1、项目概况本次
“脂肽生物表面活性剂工业化生产扩建项目”计划投资 35,000.00 万元,本项目达产后,公司在现有产能上新增年产 10 万吨脂肽生物表面活性剂,0.9 万吨菌液、营养液,3.6 万吨农用有机及水溶肥料及 0.3 万吨微生物菌剂的生产能力。具体情况如下:
公司产品主要有脂肽生物表面活性剂、菌液、营养液和农用有机及水溶肥料,同时提供相关的技术服务。具体如下:
公司目前的主营产品为脂肽生物表面活性剂,是目前公认的性能优良的生物表面活性剂之一,其除了具有良好的化学表面活性剂的表/界面活性,润湿性等性质外,还具有抑菌、抗病毒和抗癌等生物活性,在石油化工、农牧、日化、医药等众多领域具有重要的应用价值。公司生产的脂肽生物表面活性剂是由枯草芽孢杆菌(从自然界筛选获得),通过发酵产生的次级代谢物。结构是由 7 个氨基酸组成的环与含 11-18 个碳的 β羟基脂肪酸以内酯键结合而成的化合物,由于其环状氨基酸链具有亲水性,线状脂肪酸链具有亲油性,使其表现出良好的表/界面活性。
2022 年 1 月,公司在大庆市红岗区发展和改革委员会完成“脂肽生物表面活性剂工业化生产扩建项目”投资项目备案,取得《企业投资项目备案承诺书》。
生物表面活性剂(Biosurfactants)是指由微生物代谢产生的一种可有效降低两相界面张力的天然物质,其结构同时具有亲水基团(氨基酸或肽、二糖或多糖、阴离子或阳离子)和疏水基团(饱和或不饱和脂肪酸)。
根据亲水基的不同可以分为几大类:糖脂类、脂肽/脂蛋白类、磷脂类、脂多糖-蛋白复合物、脂肪酸和中性脂等,其中研究较多的为糖脂类和脂肽类。表面活性剂性能一般通过表面张力/界面张力进行评价。溶液中,随着表面活性剂浓度增加,表面张力逐渐降低,当浓度超过某一特定值之后表面张力就不会进一步明显下降,该浓度称为表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)。
CMC 及达到 CMC 时的表面张力是表征表面活性剂效率及能力的关键指标。脂肽生物表面活性剂可由多种微生物代谢产生,脂肽分子通常由亲水的肽链和亲油的脂肪链两部分组成。Surfactin 是脂肽生物表面活性剂中研究报道较多的一大类,常称为表面活性素。
Surfactin 的成环方式为脂肪酸成环,由 4 种类型的氨基酸残基及其异构体(L-Glu-L-Leu-D-Leu-L-Val-L-Asp-D-Leu-L-Leu)组成的7 元肽环与含 11-18 个碳的 β-羟基脂肪酸以内酯键结合而成,其结构式如下图所示:
亲水性主要表现在羧基和肽键上,其中第一位的谷氨酸(Glu)和第五位的天冬氨酸(Asp)是二羧基氨基酸(酸性氨基酸),分子中除了 α-羧基外,天冬氨酸(Asp)还含有 β-羧基,谷氨酸(Glu)还含有 γ-羧基,这对 Surfactin 分子的亲水性质起到了至关重要的作用;其他氨基酸残基(缬氨酸、亮氨酸)的侧链都是饱和的脂肪烃链,和羟基脂肪酸链共同表现出高度疏水性。
由于脂肪酸链长度和氨基酸种类、位置的不同,因此 Surfactin 具有多种同系物和异构体。生物表面活性剂具有结构多样、复杂、表面活性高、无毒或低毒、可生物降解、在极端苛刻条件下仍能保持良好的性能、生物相容性好等优点,可广泛应用于农业生产、食品、环境修复、日用化学品、石油开采等多个领域。
2、项目建设必要性可行性分析
从市场竞争、行业发展趋势、大庆华理生物技术股份有限公司现有技术、核心竞争力、产能利用率等多方面看,公司建设该项目是合理且必要的,具体如下:
(1)符合国家高技术产业化相关政策,与国家能源安全战略目标一致
微生物采油是目前备受国际关注的采油技术,是可以对化学驱、聚合物驱等国内油田主要驱油产品保持优势竞争力的技术。相关产业的发展一直以来受到国家各部委及各级部门的支持和关注,也在国家发改委、科技部等科技和产业规划中得以体现。
《石油发展“十三五”规划》《新时代的中国能源发展》(2020)等系列规划文件强调要稳定松辽盆地、渤海湾盆地等东(中)部生产基地,积极发展先进采油技术,提高原油采收率,努力减缓大庆、胜利、辽河等老油田产量递减,指出要加大老区精细挖潜,强化三次采油和稠油转换开发。
本项目产业化目标产品面向国内油田市场,产业化的示范,将对我国石油能源的供应及环境保护起到战略意义。该项目生产的微生物驱油剂注入地下以后,能降解油层中的蜡沉积,起到解堵的作用,同时能降低原油的黏度等,提高了采收率。根据中国中轻国际工程有限公司出具的可行性研究报告:
“本项目技术平均提高采收率 5%,我国适合于微生物驱油技术的地质储量约 110 亿吨,实施微生物驱油技术后,增加可采储量5.5 亿吨,相当于 13 个大庆油田的年产量。”
此外,本项目投资产品涉及农用有机及水溶肥料及微生物菌剂,主要包括生物有机肥、氨基酸水溶肥和有机物料腐熟剂,均使用微生物发酵的方式获得相关菌剂或次级代谢物与肥料制备的半成品混合,通过制备形成绿色、环保的生物肥料,对农业的可持续发展具有积极的战略意义。
(2)该项目是促进微生物驱油剂产业化的需要
微生物驱油作为继水驱、气驱、热力驱、化学驱后的新技术,越来越受到关注。该项目的实施,将有效拓展产业化产品与功能微生物及代谢物应用范围,对今后产业技术开发起导向作用;在现场流程建设、工艺方案设计等方面将积累丰富的现场经验,为产业化奠定了良好的基础;
在产品应用上,将促进公司成为微生物驱油剂产业化龙头企业,引领国内乃至国外微生物驱油企业向规模化、现代化方向发展,推动微生物驱油剂产品和技术在国内外石油开采企业的应用推广。
(3)该项目是治理和保护环境的需要
脂肽生物表面活性剂的生产主要使用非石化原料,并且其可生物降解,在驱油过程中,可有效减轻对地层的伤害;同时,推广脂肽生物表面活性剂在三元复合驱中的应用对地上环境保护亦具有意义。此外,脂肽产品也可用于土壤修复,油污环境治理等领域,对保护环境,改善油田区域居住环境有着积极的意义。
生物有机肥、氨基酸水溶肥和有机物料腐熟剂均属于农用有机及水溶肥料,均使用微生物发酵的方式获得相关菌剂或次级代谢物加入到上述肥料的半成品中,通过制备形成绿色、环保的生物肥料,对于环境保护和农业的可持续发展有积极的战略意义。
(4)公司具有本项目所需的生产技术和客户资源
本项目为公司现有产品的产能扩张,公司实施本项目的技术成熟,且拥有相关知识产权。本项目的脂肽生物表面活性剂相关产品已经量产,产品质量已经多年的市场检验,符合企业质量标准及国家质量标准。
报告期内,大庆华理生物技术股份有限公司产品主要应用于油田开采、农牧等下游领域,具备成熟的客户资源。
本项目预计总投资 35,000.00 万元,投资概算具体如下:
3、项目选址和用地情况
本项目拟建设的厂址位于大庆高新区林源园区内,项目用地已完成建设用地土地预审。
4、项目环保情况
本项目进行脂肽生物表面活性剂的工业化生产,项目按照相关环保规定的要求,坚持“同时设计、同时施工、同时投产”的环境保护“三同时”原则进行设计。预计本项目建成投产后,三废的排放皆可治理达标排放,废气排放对周围大气环境无不利影响;对水体影响较小;对厂界声环境质量影响较小。
本项目环保投入金额预计约 2,736.40 万元,主要包括污水处理系统、应急事故水池、尾气处理等设备购置及建设、安装工程等。
5、项目实施计划
本项目建设期拟定为 24 个月,具体如下:
6、主要产品的工艺流程
公司主要产品为脂肽生物表面活性剂。脂肽是由微生物通过发酵产生的次级代谢物。公司目前拥有 12 条脂肽产品生产线,具有 7.2 万吨/年设计产能。公司脂肽的生产工艺及流程主要包括:清洗→空消→加底水→投料→实消→接种→下罐→产出,具体流程图如下:
脂肽生物表面活性剂工业化发酵生产采用“泡沫溢流——pH 实时调控——分批补料连续发酵培养”的工业生产工艺,具体如下:
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