3月17日下午， 2021中國(guó)國(guó)際石化及下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)大會(huì)暨第九屆國(guó)際輕烴綜合利用大會(huì)設(shè)立的可降解材料技術(shù)論壇上，與會(huì)專家們就多種可降解材料的制備、研發(fā)、應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)等進(jìn)行了精彩分享。

BDO攔路虎：電石原料緊缺，天然氣法審批難

東方證券研究所化工行業(yè)首席分析師 倪吉

東方證券研究所化工行業(yè)首席分析師倪吉指出，目前可降解塑料已經(jīng)進(jìn)入行業(yè)爆發(fā)期，國(guó)內(nèi)大規(guī)模PBAT項(xiàng)目也層出不窮，規(guī)劃產(chǎn)能已達(dá)500萬(wàn)噸/年左右。隨著供給擴(kuò)張和技術(shù)成熟，PBAT價(jià)格預(yù)計(jì)也有望進(jìn)一步下降，與PLA共同成為可降解塑料發(fā)展的重要材料。

PBAT新項(xiàng)目不斷增加，說(shuō)明該產(chǎn)品技術(shù)壁壘較低。雖然短期盈利較好，但如若不能在改性和制品上有所突破，遠(yuǎn)期來(lái)看難免陷入成本競(jìng)爭(zhēng)，一體化程度、規(guī)?；?yīng)、成本控制將成為衡量其競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵指標(biāo)。

PBAT主要原料是BDO、己二酸和PTA，其中BDO和己二酸的生產(chǎn)過(guò)程都要用到大量氫氣(或合成氣)，包括甲醇與合成氨合成、苯加氫等。采用天然氣路線生產(chǎn)BDO來(lái)配套PBAT，副產(chǎn)的合成氣正好可以滿足己二酸的氫氣用量，理論上在原料端只要有天然氣、苯和空分(提供氮?dú)馀c氧氣)，就可以生產(chǎn)出符合PBAT需求的BDO與己二酸產(chǎn)品。所以，天然氣法BDO具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

圖 生產(chǎn)1噸PBAT所需的原料配套

(產(chǎn)品后數(shù)字表示單耗：噸，氫氣單位：方/噸)

但BDO受制于電石緊缺和天然氣法審批，可能成為限制PBAT擴(kuò)產(chǎn)的門檻。

生物可降解材料將進(jìn)化為生物安全性材料

陜西延長(zhǎng)西大先進(jìn)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)，西北大學(xué)研究生導(dǎo)師 楊東元

(以下僅代表專家個(gè)人觀點(diǎn)，不代表任何單位或機(jī)構(gòu))

陜西延長(zhǎng)西大先進(jìn)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)，西北大學(xué)研究生導(dǎo)師楊東元指出，生物法制備可降解單體存在成本仍較高、規(guī)模性原料獲得仍有不確定性、糧食安全、三廢排放等問(wèn)題，比如2.5噸玉米才能得到1噸PLA。

相對(duì)而言，化石原料制備可降解單體具有規(guī)模性原料價(jià)格低廉、來(lái)源豐富易得、成本較低、規(guī)模效應(yīng)顯著、污染排放集中等優(yōu)勢(shì)，比如煤制乙二醇路線制PGA，成本可接近PE。

楊東元表示，未來(lái)的材料將由生物可降解材料向生物安全性材料進(jìn)化。未來(lái)的可降解材料將具備三項(xiàng)特征：

一是親和人體，從生物可降解環(huán)境友好邁向生物可吸收;

二是融為一體，從千百年自然降解回歸邁向小時(shí)級(jí)代謝;

三是智能材料， 從固化材料理化特性邁向可調(diào)控可修復(fù)。

降解塑料改性的三個(gè)方向

中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所工程塑料國(guó)家工程研究中心高級(jí)工程師 王萍麗

中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所工程塑料國(guó)家工程研究中心高級(jí)工程師王萍麗指出，降解塑料替代是塑料污染源頭減量的重要途徑。降解塑料的改性有合金化、廉價(jià)化、功能化三個(gè)方向。

當(dāng)前，降解塑料制品需求結(jié)構(gòu)為：

●膜袋類日用制品：最主流產(chǎn)品，技術(shù)成熟，海南明年需求4.8萬(wàn)噸;

●餐盒餐具：高速發(fā)展產(chǎn)品，技術(shù)有待完善，海南明年需求1.5萬(wàn)噸;

●地膜：禁塑令涵蓋制品，技術(shù)基本成熟，價(jià)格離市場(chǎng)接受差距大;

●快遞：禁塑令涵蓋產(chǎn)品，降解膠帶有待完善，企業(yè)正在嘗試儲(chǔ)備，觀望市場(chǎng)。

降解塑料樹(shù)脂需求結(jié)構(gòu)為：

●PBAT：主流基礎(chǔ)產(chǎn)品;

●PLA：主流基礎(chǔ)產(chǎn)品;

●PBS：高速的發(fā)展基礎(chǔ)材料;

●PGA/PPC/PHA/PCL：功能型材料。

什么樣的高分子材料能夠生物降解

中國(guó)石化儀征化纖有限責(zé)任公司高級(jí)專家、教授級(jí)高工 戴鈞明

中國(guó)石化儀征化纖有限責(zé)任公司高級(jí)專家、教授級(jí)高工戴鈞明指出，生物可降解高分子材料的降解具有生物物理、生物化學(xué)效應(yīng)，還伴有其他物化作用，如水解、氧化等;降解情況取決于高分子的大小和結(jié)構(gòu)，微生物的種類及溫度、濕度等環(huán)境因素;不同化學(xué)結(jié)構(gòu)生物可降解能力強(qiáng)弱依次為：脂肪族酯鍵、肽鍵>氨基甲酸酯>脂肪族醚鍵>亞甲基;分子量大、分子排列規(guī)整、疏水性大的高分子材料不利于微生物的侵蝕和生長(zhǎng)，不利于生物降解;降解產(chǎn)生的碎片長(zhǎng)度與高分子材料單晶晶層厚度成正比，極性越小的共聚酯越易于被真菌降解，細(xì)菌對(duì)a-氨基含量高的高分子材料的降解作用十分明顯。

目前，生物降解的機(jī)理尚未完全研究透徹。

CO₂資源化利用有10種途徑

奧克控股集團(tuán)創(chuàng)新院副院長(zhǎng) 孔凡志博士

奧克控股集團(tuán)創(chuàng)新院副院長(zhǎng)孔凡志博士指出，CO2資源化利用有以下10條途徑：①以CO2為原料生產(chǎn)化學(xué)品;②以CO2為原料生產(chǎn)燃料;③利用微藻類來(lái)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化;④用作混凝土建筑材料;⑤CO2增強(qiáng)油田再生(CO2-EOR);⑥碳捕集及存貯的生物能源(BECCS);⑦增強(qiáng)風(fēng)化作用;⑧包括植樹(shù)造林和再森林化的林業(yè)技術(shù);⑨通過(guò)土壤碳封存技術(shù)的土地管理;⑩生物碳。

碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)作為高沸點(diǎn)的極性非質(zhì)子溶劑，在工業(yè)上用作潤(rùn)滑劑、鋰離子電池的電解質(zhì)溶劑、聚合物材料的合成模塊、聚碳的共聚單體和其他精細(xì)化學(xué)品的合成中間體。

奧克控股集團(tuán)已成功實(shí)現(xiàn)以CO2制碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)。

奧克EC/DMC工藝流程示意圖

奧克-過(guò)程所EC/DMC工藝具備三項(xiàng)突破性核心技術(shù)：

一是離子液體氫鍵強(qiáng)化反應(yīng)及化學(xué)固載;

二是氣液高效分布式列管反應(yīng)器設(shè)計(jì);

三是反應(yīng)精餾耦合及全過(guò)程節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所研究員韓常玉介紹了生物降解材料制品開(kāi)發(fā)及市場(chǎng)應(yīng)用。

廣東省“珠江學(xué)者”特聘教授、中山大學(xué)二級(jí)教授、廣東省低碳化學(xué)與過(guò)程節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任孟躍中介紹了新型生物降解二氧化碳基半芳香性共聚物。

常州瑞華化工工程技術(shù)股份有限公司董事長(zhǎng)徐志剛 順酐是世界上三大酸酐原料之一(醋酐、順酐、苯酐)，且其下游產(chǎn)品有著相當(dāng)廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景，可用于合成樹(shù)脂、涂料、農(nóng)藥、潤(rùn)滑油添加劑、醫(yī)藥、紙張?zhí)幚韯?、食品添加劑、穩(wěn)定劑等方面。目前順酐生產(chǎn)技術(shù)主要有丁烷法工藝和苯法工藝。我國(guó)目前順酐產(chǎn)能以傳統(tǒng)苯法工藝居多，但隨著碳四資源利用的推進(jìn)，丁烷法順酐裝置也逐漸形成規(guī)模。瑞華順酐技術(shù)采用正丁烷為原料，與空氣反應(yīng)生產(chǎn)順酐。氧化反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中需要將反應(yīng)熱移走，因而順酐裝置能往外輸出大量蒸汽。因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，順酐裝置特點(diǎn)適合與一些高耗汽的裝置聯(lián)合設(shè)置，如乙苯苯乙烯裝置，這樣能達(dá)到蒸汽互補(bǔ)的目的，提高兩套裝置的經(jīng)濟(jì)性。與傳統(tǒng)的苯法順酐技術(shù)相比，RHMA技術(shù)能完全消除苯對(duì)環(huán)境的污染、順酐收率高、低能耗、外輸蒸汽量高、裝置操作周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。

丁烷經(jīng)蒸發(fā)后與空氣混合，然后進(jìn)入氧化反應(yīng)器。氧化反應(yīng)器為列管式固定床反應(yīng)式，催化劑置于反應(yīng)管內(nèi)，丁烷和空氣與催化劑接觸后反應(yīng)生成順酐，同時(shí)放出大量的反應(yīng)熱，由殼側(cè)的熔鹽移走。被加熱的熔鹽用于產(chǎn)汽后，再回到反應(yīng)器中。在氧化反應(yīng)器，丁烷單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)82~85%，順酐的重量收率97~103%。

反應(yīng)后的氣體經(jīng)兩級(jí)冷卻后進(jìn)入后處理系統(tǒng)，瑞華順酐技術(shù)的后處理系統(tǒng)采用溶劑吸收工藝，溶劑選用鄰苯二甲酸二丁酯。反應(yīng)氣經(jīng)吸收、解吸、精制等操作后得到產(chǎn)品順酐，純度達(dá)到99.5%。

常州瑞華化工工程技術(shù)股份有限公司

常州瑞華化工工程技術(shù)股份有限公司成立于2007年，坐落于常州市武進(jìn)區(qū)科教城，是一家擁有多項(xiàng)專利技術(shù)、主要從事石油化工領(lǐng)域的工程與技術(shù)服務(wù)的專業(yè)公司。公司前身為常州瑞華化工工程技術(shù) 有限公司，于2017年12月完成股改，正式更名為常州瑞華化工工程技術(shù)股份有限公司。2018年7月正式掛牌新三板(瑞華技術(shù)872869)。

公司成立以來(lái)，業(yè)務(wù)始終保持著快速增長(zhǎng)。與國(guó)內(nèi)外著名的大型石油化工企業(yè)建立了良好的業(yè)務(wù)往來(lái);并同國(guó)內(nèi)外知名的化學(xué)公司、工程公司、專利商、各行業(yè)協(xié)會(huì)及大型設(shè)計(jì)院、研究院建立了穩(wěn)固的合作關(guān)系。瑞華化工作為一家在石油化工領(lǐng)域從事工程與技術(shù)服務(wù)的專業(yè)公司，致力于為用戶提供綜合、系統(tǒng)、專業(yè)的工程服務(wù)，并幫助用戶創(chuàng)造更多價(jià)值。

凝聚一流的精英人才、建立一流的技術(shù)基地、締造 一流的現(xiàn)代企業(yè)，是瑞華化工的奮斗目標(biāo)，也是瑞華 正在走的發(fā)展之路。此外，公司十分注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，已申請(qǐng)及授權(quán)專利達(dá)60余項(xiàng)。