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2023年12月4日至6日，万华化学连续发布了两篇2,5-呋喃二甲酸的专利，分别是《一种电化学氧化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲酸的方法》和《一种电化学联产2,5-呋喃二甲酸和丁二酸的方法》，另外，在2023年3月份还获得了《一种高效催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲酸的方法》专利授权。近期，万华密集发布2,5-呋喃二甲酸的制备专利技术，足以看到对其重视程度。最近平头哥梳理了2,5-呋喃二甲酸的相关制备专利，从2023年底至当前，总计有超过15家企业发布了数篇制备专利，包括制备方法、催化剂类型、技术特点等。从发布专利的密集程度来看，2,5-呋喃二甲酸是中国相关企业重点关注和发展的产品。为什么大家都在关注2,5-呋喃二甲酸？该产品有何特点和优势？2,5-呋喃二甲酸简称为FDCA，是一种呋喃衍生物，外观呈白色或淡黄色结晶粉末，可溶于热水以及丙酮、二氯甲烷、乙醇等多数有机溶剂，难溶于冷水。FDCA具有可生物降解、敏感性强、化学稳定性好等特点，可用作化工中间体、包装材料、生物基材料等。FDCA合成路线包括5-羟甲基糠醛（HMF）路线、己糖二酸路线、二甘醇酸路线、糠醛路线等，其中HMF路线生产企业最多，其他路线占比较小。HMF路线可细分为一步法和两步法：一步法是指先将糖类物质脱水制成HMF，经直接氧化制得成品；两步法指在制得HMF后，经过分离、纯化、氧化等流程制得成品。HMF路线具有技术成熟度高、成品收率高等优势，未来有望成为FDCA主流合成路线。FDCA是重要的生物基精细化学品，也是平台化合物，下游应用十分广阔。可以作为单体合成聚酯、聚氨酯、聚酰胺等聚合物，合成增塑剂、合成新型半芳香尼龙/半生物基芳纶/氨纶和聚醚，合成不饱和树脂，热固性塑料和涂料等领域。FDCA与传统的石油基单体对苯二甲酸在结构和化学性质上相似，因此FDCA可作为石油化学衍生物对苯二甲酸的替代品。FDCA与乙二醇进行聚合可生成聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯（PEF），PEF再生性、可持续性强，且在耐热性、力学强度、气体阻隔方面优于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。PEF是常见聚酯材料，也是FDCA下游重要的延伸方向，在包装领域应用广泛，此外还可以应用在电子电气、汽车、医疗、建筑等领域。PET在特定条件下可降解，但在自然条件下难以降解，并且其降解产物是乙醛、二氧化碳等。在力学性能、耐高温性、阻气性等方面优于PET，且环保性更优，有望替代PET应用在食品包装领域，可生产婴幼儿用品，也可以应用在电子、家电、汽车以及服装纺织等领域。根据平头哥不完全，目前全球有27家公司在产、在建及拟建FDCA装置，其中最大的企业为荷兰的Avantium公司，计划在2024年下半年实现5000吨的生产能力。荷兰的Avantium公司在2000年成立，2017年3月上市，2024年2月完成7000万欧元的增资，用于荷兰5000吨/年的FDCA生产装置建设，预计下半年投入生产，同时正在通过许可战略率先实现10万吨规模的生物基PEF（聚2，5－呋喃二甲酸乙二醇酯）产业化。中国有多家企业涉及FDCA的生产及技术研发，其中万华化学在2023年底连续发布了两篇专利，采用的是跟美国WisconsinAlumniResearch公司的电化学氧化法生产工艺。而合肥利夫生物是目前中国最大的生产企业，年产能1000吨左右，该项目在2022年底落成，在建全球第一条万吨生产线，计划在2025年投产。另外，中科国生在丽水和泰兴分别布局2套装置，浙江糖能科技、江苏赛瑞克、四川达高特、宁波华呋新材料科技有限公司等均已投产中试装置，其规模化装置纷纷在建。根据不完全统计，全球FDCA装置总计生产能力目前已经突破3.3万吨/年，未来拟在建项目超过3万吨/年，预计至2030年之前全球产能有望超过6万吨/年，产能规模保持高速增长。根据平头哥调查，FDCA是合成性能优越聚酯的关键材料，与与生物基乙二醇制备的 100%可再生聚酯 PEF，具有优异的阻隔性能，在薄膜和包装应用领域受到市场关注，这也是目前很多聚酯企业纷纷入局FDCA的关键原因之一，如盛虹控股集团、裕龙石化、中石油、中石化等纷纷选择发展呋喃聚酯。另外在聚酰胺及增塑剂替代传统产品，也存在十分广阔的市场空间，如下游的聚酰胺领域，全球市场潜在空间约在5-6万吨。以及FDCA 下游呋喃二甲酸酯，是目前行业内所公认的替代DOP的最主要增塑剂产品，市场潜在替代空间也将达到3万吨以上。可以说，FDCA是重要的平台化合物，拓展性比较强。另外FDCA未来的市场潜力较大，这是目前中国诸多化工龙头企业入局的关键原因。但是，中国FDCA也存在一定的发展壁垒，主要是在成本较高、技术难度较大等方面，中国的工业化推进也面临着与国际市场的竞争。为此，中国也有诸多企业在纷纷加大技术投入，如中科院宁波材料所、濮阳拜奥迈斯（云上新材）、利夫生物、清华大学、华东理工大学、齐鲁工业大学等企业和高校，在最近时间内纷纷突破FDCA的技术壁垒，为中国的FDCA工业化生产提供了动力。平头哥认为，FDCA这种极具发展潜力的呋喃衍生物，是一种重要的平台化合物，在众多领域拥有广阔应用前景。随着全球生物基化学品的不断发展，中国相关机构在此方面的研究热情持续增加，也已取得多项新的进展。FDCA的未来发展前景不仅限于其作为PEF生产的单体，还包括在生物基聚氨酯胶粘剂等生物基材料中的应用，有望在包装、纺织、汽车等行业中替代传统石油基材料，成为推动绿色化学和循环经济发展的关键材料之一。备注：已发布的新产品系列文章：
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