文將介紹丙交酯的市場行情（qíng）、生產（chǎn）製備與（yǔ）技術難點。

一、丙交酯市場行情

作（zuò）為聚乳酸合（hé）成的重要（yào）單體，1單（dān）位L-丙交酯可以（yǐ）妖精影院0.95單位的聚乳酸，能獲得多少噸丙交酯，也就決定了我國企業能生產多少噸聚乳酸。

目前，國內聚乳（rǔ）酸生產企業的丙交酯主要依賴進口。國際（jì）上有能力生產丙交酯的企業（yè）主（zhǔ）要是Nature Works和道達爾-科碧恩公司， 其中前者的丙交酯不對外銷售，因此我國的丙（bǐng）交酯主要由道達爾（ěr）-科碧恩公司提供。而隨全球高端聚乳酸產品（包（bāo）括醫用&醫美材料（liào）、紡（fǎng）織纖維等）對高品質丙交酯需（xū）求度的不斷增長，道達爾-科碧恩也在逐漸停滯對外銷售。

國內（nèi）外聚乳酸主要生產企業&產能（截至2020年數據）

同時，2020年來，受益聚乳酸行業快速（sù）發展，國內聚乳酸現有產（chǎn）能開工率逐漸提升，新增產能加速建設。根據 《聚乳酸生產技術及市場分析》（劉玲等，《化學工業》 （2021,39(03),87-90））數據，2021年（nián）後，我國已有百萬噸級聚乳（rǔ）酸產能新增計劃公布（bù）待建。根據中糧科技2021年9月29日投資者問答，丙交（jiāo）酯根據化學光學純度不同價格差別較大，目前市場價格（gé）在18000元（yuán）-20000元左右。

因此我們測算，至（zhì）2025年，對應100萬（wàn）噸聚乳酸原材料，或存至少200億元丙交酯市場規模；至我國（guó）目前已公布聚乳酸產能假設可全部投產，則前述市場規模存翻倍可能。而我國目前（qián）丙交（jiāo）酯產能（néng）不足10萬（wàn）噸，這意（yì）味（wèi）著，我國丙交酯市場同樣是（shì）一個5年有望增長10倍的高速發展市場，且競爭壁壘較聚乳（rǔ）酸市場更高、入局難度更（gèng）大，有能力進入丙交酯市場的企業（yè）將在（zài）行業發展進入成熟期前享有較聚乳酸市場更好的利潤分（fèn）享機製。

二、丙交酯的製備

用（yòng）乳酸原（yuán）料（liào）生產（chǎn）丙交酯，主要是利用乳酸先縮聚生成乳酸寡聚體，而後乳酸寡聚體再解聚環化生成丙交酯。

整個過程需要在高溫、負壓以及（jí）催化的條件下進行，期間為了提高整體收（shōu）率，未反應物要回流重複利用，最後通過一（yī）定的（de）提純手段獲得合格（gé）的丙交酯產品。

丙交酯生產工藝主（zhǔ）要包括縮聚（jù）、解聚環化（huà）和提純幾個單元：

三、丙交酯生產技術難點

1、反應器材質要求苛刻

目前用於丙交酯的生產溫度為140~210°C之（zhī）間，過程中會產生高濃度乳酸，其反應物腐蝕性很強（qiáng），需要在縮聚、解聚反應（yīng）器以（yǐ）及（jí）物料輸送（sòng）泵和管道等關鍵單元（yuán）用上（shàng）耐高溫、耐腐蝕的特殊材質，且在負壓環境下材質要有一定的耐久度。同時因為產業化生產要求（qiú）控製（zhì）成本，材質的成本不（bú）宜過高。

2、反（fǎn）應體係黏度過大

無論是縮聚反應過程中的寡聚乳酸體（tǐ）係，還是解聚（jù）反應中的寡聚乳酸體（tǐ）係，在反應過程中流量逐漸減小，黏度逐漸增大，這（zhè）個過程會顯著阻礙體係生成物的揮（huī）發，從而抑製反應（yīng）向正向進行。

而（ér）且體係會（huì）形成黏度更（gèng）大的釜殘，釜殘在溫度降低之後很難采（cǎi）用泵連續排料的（de）方式排（pái）出，容易堵（dǔ）塞管道（dào），使整個連續（xù）化生（shēng）產失敗。需要（yào）采用（yòng）具有特殊（shū）功能的蒸發反應器和（hé）泵裝置（zhì），克服體係（xì）黏度大，反應產物無法及時揮出的障礙。

3、反應條件難以（yǐ）控製

整個反應須在負壓環境（jìng）下進行。由於設備較多，係統與（yǔ）外（wài）界的接口也多，從（cóng）而導致（zhì）係統密封難的特點，須要（yào）借助係統真（zhēn）空度（dù）較高（gāo）的真空泵，但真空泵（bèng）負（fù）荷過高容易造成設備老化，故需要經過改良的真空係統來維持整個體係的負壓。

此外，體係的熱交換方式也要（yào）經過慎重選擇，高壓蒸汽熱交換（huàn）無法（fǎ）達到較高的溫度，而導熱油或（huò）電加熱方式又成本較高，且對缸體材料有更高的要求（qiú）。故該體係的反應條件需（xū）要（yào）多種（zhǒng）設備協調配合或者巧妙設計真空係統。

4、催化劑難以選（xuǎn）擇

目前，生產丙交酯主流采用金（jīn）屬催化劑，主要是鋅（xīn）和錫的化合物，如氧化鋅、辛酸亞錫、氯化亞錫等（děng），南京大學（xué）研究團隊最新發現有（yǒu）機胍類催化劑和堿（jiǎn）金屬催化劑也可以用（yòng）於（yú）丙交酯和（hé）聚乳酸的生產。當前（qián）使用的催化劑主（zhǔ）要有（yǒu）以下幾個問（wèn）題: 

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

2）金屬類催化劑（jì）易（yì）在丙（bǐng）交酯內形成殘留，不利（lì）於綠色（sè）環（huán）保的理（lǐ）念，必須嚴（yán）格控製金屬殘留量（liàng）。

3）有機胍類催化劑不含金屬元素，是未來極具發展潛力的（de）綠色催化劑，但（dàn）此類（lèi）催化劑尚（shàng）未在世界範圍內廣泛使用，其化（huà）學性能和經（jīng）濟性還有待於在工程放大實驗中進一步驗證。

5、綜合收率難以提（tí）高，工藝路徑需優化設計

要顯著提（tí）高丙交酯綜合收率，須對整個丙（bǐng）交酯工（gōng）藝路徑進行重新設計，識別每個環節的設備參數對產物綜合收率的影響，從而妥善選擇每個步驟的反（fǎn）應器和反應條件。目前，用乳酸生產丙交酯主要有以下（xià）幾個（gè）環節影（yǐng）響綜合收率: 

1）縮聚反應中難以控製產生5~10個乳酸的寡聚體，一般反應（yīng）條件下（xià），乳（rǔ）酸傾向於縮聚生成二三乳酸聚合體，而如（rú）果水分不（bú）能及時蒸出，反應就停留（liú）在二三聚（jù）體（tǐ），並（bìng）使後（hòu）續解聚反應出（chū）現爆濺;而如果（guǒ）水分能夠順利（lì）蒸出，又（yòu）很難控製反（fǎn）應（yīng）停留在產物（wù）為5~10個乳酸寡聚體階段，極易（yì）繼續反應生成超過5000Da的乳酸多聚體（tǐ）。 

2）各個（gè）環節產生的（de）乳酸、低聚乳酸以（yǐ）及高聚乳酸難以回（huí）收利用。這（zhè）些反應物產生於反（fǎn）應器（qì）的各（gè）個環節，並（bìng）且沸點不一，所（suǒ）處的壓力環境不一，難以充分回流。而如果浪費掉這些反應（yīng）物（wù），則（zé）丙交酯的綜合收率勢必會（huì）受（shòu）到影響。