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

聚乳酸（PLA）具有無毒、無刺（cì）激性、強度高、易加工成型和優良的生物相容性等特點。PLA力學性能與聚丙烯相似，同時具有與聚苯乙烯相似的光澤度、清晰度和加工性，並（bìng）提供了比聚烯烴更低溫度的可熱合性，可以采用通用（yòng）塑料的加工方法，如注塑（sù）、擠出、吸塑、吹塑等。

因丙交酯技術壁壘，聚乳酸投建受阻

2020年中國聚乳酸消費量為24萬噸，PLA的主要消費領域是包（bāo）裝材料，占總消費（fèi）量的60%左（zuǒ）右，其應用（yòng）包括家（jiā）電（diàn）及電子產品外（wài）殼、罐、杯、瓶等包裝材料。其次為（wéi）生物醫學領域，約占總消費量的25%，PLA作為醫用生物材料植入生物體後（hòu），對生物體無毒副作（zuò）用，而且具有防（fáng）粘連、誘導骨生（shēng）長及逐步降解（jiě）、吸收等優良特性，已（yǐ）經成為目前醫藥領域中應用最廣泛和最有前景的高分子（zǐ）材料。

因可降解塑（sù）料市場前景廣闊，中（zhōng）國對可降解塑料進（jìn）行大力的（de）政策扶持，相關企業（yè）紛（fēn）紛布局聚乳（rǔ）酸市場。據了解聚乳酸在建及規劃產能近200萬噸；但因技術和成本問題，國內（nèi）丙交酯產能僅（jǐn）1萬餘噸，並且國內丙（bǐng）交酯市場被國外公（gōng）司所掌控，丙（bǐng）交（jiāo）酯供應緊張，導致聚乳酸規劃產能推進遲緩。

從生產工藝來看，國內丙交酯生產仍麵臨諸多困境

近年來，雖然國內機（jī）構在減壓法和氣流法生產丙交酯這兩大類主（zhǔ）流（liú）技（jì）術領域取得較快進展（zhǎn），有（yǒu）關丙交酯生產工藝流程、提純精製（zhì）以及催化劑使用等方麵做出了較為（wéi）豐（fēng）富的改進和創新。但現（xiàn）階段我國丙交酯的生產技（jì）術尚存在著路程設計存在缺陷、工程化能力較弱、參數及副反應控製（zhì）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（suān）寡聚體（tǐ），而後（hòu）乳酸（suān）寡聚體（tǐ）再解聚環化生成丙交酯。整個過程（chéng）需（xū）要在高溫、負壓以及催化的條件下進（jìn）行，期間為了提高整（zhěng）體（tǐ）收（shōu）率，未反應物要回流重複利用，最後通過一定的提純手（shǒu）段獲得合格的丙交酯產品。丙交酯生產工藝主要包括縮聚、解聚環化和提純幾個單元。

丙交酯生產技術難（nán）點

（1）反應（yīng）器材質要求苛刻

目前用於丙交酯的生（shēng）產溫度為140~210℃之（zhī）間，過程中會產生高濃（nóng）度乳酸，其反（fǎn）應物腐蝕性很強，需要在（zài）縮聚、解聚反應器以及（jí）物料（liào）輸送泵和管道（dào）等關鍵單元用上耐高溫、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。

（2）反應體係黏度過大

無論是縮聚反應過（guò）程（chéng）中的寡聚乳酸體係，還是解聚反應中的寡聚乳酸體係，在反應過（guò）程中流量逐漸減小，黏度（dù）逐漸增大，這個過程會顯著（zhe）阻礙體係生成物的揮發，從而抑製反應向正向進行。而且體係會（huì）形成黏度更大的釜殘，釜殘在溫（wēn）度（dù）降低之後（hòu）很難采用泵（bèng）連續排料的方式（shì）排出（chū），容易堵塞管道，使整個連續化生產失敗。需要采用具有特殊功（gōng）能的蒸發反應器和泵裝置，克（kè）服體係黏（nián）度大，反應產（chǎn）物無法及時揮出（chū）的障礙。

（3）反應（yīng）條件難以控（kòng）製

整（zhěng）個反應須在負壓環境下進行。由於設備較多，係統與外界的接口也（yě）多，從而導致係統密封難的（de）特點，須（xū）要借助係統真空度較高的真空（kōng）泵，但真空泵負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（xì）的負壓。此外，體係的熱交換方式也要經過慎重選擇，高壓蒸汽熱交（jiāo）換無（wú）法達到較高的溫度，而導熱油或電加熱方式又成本較高，且對缸體材料有更高的要求。故該體係的反應條件需要多種設備協調配合（hé）或者巧妙設計真空係統。

（4）催化劑難以選擇

目前，生產丙交酯主流采用金屬（shǔ）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（zuì）新（xīn）發現（xiàn）有機胍類催化劑（jì）和堿金屬催化劑也可以用於丙交（jiāo）酯（zhǐ）和聚乳酸的生產（chǎn）。當前使用的（de）催化劑主要有以下幾個問題：

①部分（fèn）催化（huà）劑由於是粉末狀固體，與乳酸難以完全互溶且（qiě）很難（nán）直接加入真空係統，最終影響（xiǎng）丙交酯收（shōu）率。

②金（jīn）屬類催化劑易在丙交酯內形成殘留，不利於（yú）綠色環保的理念，必須嚴格控製（zhì）金屬殘留量。

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

（5）綜合收率難以提高（gāo），工藝（yì）路徑需優化設計

要顯著提高丙交酯綜合收率，須對整個丙交酯工藝路（lù）徑進行重新設計，識別每個（gè）環（huán）節的（de）設備參數對產物（wù）綜（zōng）合收率的影響，從而妥善選擇（zé）每個（gè）步驟的反應器和反應條件（jiàn）。

從專利技術（shù）來看，國內更側重（chóng）丙（bǐng）交酯應用相關專利申請，生產專利技術不足（zú）10%

丙交酯專利的申請主要集中（zhōng）在科研院所，企業的參與程度不高。中科院長（zhǎng）春應（yīng）化所在丙（bǐng）交酯產品應用方麵的專利最（zuì）多，其他科研院所申請專（zhuān）利較多的有山東理工大學、濟（jì）南大學、南京（jīng）工業大（dà）學與南京大學等（děng）。全球申請專利最多3家企業（yè）——道達爾-科碧恩公司、NatureWorksLLC.和Futerro公司（sī）均為國外（wài）生產企業。

這說明，國內有關機構在丙交酯領域掌握的創新技術以實驗室技術突破（pò）為主，工程化實踐和產業化方麵的創新仍然與國外企業有一定差距。此（cǐ）外，國內機構申請的專利中，涉（shè）及丙交酯生產的不足10%，其餘均為丙交酯的應用或者提純，這更加表明丙交酯生產領（lǐng）域的技術有待進一步突破。

工業化企業僅兩家，多家企業積極（jí）研發（fā）生產技術投建新裝置

從工業化情況來看（kàn），國內僅有兩家（jiā）企（qǐ）業實現量產，但兩家（jiā）企業均有聚乳酸裝置，丙交酯並未對外銷售。

此外仍有多家（jiā）企業計劃新（xīn）建丙（bǐng）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（kē）技股份有限公（gōng）司、中糧科技等，中國（guó）丙交酯生產技（jì）術較海外（wài）龍頭企業仍（réng）有一（yī）定差距，但隨（suí）著（zhe）國內企業及可（kě）研單位不斷進行技術研發及升級，中國丙交酯生產有（yǒu）望縮短與（yǔ）國際生產水平的差距。