替代燃料和聚合物单体2,3-丁二醇的发酵生产

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2,3-丁二醇（2,3-butanediol，BD）广泛用于化工、食品、航空航天燃料等领域。其脱水产物甲乙酮可作树脂、油漆等的溶剂；酯化后的脱水产物1,3-丁二烯可用于合成橡胶、聚酯和聚亚胺酯；热值较高(27,200kJ/kg)可作为燃料添加剂；与甲乙酮脱氢形成辛烷异构体可生产高级航空用油；BD还可制备油墨、香水、熏蒸剂、增湿剂、软化剂、增塑剂、炸药及药物手性载体等。BD化学合成成本高且过程繁琐，工业化生产较困难。生物法制备BD目的是避免化学合成的困难，实现由传统的石油冶炼向可再生资源为原料的生物炼制转型。
    2,3-丁二醇国内市场近两年的需求大约是500吨/年，每年进口100 - 200吨，其中进口的主要用于医药中间体、实验试剂等纯度要求较高的应用领域，国内用发酵法生产2,3-丁二醇还处试生产阶段，规模也较小，2,3-丁二醇的出厂价约10万元/吨左右，成本约5万元/吨（并非先进水平），年产500吨2,3-丁二醇规模，毛利是2500万元/年。采用正丁烯原料生产的甲乙酮现在出厂价格为7000元/吨左右，但是随着石油价格的上涨，采用正丁烯原料的价格优势将逐渐失去，而且该生产工艺消耗原料多、工艺路线复杂、建设投资大、对环境污染大，因此国外正在大力研究采用生物法制备的2,3-丁二醇来生产甲乙酮；2,3-丁二醇为合成1,3-丁二烯、辛烷原料，现在它们的出厂价分别为8000元/吨、13000元/吨左右；而通过2,3-丁二醇选择性氧化获得重要化工原料3-羟基-2-丁酮的工艺路线如今已较为成熟，市场化前景也较好，3-羟基-2-丁酮的价格是13万元/吨。
    除3-羟基-2-丁酮外，虽然相对于上述一些化工产品现在的价格考察，用生物法制备的2,3-丁二醇来生产这些产品还不经济，但随着这些化工产品的生产成本不断上升，发酵法生产2,3-丁二醇成本的降低、发酵水平的提高和人们对于环境要求的不断提高，生物法制备2,3-丁二醇将具有可观的经济效益和社会效益，也符合可持续性发展战略。


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