利用糖蜜合成乙酰丙酸关键技术产业化可行性研究报告 39页

利用糖蜜合成乙酰丙酸关键技术产业化项目可行性研究报告.. 目录一、课题申请理由1二、课题总体目标、主要内容和考核指标3三、课题工作基础与条件5四、课题知识产权分析13五、课题经费预算14六、课题的组织实施16七、课题经济、社会、环境效益分析22八、课题风险分析与对策28九、其他需要说明的事项32.. 第一章课题申请理由（课题的意义和必要性、紧迫性及市场需求）乙酰丙酸为白色片状结晶或无色至浅黄色透明液体，有吸湿性、易溶于水、醇、醚、脂、酮和芳香烃等，不溶于脂肪烃。 乙酰丙酸的分子中包含有一个羰基和一个羧基，具有良好的反应性，它能够进行酯化、氧化还原、取代、聚合等多种反应，它的4位羰基是一个潜手性基团，可以通过不对称还原获得手性化合物。利用这些特性，乙酰丙酸可以广泛用于手性试剂、生物活性材料、聚合物、润滑剂、吸附剂、涂料、电池、油墨、电子产品等领域中。在医药工业中，乙酰丙酸的钙盐可用于静脉注射剂，作为营养药，有助于骨质的形成并维持神经和肌肉的正常兴奋性，还可用于生产消炎药、植物激素等。在农药工业中，以乙酰丙酸为原料合成的2-甲基-3-吲哚乙酸、乙酰丙酸环己酯等，分别用作农药中间体或植物生产激素和驱虫剂。在香料工业中，乙酰丙酸、乙酰丙酸酯和Υ-戊内酯均用作香料原料和食品添加剂。在轻工业中，洗发剂、毛发染色剂、毛发喷雾剂等毛发化妆品，加入乙酰丙酸、乙酰丙酸乙醇铵盐、乙酰丙酸胍盐和乙酰丙酸酯后，能够改善产品质量，使毛发柔软，易梳理，更有光泽。含有乙酰丙酸等有机化合物的皮肤化妆品，能够抑制皮脂分泌，并具有杀菌消炎作用。.. 除了以上已有报道的应用领域外，乙酰丙酸作为平台化合物，具备能够合成许多高附加值产品的特性。目前正在研究的几种重要乙酰丙酸衍生物有甲基四氢呋喃(MTHF)、5-氨基乙酰丙酸(DALA)、双酚酸(DPA)等,其中双酚酸可以作为合成树脂的前体，代替具有有害的双酚A,其市场需求量将越来越大。乙酰丙酸通常采用淀粉、葡萄糖、纤维素等生物质原料经深度水解制得，一般常在盐酸（硫酸）或其他水解催化剂存在的条件下加热生成5－羟甲基糠醛，经5-羟甲基糠醛分解得到乙酰丙酸，过滤浓缩，再用减压蒸馏或萃取的方法制得成品。利用淀粉或纤维素作原料生产工艺流程长，尤其是生物质原料水解的时间长、副反应多；利用葡萄糖作原料，产率和效率高、副反应少，但是原料成本高。糖蜜的有效成分为蔗糖和转化糖，用来合成乙酰丙酸具有原料丰富、便宜、工艺流程短和产率高等优点。甘蔗糖蜜是以甘蔗为原料糖厂的一种副产物。甘蔗糖蜜的产量较大，产量约为原料甘蔗的2.5-3％。甘蔗糖蜜中含有较大量的蔗糖和转化糖。由于产区的土质、气候、原料品种、收获季节和制糖方法以及工艺条件的不同，糖密中的成分也有所不同。广西是国内产糖大省，甘蔗产量占全国的60%以上，糖蜜年产量约数百万吨，糖蜜资源丰富而且廉价。因此，糖蜜的深加工和综合利用在广西具有十分重要的意义。目前，糖蜜多数用来合成各种发酵产品如酒精、味精、柠檬酸、赖氨酸和酵母等，也用来生产焦糖色素，也可直接作饲料添加剂，但目前糖蜜用于生产乙酰丙酸，尚未见报道。.. 在利用糖蜜、赤砂糖和蔗糖合成乙酰丙酸方面，我们进行了大量的实验室研究，已发表系列论文，并申请了发明专利2项。在寻找过渡金属盐、超强固体酸催化剂等方面取得了一定的进展。同时，在还原糖经过加热深度水解生成5-羟甲基糠醛方面，我们发现了部分物质对该过程中间反应具有明显的促进作用，这些物质的引入，对提高乙酰丙酸的收率具有重要的意义。所有这些前期研究成果，将完全可能开发成为利用糖蜜为原料生产乙酰丙酸的新技术新工艺，对进一步降低乙酰丙酸的生产成本，提高其性价比和市场竞争力具有重要的意义。本课题利用糖蜜合成新型的平台化合物乙酰丙酸，在小试和中试的基础上，拟建立年产800吨的乙酰丙酸生产线。为广西糖蜜资源的综合利用和深加工开辟新的方向和领域，对广西糖蜜资源的综合利用和深加工、提高糖蜜的附价值具有重要的意义。.. 第二章课题总体目标、主要内容和考核指标（应包括拟解决的关键技术问题、本课题的创新点，考核指标包括经济指标、技术指标和人才队伍建设指标）（一）课题总体目标以广西丰富廉价的糖蜜为原料合成新型的平台化合物乙酰丙酸，研究其合成的关键技术、工艺及设备，在小试及中试的基础上，建立年产800吨的纯度在99%及以上的乙酰丙酸生产线。（二）课题主要内容（包括研究开发内容、技术路线、研究解决的技术关键问题及创新点）研究内容以糖蜜为原料，在一定的条件下，催化水解合成乙酰丙酸，经反应萃取法和减压蒸馏制得乙酰丙酸。研究内容包括催化剂、促进剂的筛选、合成工艺的设计与优化以及产物的分离纯化等。在小试的基础上进行中试，建立年产800吨的乙酰丙酸生产线。技术路线.. 技术关键①催化剂和促进剂的筛选；②工艺路线及工艺条件的优化；③产物的分离纯化。创新点①以广西丰富廉价的糖蜜为原料合成乙酰丙酸；②以复合过渡金属盐作催化剂，与促进剂协同作用，合成乙酰丙酸；③采用反应萃取法分离乙酰丙酸，提高转化率和产物收率。.. （三）课题考核指标1、主要技术指标（包括形成的新产品、新装置、新材料、新工艺、专利、技术标准、论文专著等数量、质量指标及其水平等）⑴建立生产能力为800吨/年的乙酰丙酸生产线一条；⑵核心技术申请发明专利1-2项；⑶产品纯度达到98%及以上；⑷制定乙酰丙酸产品的企业标准1个。2、主要经济指标（包括技术及成果应用所形成的小试、中试、生产线年生产规模、经济效益、示范基地数量指标等）预计正常达产年份，年产800吨的乙酰丙酸，年销售收入1040万元，年利税360万元；建立利用糖蜜合成乙酰丙酸的生产线1条。3、人才队伍建设指标该课题的组织实施可以很好的促进本公司的产学研工作，培养青年科技骨干，提高团队的研发水平。课题完成后可培养高级专业技术职称人员1～2名和硕士研究生2名，能很好的促进人才队伍的建设，同时提高团队在生物质资源利用和蔗糖深加工方面的研究水平和学术地位。.. 第三章课题工作基础与条件（应包括承担单位和合作单位基本情况；课题组人员情况简介；介绍以往科技攻关、科技成果转化与推广、科技合作与交流的情况；课题技术成熟程度、已有的前期工作基础和欠缺条件及解决措施）（一）国内外现状（包括国内外同类技术、产品研发水平，研究方向和重点等情况）20世纪90年代美国Biofine公司成功地以废弃纤维素为原料水解生产乙酰丙酸,且乙酰丙酸的收率高达70%,使乙酰丙酸的生产成本大幅度下降,从而使生物质直接水解法成为乙酰丙酸生产的主流，Biofine公司也因此于1999年获得了美国的"总统绿色化学挑战奖"中的小企业奖。乙酰丙酸早期则采用糠醇催化水解法生产,糠醇由含多缩糖半纤维素的玉米芯、稻草、木屑等生物质资源在酸性催化剂作用下水解生成戊糖,然后戊糖脱水得到糠醛,糠醛进一步加氢得到。上述的两种方法都是以生物质资源为起始原料，但糠醇催化水解法需4步反应,工艺过程长,同时由于涉及高压加氢,设备要求高。尽管糠醇催化水解步骤可以达到较高的收率,但整个工艺收率低,经济性差。而生物质直接水解法则直接以生物质资源为原料酸性水解得到乙酰丙酸,只需2步,工艺过程简单,国外已可达到较高的收率,生产成本低,适合大规模生产乙酰丙酸。发酵法制备乙酰丙酸存在周期长、收率低等问题，目前尚处于试验室研究阶段。目前,我国乙酰丙酸生产厂家不多,还处于起步阶段，生物质水解法和糠醇催化水解法并存，但以糠醇催化水解法为主。糠醇催化水解法比较成熟，但工艺过程长,同时由于涉及高压加氢,设备要求高。尽管糠醇催化水解步骤可以达到较高的收率,但整个工艺收率低,经济性差。国内生物质直接水解法生产乙酰丙酸成为新的发展方向，但存在的主要问题是，副反应多、产物复杂,分离困难,而且.. 收率只达到了40%～50%,与国外的70%有很大的差距。此外，在生物质资源酸性水解制备乙酰丙酸中,普遍使用硫酸和盐酸作催化剂,由于无机酸具有强烈的毒性和腐蚀性,产生的大量酸性废渣和废液给环境保护带来了严重的问题。但随着生物质直接水解法的不断深入研究和发展，糠醇催化水解法将逐渐被取代。基于生物质直接水解法工艺,乙酰丙酸生产技术的发展方向是，①深入开展生物质资源水解的反应动力学和反应机理等基础研究,优化反应条件,以提高产物的收率;②深入开展反应器结构对产物收率影响的研究,注重研究放大规律,为大规模装置的设计提供基础数据;③深入开展生物质资源水解产物的分离技术研究,满足不同的市场需求;④大力开展乙酰丙酸的应用研究;⑤针对生物质直接水解法制备乙酰丙酸中无机酸的使用而带来的污染问题,开展固体酸催化剂替代无机酸的研究,从根本上解决污染和腐蚀问题。（二）国内外市场现状分析乙酰丙酸作为新型平台化合物，从它出发可以合成一系列具有较大市场和高附加值的产品。在医药工业中，乙酰丙酸的钙盐可用于静脉注射剂，作为营养药，有助于骨质的形成并维持神经和肌肉的正常兴奋性，还可用于生产消炎药、植物激素等。在农药工业中，以乙酰丙酸为原料合成的2-甲基-3-吲哚乙酸、乙酰丙酸环己酯等，分别用作农药中间体或植物生产激素和驱虫剂。在香料工业中，乙酰丙酸、乙酰丙酸酯和Υ-戊内酯均用作香料原料和食品添加剂。在轻工业中，洗发剂、毛发染色剂、毛发喷雾剂等毛发化妆品，加入乙酰丙酸、乙酰丙酸乙醇铵盐、乙酰丙酸胍盐和乙酰丙酸酯后，能够改善产品质量，使毛发柔软，易梳理，更有光泽。含有乙酰丙酸等有机化合物的皮肤化妆品，能够抑制皮脂分泌，并具有杀菌消炎作用。.. 除了以上已有报道的应用领域外，乙酰丙酸作为平台化合物，具备能够合成许多高附加值产品的特性。目前正在研究的几种重要乙酰丙酸衍生物有:甲基四氢呋喃(MTHF)、5-氨基乙酰丙酸(DALA)、双酚酸(DPA)等,其中双酚酸可以作为合成树脂的前体，代替具有有害的双酚A,其市场需求量将越来越大。作为新的平台化合物，乙酰丙酸市场的需求量越来越大。根据有关资料报道，未来5到10年，随着能源危机的日益加剧和对可再生资源利用的重视，乙酰丙酸的市场需求量将每年递增12%以上，到2020年，市场需求量将达到2万吨/年，目前国内乙酰丙酸的产量约5000吨/a,远远不能满足市场的需求。目前，国内尚无利用糖蜜合成乙酰丙酸的生产，利用制糖工业的副产品糖蜜生产乙酰丙酸具有原料来源丰富、成本低等明显优势，因此，在广西利用糖蜜资源开发生产乙酰丙酸，市场前景十分看好。（三）与国内外同类产品或技术的竞争分析本课题以广西丰富而且廉价的糖蜜资源为原料合成乙酰丙酸，与其它的生物质原料相比，乙酰丙酸产率高、副反应少、工艺流程短。针对生物质直接水解法生产乙酰丙酸的收率低的问题,在技术路线方面，本课题采用复合过渡金属盐作催化剂，同时引入促进剂，通过催化剂和促进剂的协同作用，提高原料利用率和产物收率。在产物分离工艺方面，采用反应萃取法，实现合成反应与产物萃取分离的同步进行，进一步提高反应转化率和产物收率。因此，与目前国内其它利用生物质合成乙酰丙酸的同类技术相比，本课题在原料方面具有特色，在技术方面具有优势，生产成本低、产品的性价比高，在同类产品或技术中具有较强的竞争力。本课题未采用其他专利技术，课题完成后，相关的核心技术申请发明专利予以保护。.. （四）承担单位和合作单位基本情况柳州高通食品化工有限公司，国家级高新技术企业，是专业生产食品表面活性剂系列产品的生产厂家，公司拥有1000吨/条蔗糖脂肪酸酯系列产品生产线2条、年产100吨/条天然油脂抗氧化剂生产线1条及年产4吨/条维生素E不饱和脂肪酸酯生产线1条。有300吨/年其它独特技术配制的食品添加剂试验设备，还有新产品研制、新项目开发的生产场地，生产条件较好，水、电、汽、排水等设施齐全。公司拥有符合ISO22000：2005食品安全管理体系标准的生产厂房2000多平方米。此外还拥有有天然植物提取、有机合成实验室两个，中心化验室一个，主要技术装备有：安捷伦高效液相色谱仪、凝胶渗透摄谱仪、岛津原子吸收光谱仪、分光光度计、分析天平、蒸馏设备及化验、实验通用设备等。公司现有职工67人，中科技人员24人，具有中高级技术职称的有18人，科技人员占职工总数35.80%，公司科技人员不仅所占比例高，而且还是一批积极肯干、有坚实理论基础、有丰富实战经验、有开拓创新精神的队伍，其中有三名高级工程师是2005年柳州市科技进步二等奖项目《高含量蔗糖酯项目》的主要完成人。成功开发了多个具有先进水平的新产品，积累了丰富的研制与生产经验，并拥有可靠、紧密型合作关系的广西工学院作为技术支撑的后盾。从2005年8月投产至2006年7月，短短的一年时间就实现盈利；生产经营情况如下:2010年生产总值4552万元,实现税利751.51万元，2011生产总值达6960万元、实现利税1296万元。公司资产负债率：24.36%，企业经营状况良好。公司2010年12月底在柳州市新兴工业园区穿山片区购置65亩工业用地，在建5000㎡符合食品GMP标准厂房，为项目产品研制与开发提供的很好的生产场地，公司具备开发生产利用糖蜜合成乙酰丙酸的能力，且呈现出十分良好的发展态势。可以为本项目的实施提供强有力的经济支持和保证。.. （五）课题实施应当具备的条件（人员条件、资金条件、基础条件及其他相关条件）①人员条件本课题的开发需要化学、化工、化验以及设备等方面的专业人才。由柳州高通食品化工有限公司与广西工学院xx等多名博士、教授组成专门的课题组，分工协作，由公司总经理李荫展担任课题组长。生产、管理、销售、财务方面的人员主要由柳州高通食品化工有限公司安排。按照公司现有的人员配置，还需要作适当补充。②资金条件本课题预计总投资486万元，课题建设期第一年投入250万元，前期已投入180万元，主要用于实验及检测设备购置、中试车间建设、设备购置以及人工费用。还需新增投资约300万元方可顺利完成此课题。③基础条件公司于2009年12月已经在柳江县新兴工业园区穿山片区购置65亩生产用地，现已在建占地约5000㎡食品GMP标准厂房2栋，构建占地2000㎡的标准库房及附属设施，建立产品GPC系统检测中心及技术研发中心大楼一栋，建立综合办公楼一栋。.. 公司已拥有先进的蔗糖脂肪酸酯、维生素E不饱和脂肪酸酯等食品添加剂生产设备，设备选型本着合理节约，结合设备的先进性和实用性，经多方比选酯化反应设备采用由河南欧仕博机械有限公司提供的不锈钢反应罐，该设备达到国内最高水平，具有耐高温、耐腐蚀、卫生、无环境污染等优点；分子蒸馏设备则采用北京泽龙天宇科技有限公司提供的达到国内先进水平的MD-S900刮膜式分子蒸馏设备，该设备具有操作温度低、蒸馏压强低、受热时间短分离效率高等优点，广泛应用于食品、制药、香料、石化、涂料等行业。同时公司为了新产品新项目的研发与检测，成立了企业技术中心，购置了一套完善的精密仪器，其中有安捷伦高效液相色谱仪、凝胶渗透色谱仪、岛津原子吸收光谱仪、分光光度计等等。④现有条件(包括前期所取得与课题相关的成果和技术积累情况，相关领域的试验及示范基地建设情况，以及本课题技术水平、所处地位等情况)柳州高通食品化工有限公司，国家级高新技术企业，是专业生产食品表面活性剂系列产品的生产厂家，公司拥有一支高素质的研发团队，公司在稳步发展的基础上，坚持以科技是第一生产力为指导，与高校密切联系，通力合作，共同研究新技术，开发新产品，成功地实现了如下成果：1、蔗糖脂肪酸酯的工艺改进。根据市场的需求，在蔗糖脂肪酸酯原有的生产工艺及设备的基础上，经过公司研发人员的努力，对其原有工艺进行了改进，成功的研究出HLB值为1-15的高纯度蔗糖脂肪酸酯，成为国内首家生产该产品的企业。该产品的成功开发，是国内蔗糖脂肪酸酯科技领域的一个重大突破。该产品目前已经通过了世界五百强企业“日本住友精化株式会社”(SUMITOMOSEIKACHEMICALSCO.,LTD)检验及应用效果检测，获得日本住友精化株式会社的高度认可，并来人洽谈相关技术和产品生产等事宜，有强烈的合作意向。2、利用广西的资源优势（如蔗糖、油茶籽油、蚕茧和蚕蛹）研制了油脂专用天然高效抗氧化剂、维生素E油茶籽油脂肪酸酯和蛋白质基表面活性剂等新产品，这些产品分别获国家科技部农转资金及区科技厅、市科技局等有关部门的支持：①“维生素E油茶籽油脂肪酸酯的研制与生产”项目于2007年获柳州市科技型中小企业技术创新项目资金支持，.. 该项目已经完成验收及成果鉴定。②“废茧、丝胶和蚕蛹蛋白制备表面活性剂的研制与生产”项目于2008年获自治区科学研究和技术开发项目资金支持；于2009年获柳州市应用技术研究与开发计划项目支持，该项目已经完成验收及成果鉴定。③“利用蔗糖生产新型高效油脂抗氧化剂的中试”项目于2010年6月获得国家农业科技成果转化资金项目及2010年8月自治区农业科技成果转化资金项目支持。公司自成立以来一直致力于利用当地的资源优势开发新产品，为提高广西的农副产品附加值贡献一份绵薄之力。④本课题技术负责人广西工学院xx教授课题组在乙酰丙酸的前期研究方面具有较好的基础，为本课题的关键技术及产业化研究提供了较好的保障。近年来，xx课题组在乙酰丙酸合成方面发表的论文及申请的发明专利如下：●xx，xx等。固体超强酸催化剂S2O82-/聚乙二醇-TiO2-M2O3(M=Al,Cr)制备乙酰丙酸,工业催化，2012,20(5):64-68;●xx，xx，xx，xx，xx，xx。固体超强酸催化剂S2O82-/ZrO2-TiO2-Al2O3制备乙酰丙酸，化工进展，2012，31(9):41-46;●xx，xx，xx，xx，xx。固体超强酸催化剂S2O82-/ZrO2-M2O3(M=Al,Fe)制备5-羟甲基糠醛，化工进展，已正式录用。●xx，xx，xx，孔红星。高效液相色谱法对赤砂糖水解液中三种物质的分离和测定,化学研究与应用,2012,24(7):1036-1040... ●xx，xx，xx，赖映标，xx，孔红星。超声-微波协同辅助盐酸水解葡萄糖制乙酰丙酸的研究,化学与生物工程，2011，28（7）：61-63；●发明专利，一种合成乙酰丙酸的固体超强酸催化剂的制备方法及应用，申请号：，发明人xx等；●一种新型固体超强酸催化剂的制备方法及其在催化微晶纤维素合成乙酰丙酸，申请号：，发明人xx等。（六）课题欠缺条件的解决措施设备方面：公司前期投入部分资金用于小试阶段仪器及原材料采购，中试设备已经基本具备，但项目生产还需增加一些基础设施及生产设备如：需增加2台100吨的原料储罐、2台套5L搪瓷反应釜，1套精制萃取设备、1套蒸馏纯化设备以及项目产品所需的专用精密检测仪器等。人员方面：还需部分化验专业操作工，公司计划为本课题产业化再招聘5名技术工人，加上公司原有人力情况可满足需求。资金方面：本课题总投资486万元，项目建设期第一年需投入250万元，目前公司集中除正常流动资金外的全部资金用于本课题的实施，但尚有约80万元缺口，拟向科技部门申请科技三项经费扶持。.. 第四章、课题知识产权分析从专利检索的情况看，国内目前相关的专利，主要是利用生物质为原料，通过直接水解法制备乙酰丙酸。如， 一种功能离子液催化竹笋壳制备乙酰丙酸的方法（申请号：某x），采用可重复介质的功能离子液绿色催化竹笋壳木质纤维转化为乙酰丙酸。一种固体酸及高温液态水共催化水解制备乙酰丙酸的方法（申请号：某x），将秸秆和固体酸催化剂混匀，然后加入去离子水，一并加入反应釜中反应，反应完毕将反应釜进入冰水浴中降至常温，反应混合物过滤并收集滤液，经分离提纯得乙酰丙酸。 秸秆醇酸水解制备乙酰丙酸的方法（申请号：某x），其工艺为：将粉碎好的秸秆与醇酸水溶液以固液比1∶10混合，投放到水热反应釜中恒温2h，固液分离，上清液先常压蒸馏回收甲醇，再加入挟带剂，常压下共沸精馏回收甲酸，剩余液体中加入等体积的萃取剂，得到乙酰丙酸浓缩液，经吹氮仪去除残存的萃取剂，可得到乙酰丙酸固体。下层水相中含有部分乙酰丙酸，可进行二次萃取。利用木质纤维素类生物质联产糖及乙酰丙酸的方法（申请号：某x），以农林废弃物等作为反应原料，以0.01-0.2摩尔浓度的盐酸、氢碘酸、氢溴酸、磷酸、硫酸等稀无机酸为催化剂，在一定温度条件下连续进行两步稀酸水解生产糖溶液及乙酰丙酸溶液，其总转化率为原料的20％。用分子筛催化水解葡萄糖制取乙酰丙酸的方法(专利号：某x),公开了一种以分子筛催化水解葡萄糖制取乙酰丙酸的方法。一种固体超强酸催化秸秆制备乙酰丙酸的方法（专利号：某x），.. 采用固体超强酸催化剂替代液体无机酸催化剂，转化固体秸秆纤维成分制备乙酰丙酸化合物，有助于解决目前乙酰丙酸生产中，采用液体无机酸催化转化纤维材料制备乙酰丙酸过程中的污染、腐蚀、操作困难、污染环境等问题。有关利用糖蜜为原料生产乙酰丙酸的专利尚未见报道。本课题利用糖蜜作原料合成乙酰丙酸尚未见报道；使用复合过渡金属盐作催化剂和有机硫化物作促进剂，通过催化剂和促进剂的协同作用，提高反应速度和乙酰丙酸的收率，未见类似报道，因此，具有自主创新性。在产物分离工艺方面，本项目采用反应萃取法，实现合成反应与产物萃取分离的同步进行，提高反应转化率和产物收率。课题完成后对相关的核心技术申请专利1-2项予以保护。拟根据产品的市场需求和用途，制定产品的企业标准。.. 第五章、课题经费预算（课题的投资估算、资金筹措和经费使用情况）（一）课题经费投入总额及其来源说明课题总投资486万元，其中单位自筹406万元、申请科技经费100万元。（二）课题预算表序号科目名称合计申请自治区科技经费科技经费其余经费（1）（2）（3）（4）1一、经费支出48610038621、设备费10535703（1）购置设备费7030404（2）试制设备费355305（3）设备改造与租赁费00062、材料费58223673、测试化验加工费1712584、燃料动力费1512795、差旅费826106、会议费642117、国际合作与交流费000128、出版/文献/信息传播/知识产权事务费(含资料费、印刷费)321.. 139、劳务费6331410、专家咨询费6421511、管理费7431612、铺底资金15001501713、土建等100010018二、经费来源486100386191、申请自治区科技经费100100/202、其余经费386/386（注：“其余经费”，是指除了申请自治区科技经费以外的所有经费。）.. 第六章课题的组织实施（应包括课题的计划进度及节能、环保、安全等措施）（一）课题申报单位科研、生产经营、装备、经济实力等情况1、科研情况：柳州高通食品化工有限公司具有先进的生产设备及先进的生产技术，具有强大的研发能力。公司成立以来,成功开发了多个具有先进水平的新产品，并具有自主知识产权。公司拥有科技人员24人，其中具有中高级技术职称的有4人，中级职称14人，科技人员占职工总数35.80%。公司科技人员有坚实的理论基础、有丰富的实践经验，其中有3名高级工程师（覃仲尧、吴庆红、韦盛孙）是2005年柳州市科技进步二等奖项目《高含量蔗糖酯项目》的主要完成人。在技术协作方面，公司与广西工学院签订了长期合作研发技术协议，并且拥有《二步定向法合成蔗糖-6-高级脂肪酸酯》专利及五项实用新型专利，在申请专利2项。为提高我公司在食品添加剂领域中占有率和扩大市场份额提供了强有力的技术保证。2、生产经营情况2008年～2010年企业生产经营情况表年份产值（万元）销售收入（万元）利润（万元）税金（万元）2008年1265.51069.87104.1471.7.. 2009年2548.62119.94423.7196.72010年4552.53736.40583.62167.892011年6960.05955.0806.26348.922011年末公司总资产3317.80万元，负债总额为808.32万元，资产负债率仅为24.36%。固定资产总额914万元，流动比率为916.12%、速动比率671.31%、总资产报酬率31.95%、净资产收益率42.29%、应收账款周转次数为9.2次，应收帐款周转天数为40天，公司经营状况良好，无欠款3、装备、经济实力情况柳州高通食品化工有限公司拥有独特技术配制的食品添加剂生产及中小试验设施、设备。主要设备有：全不锈钢天然植物提取、有机合成成套设备、分子蒸馏设备、喷粉干燥设备等。分析、检测设备包括：安捷伦高效液相色谱（含制备、分析）、Waters凝胶渗透色谱仪、分光光度计等相关精密仪器设备。公司于2009年12月在柳州市新兴工业园穿山片区购置65亩土地，构建新的生产基地，预计基地项目总投资6500万元，其中固定资产投资5375万元，利用糖蜜合成乙酰丙酸的关键技术及产业化生产项目已经纳入新的生产基地建设项目中。（二）课题负责人近期相关研究开发等情况课题负责人：李荫展，柳州市高通食品化工有限公司总经理：1984年毕业于广西大学，学士学位，高级工程师。毕业后分配在广西磷酸盐化工厂从事技术、设计和生产管理工作。对化工工艺、流程以及合成等的科研和新产品开发、生产经营和管理积累了大量的工作经验，具有较强的组织领导能力。.. 1986年作为广西磷酸盐化工厂工程师代表，组成工程技术小组支援云南省曲靖磷酸盐化工厂建设。期间，从图纸设计、人员组建、厂房施工、设备安装、工艺流程的贯通、试生产到正式投产等全过程参与并发挥了重要的作用，历时一年，圆满地完成了整个工程任务，受到了曲靖市政府的表彰。1998年在中日合资三柳食品化工有限公司任综合部部长，并在兼任生产部部长期间，牵头组织食品添加剂蔗糖酯生产设备的改造工作。原来用日本进口的真空乳化机，一天只能生产100公斤，经过技术攻关，改用国产设备，并重新组合合成条件参数，获得成功，产量提高10倍。使蔗糖酯年产能力雄居国内首位。2003年，应广西环江县经委邀请，重新组建、整改了停产5年多的环江县都川冶炼厂，调整了产品结构，半年内使该厂恢复生产，100多失业工人的重新上岗，企业进入正常运行状态。深受当地政府和群众的欢迎。2004年起，任柳州高通食品化工有限公司董事长兼总经理，从事食品添加剂的研究、开发和生产工作，经多年参与及承担项目研究及工业化建设积累了丰富的项目开发与生产的经验，具体参加四项课题均获立项支持：1、2009年09月担任“废茧丝胶和蚕蛹蛋白质基表面活性剂的研制与生产（柳州市科技开发计划项目2009020901）”项目负责人，该项目已通过鉴定验收；2．2010年1月担任“利用蔗糖生产新型高效油脂抗氧化剂的中试（国家农业成果转化资金项目，2010GB2E100364”课题工业化建设负责人；3．2010年9月担任“利用蔗糖生产新型高效油脂抗氧化剂的中试(广西科技开发计划项目,桂科转10100017-14”课题工业化建设负责人；4.2011年3月担任柳州市技创新项目“.. 高纯度蔗糖脂肪酸酯的研制与生产”项目负责人，已获柳州市工信委立项。课题技术负责人：xx，男，46岁，博士学位，教授，硕士生导师，柳州市拔尖人才，长期从事生物化工及应用化学研究工作，是广西壮族高校生物化工重点学科带头人。先后主持完成国家自然科学基金1项、国家科技型中小企业技术创新基金2项、科技部科技人员服务企业行动计划项目1项、广西科技开发计划项目2项以及广西自然科学基金项目2项等。近五年来，发表论文70多篇，其中被SCI索引收录论文21篇，获国家发明专利授权7项。获广西科技进步三等奖1项、柳州市科技进步二等奖1项。近三年来，在生物质催化水解制备乙酰丙酸方面，发表论文5篇，申请国家发明专利2项。（三）课题参加单位的任务分工情况本课题由柳州高通食品化工有限公司承担，项目的管理实施责任制。项目负责人由公司总经理、高级工程师李荫展担任，技术总负责人由广西工学院副院长xx教授担任。（四）项目的计划进度目标实施阶段时　间目标内容第一阶段13年01月至13年09月市场调研、课题立项等第二阶段13年10月至13年12月小试与关键技术攻关等第三阶段14年01月至14年06月设备购置、安装调试、中试及试生产等第四阶段14年07月至14年12月批量生产，验收及鉴定等（五）项目节能、环保、安全等措施（1）节能方面.. 本项目在建设、实施中严格遵守国家的有关规定，控制能耗，根据有关国家和部门规范和标准，采取的主要节能措施如下：●选用国内外先进的关键生产设备和检测设备，要求能耗低、可靠性高；办公设备也选用优质节能产品；●各类配套设备均选用优质节能系列产品；●各种管道应采取保温、保冷、隔热等措施；●空调新风系统、冷冻系统、变配电系统等设置自动监控系统，根据使用要求进行自动调节，节约能源；●加强节能管理和教育工作，水、电、气等设置流量计，便于及时了解能源消耗情况，并定期对设备、管线进行检查和维护，确保设备正常运行和减少能源浪费。（2）环境保护污染源及污染物本项目产品为化工产品制造，生产设备会产生部分噪音，有废水（主要源于乙酰丙酸的分离纯化和萃取乙酰丙酸后的剩余反应液）和少量的有机废渣。治理措施对于废水，量不多，采取汇集回收到污水处理站集中处理的方式解决。污水处理站设计处理能力为生产正常排污水量的5倍以上，能够完全消化污水排放的问题，经过处理达标后，排入城市排水系统送到城市污水处理厂处理。废渣可收集回收利用。噪音经市有关环保部门检测，达到国家规定的噪音标准。萃取乙酰丙酸后的剩余反应液，由于其含糖量高，可与糖蜜混合后循环利用；糖份偏低，则可送酒精厂发酵生产酒精。少量的有机废渣直接送入锅炉燃烧处理。为保证项目的顺利实施，要进一步加强车间的生产管理制度的实施，严格要求操作工人，坚决杜绝废物的排放。本项目“三废”.. 问题符合国家有关的环保标准。（3）消防本项目所在建筑属于二类高层民用建筑，建筑物耐火等级为1级，其建设过程遵循“预防为主、消防结合”的方针，严格贯彻执行国家《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》条例，采取以下措施：设有火灾自动报警系统和紧急广播系统，各区域配置适量的手提式灭火器。空调送回风管采用非燃保温材料。隔墙、吊顶、活动地板及其他装饰材料选用非燃或难燃材料。（4）职业安全A、防机械伤害●设备与建筑物之间考虑满足操作、检修的安全距离和安全通道；●生产作业充分考虑采光的角度和亮度，工作场所采用合理的色彩，以增强职工的识别意识，减少视觉疲劳等；●操作人员严格按照要求穿戴劳保用品，规范操作；B、职业卫生●车间通风降温；●车间内作业点设置工业风扇强制降温；●设置卫生间、休息室、开水间等必要的辅助用房。安全生产方面，严格按照ISO9001：2000标准进行研究、开发和管理，安全生产制度、措施完善有保障。.. 七、课题经济、社会、环境效益分析（一）课题经济效益分析(包括分析依据、分析过程，以及计算成本、销售收入、利润、税金等主要经济指标)本课题预计总投资486万元，其中包括原料储罐、反应釜、萃取设备、蒸馏设备、废水处理设施、运输车以及相关的辅助设备、土建以及研发费用等共投资约336万元等，经估算，执行期生产过程中所需铺底流动资金约150万元。课题执行期两年，课题完成后形成年产800吨的生产能力。1、分析依据及分析过程（1）原材料、能源动力费按目前市场价格计算；（2）生产定员按15人计，平均每人年工资福利约为3万元；（3）修理费与折旧费比例为50%；（4）课题管理费按销售收入的5%提取，销售费用按按销售收入的5%提取；（5）课题第一年为建设期，按设计能力的25%生产试销，自第二年起按设计能力50%计算，第三年达产按100%计算，形成年产800吨的能力，项目寿命期以10年计算，折旧费按详细估算法计算。2、成本分析2.1总成本分析总成本估算表单位：万元序号年度项目合计　建设期投产期达产期　　123456-10一制造成本5084.31570570570570.. 200.58323.721直接材料与能源费4309.90123.14246.28492.56492.56492.56492.561.1主料成本35001002004004004004001.2辅料成本7002040808080801.3水电汽费95.902.745.4810.9610.9610.9610.961.4包装费140.400.801.601.601.601.602工资及福利4504545454545453折旧和修理费324.4132.4432.4432.4432.4432.4432.443.1折旧费216.2721.6321.6321.6321.6321.6321.633.2修理费108.1410.8110.8110.8110.8110.8110.81二管理费用5805858585858581递延资产摊销606666662公司管理费520525252525252.. 四销售费用455132652525252五总成本费用6119.31271.58407.72680680680680六经营成本5843.04243.95380.09652.37652.37652.37652.37七固定成本1809.41148.44161.44187.44187.44187.44187.44八变动成本4309.90123.14246.28492.56492.56492.56492.56该课题按达产后年产800吨产品来计算，达成后的总成本分析如下：（1）主料成本本课题产品的主要原料费费用为0.5万元/吨，达产后按年产800吨计算，则主料成本为400万元/年。（2）辅料成本辅料成本主要为一些特殊添加物和其他一些特殊配方，其成本为0.1万元/吨，达产后按800吨/年计算，则为80万元/年。（3）能源动力费及成品包装费本课题的能源动力费主要指消耗的水电汽费，根据设计能力的需求按0.91万元/月的标准计算，则每年要消耗10.96万元。成品包装费按20元/吨计算，年产800吨，需要包装费1.6万元。（4）工资及福利.. 按当地工资福利计算，本课题从第一年开始就定员15人，人均工资及福利约3万元/年。本课题达产年工资及福利为45万元。（6）折旧和修理费用本课题固定资产折旧按10年计算，残值为10%，每年折旧费约21.63万元。修理及维修费用按折旧的50%计算。每年该项费用约为10.81万元。合计32.44万元。（7）管理及销售费用课题每年的管理费按项目达产后每年销售收入的5%计提，则每年为52万元，本课题土地资产摊销每年6万元；销售费用按销售收入5%计提为52万元；综合以上分析计算，本课题达产期年总成本为680万元。2.2单位成本分析单位成本表单位：元成本构成因素金额（元）原材料5000辅助材料1000能源动力费137人工费562.5折旧和修理405.5管理费725销售费650合计84803、销售收入分析.. 本课题产品定价1.3万元/吨，主要参考本产品的单位成本和市场水平确定此价格。本课题产品采用新技术有效控制产品成本，该单位成本为0.85万元，而目前市场价格基本在1.2万元--1.8万元之间浮动，本课题价格定位在1.3万元不仅具有很强的盈利能力，而且可根据市场情况适当调整价格，市场主动性、竞争力强。销售收入表项目年份合计1234510产品（吨）7000200400800800800800单价（万元）1.31.31.31.31.31.3销售收入小计91002605201040104010401040销售税金及附加54615.6031.2062.4062.4062.4062.404、现金流量及财务分析现金流量及财务分析表单位：万元序号年度项目　建设期投产期达产期合计123456-10一生产能力　25%50%100%100%100%100%二现金流入　　　　　　1销售收入910026052010401040104010402回收固定资产残值30.030000030.03.. 3回收流动资金299.4500000299.454流入小计9429.482605201040104010401369.48三现金流出　　　　　　1建设总投资300.30300.30000002新增流动资金299.45128.2857.06114.110002.1流动资金总量128.28185.34299.45299.45299.45299.453经营成本5843.04243.95380.09652.37652.37652.37652.374销售税金54615.6031.2062.4062.4062.4062.405折旧及摊销276.2727.6327.6327.6327.6327.6327.636总成本6665.31287.18438.92742.40742.40742.40742.407流出小计6988.79688.14468.35828.89714.77714.77714.77四销售利润2434.70-27.1881.08297.60297.60297.60297.60五净现金流量2440.70-428.1451.65211.11325.23325.23654.71六累计净现金流量-428.14-376.49-165.37159.85485.082440.70.. 七所得税金615.47020.2774.4074.4074.4074.40八纯利润1819.23-27.1860.81223.20223.20223.20223.20九所得税后净现金流量1825.23-428.1431.38136.71250.83250.83580.31十净现值971.72-382.2741.18150.27206.69184.54210.80　累计净现值(NPV)-382.27-341.09-190.8215.86200.41971.72十一内部收益率%(IRR)：所得税前48.20%所得税后37.61%平均投资利润率37.4%盈亏平衡点42.63%(销售收入)平均投资利税率50.1%静态回收期3.51产值利润率(所得税后)19.99%动态回收期3.92平均投资利润率=（年平均纯利润/项目总投入）*100%=181.9/（300.3+128.28+57.06）=181.9/486=37.4%.. 平均投资利税率=（年平均利税/项目总投入）*100%=243.5/（300.3+128.28+57.06）=50.1%静态投资回收期=累计现金流量出现正值年份-1+（上年累计现金流量绝对值/当年的现金流量）=4-1+（165.37/325.23）=3.51（年）项目综合评价:项目完成后，达产年份主要经济指标：序号指标名称指标值(万元)1课题总投资4862销售收入10403销售利润297.64纯利润223.25销售税金及附加62.46所得税（税率25%）74.47实现利税360财务评价指标序号财务评价指标指标值标准值税前税后1内部收益率（IRR）%48.237.61132财务净现值（NPV）%971.72≥03静态投资回收期(年)3.5184动态投资回收期(年)3.925投资利润率%37.4106投资利税率%50.1147项目盈亏平衡点（BEP）42.63%综合以上测算，本课题的经济效益可观，各财务指标正常，课题达产后其经济效益常好，盈利能力强。.. （二）课题社会效益分析（包括环境效益、对科技进步推动作用的分析）目前，国内外对乙酰丙酸的研究和应用越来越重视，随着能源危机的日益加剧和对可再生资源利用的重视，对乙酰丙酸作为新型平台化合物的呼声也不断提高。广西具有丰富而且廉价的废糖蜜资源，其开发利用具有利废和环保两个方面的重要意义。本课题提出并研究以废糖蜜资源作原料合成重要的平台化合物乙酰丙酸，变废为宝，显然对促进广西制糖工业副产品的综合利用和环境保护具有重要的意义。本课题首次提出并利用糖蜜作原料合成乙酰丙酸，同时发现复合过渡金属盐对糖蜜合成乙酰丙酸具有显著的催化作用，有机硫化物具有明显促进作用，可有效的提高产率。采用反应萃取法，实现合成反应与产物萃取分离的同步进行，提高反应转化率和产物收率。因此，本项目工艺技术产业化对生物质资源的有效开发利用和生物化工技术的进步均具有积极的推动作用。.. 八、课题风险分析与对策（1）盈亏平衡分析BEP=固定成本/（销售收入-变动成本-销售税金及附加）=1809.41/（9100-4309.9-546）=42.63%按照达产年的数据计算项目达产后产（销）量的盈亏平衡点如下：BEPQ=年总固定成本/（销售单价-单位产品变动成本-单位产品销售税金）=187.44/（1.3-0.62-0.078）=311（吨）由此可知，本课题的生产能力盈亏平衡点为42.63%，产销量的盈亏平衡点为311吨，销售量达到311吨即可以保本经营，项目具有很好的抗风险能力。（2）敏感分析敏感性分析表参数名称变动比率内部收益率（所得税后，%）财务净现值（万元）静态投资回收期（年）动态投资回收期（年）敏感度1.基本方案37.61%971.723.513.92　2.固定资产投资　　　　　增加10%35.59%945.883.604.060.20减少-10.00%39.85%997.573.423.790.22.. 3.经营成本　　　　　增加10%28.05%661.294.134.840.96减少-10.00%47.80%1282.163.103.371.024.销售收入　　　　　增加10%52.40%1448.252.953.191.48减少-10.00%23.48%495.204.575.571.41由敏感分析表可知，产品的销售收入对项目的赢利能力最敏感，其次是经营成本，反应最迟钝的是固定资产。因此，本公司最主要的是要努力提高产品的生产能力及销售量。在这方面，公司将采取开发与销售同步进行方式，与厂家建立良好合作关系，为今后扩大生产能力及销售量打下良好的基础，以更好地提高产品销售收入。其次，公司通过努力降低经营成本，加强企业内部经营管理，努力提高生产操作效率，降低人员用工成本开支，降低材料成本开支等，也是公司提高财务收益、获利、缩短投资回收期的重要经营手段。（3）市场风险分析市场风险主要表现在项目产品销路不畅，产品价格低迷等，以至产量和销售收入达不到预期目标。乙酰丙酸可以广泛用于手性试剂、生物活性材料、聚合物、润滑剂、吸附剂、涂料、电池、油墨、电子产品等领域中；由乙酰丙酸可合成一系列具有较大市场需求和高附加值的产品。目前，国内外对乙酰丙酸的研究和应用越来越重视，随着能源危机的日益加剧和对可再生资源利用的重视，乙酰丙酸作为新型平台化合物，其市场需求量将越来越大。.. 本课题以广西丰富而且廉价的糖蜜资源为原料合成乙酰丙酸，与其它的生物质为原料相比，合成乙酰丙酸产率高、副反应少、工艺简单。针对生物质直接水解法生产乙酰丙酸的收率低的问题,在技术路线方面，本课题采用复合过渡金属盐作催化剂，同时引入促进剂，通过催化剂和促进剂的协同作用，进一步提高乙酰丙酸的产率和原料利用率。采用反应萃取法，实现合成反应与产物萃取分离的同步进行，提高反应转化率和产物收率。因此，与目前国内外的合成技术相比，本课题在原料方面具有特色，在技术方面具有优势，生产成本低，产品性价比高，市场竞争力强，市场风险较小。另外，企业凭借已有品牌、销售网络以及生产经营等方面的优势，也可规避一定的市场风险。（4）技术风险分析技术风险主要来自项目研发人员的技术水平、实践经验和对国内外目前人造板胶粘剂技术现状及发展趋势的掌握以及前期工作基础等。对于本项目技术实现来说，其风险评估不高。首先，本课题的负责人李荫展，现任柳州高通食品化工有限公司总经理。长期从事化工、食品添加剂及相关产品的生产、经营和新技术、新产品开发工作，有丰富的工作经验和组织领导能力。课题组其他研发人员均为工厂的研发和生产人员以及来自高校的博士、教授、高级工程师等，对实施过程中可能出现的技术难题有极高的预见性，制定的实施方案灵活、可靠，有效保证工艺的放大，确保本课题技术研发顺利开展并取得预期成果。其次，本课题组在利用糖蜜合成乙酰丙酸的关键技术研究开发方面已有很好的前期工作基础。在大量调研和充分掌握国内外同类产品的技术现状和发展趋势的基础上，进行了技术方案的设计和优化，并进行了大量的小试，在催化剂和促进剂方面有重要的进展，已发表论文多篇，并申请了发明专利2项，应该说本课题的关键技术已基本攻克，技术风险很小。存在的技术风险最可能的是技术泄密，为此课题组拟及时申请专利予以保护。.. 另外，在中试方面也可能存在风险，但国内外在利用其它生物质进行水解和合成乙酰丙酸方面已有生产，可提供参考，同时本课题组负责人在化工设备方面具有很丰富的经验和特长，因此，中试和试生产失败的风险可以避免。自然及人为风险主要是出现不可预见和不可避免自然事件，以及高层人事发生变动等。⑸规避风险措施：（1）不断追求科技进步，探索新技术，应用新工艺新技术，完善技术管理，对具有自主知识产权的技术加强保护。今后使企业向高科技含量、高质量、多功能方向发展。（2）增强市场意识，不断开拓新市场。一是以产品的高性价比为卖点，加大广告投入和宣传力度，促进新产品的销售；二是当主要产品出现不景气时，迅速开发其他产品；三是在原有的基础上进一步改造、创新，生产更多新产品，最终使企业向专业化、规模化、集团化方向发展。（3）注重各类人才的培养，学会应对突发事件的处理能力，提高自我保护意识，出现不可预见或不可避免事件，尽可能使项目投资损失降到最低。九、其他需要说明的事项..