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国内最大直接氧化法PO装置投产:新旧工艺“华山论剑”,PO技术哪家最强?
时间:2023-04-14 10:39:26 点击次数:

4月2日,金诚石化30万吨/年环氧丙烷及配套90万吨/年双氧水联合装置顺利产出优等品环氧丙烷,装置运行稳定,正式宣告试生产开车成功!这是国内已建成最大的直接氧化法环氧丙烷装置。以此为契机,金诚石化继续乘风而上,30万吨/年窄分布超高分子量聚丙烯、70万吨/年高端聚烯烃、100万吨/年二氧化碳回收等6个重大项目相继开工,形成了高端聚烯烃新材料和环氧丙烷聚氨酯两条产业链并行发展的局面。

1、新旧工艺“华山论剑”

环氧丙烷生产工艺技术主要有5种,即传统的氯醇法与先进的共氧化法(环氧丙烷/SM法、环氧丙烷/TBA法)、异丙苯氧化法(CHP环氧丙烷法)、过氧化氢氧化法(HP环氧丙烷法)和O2直接氧化法,其中氯醇法和共氧化法是目前最广泛应用的技术。

共氧化法在“十四五”期间将取得更大的发展,截至目前累计产能167.5万吨/年,占总产能的38%,同比增长1%。目前我国掌握三种不同原料的共氧化法制备环氧丙烷,原料分别为乙苯、异丁烷及异丙苯,目前上述三种共氧化装置整体开工相对稳定。

直接氧化法生产企业暂时维持两家——吉神与长岭,目前二者累计产能40万吨/年,占总产能10%,同比下降2%。

国内最大直接氧化法PO装置投产:新旧工艺“华山论剑”,PO技术哪家最强?

三大主流生产工艺的顺利“会师”,将进一步提升国内环氧丙烷供应能力。从产能增速情况看,预计未来供需关系将发生大的变化,行业盈利水平将趋于弱化。

从近几年国内上马的PO项目来看,新兴的共氧化法路线(PO/SM、PO/MTBE、CHP)和直接氧化法路线(HPPO法)已经逐步成为行业发展主流。见表1,目前,国内在建、拟建PO项目约为478万吨/年,其中HPPO产能高达220万吨/年,预计将于两年内集中释放产能。

HPPO工艺是国际公认的绿色环保生产技术,该技术具有污染少、反应条件温和等特点。近年来,随着环保监管日益严格,以及相关研究持续深入,全球HPPO法环氧丙烷新建项目在不断增加,除了怡达外,国内许多企业也在尝试HPPO法环氧丙烷,逐渐突破HPPO核心工艺技术。

2、PO技术哪家强?

中国石化HPPO技术

由中国石化石油化工科学研究院(石科院),中国石化长岭分公司,湖南长岭科技开发有限公司,中石化上海工程有限公司和中国石化青岛安全工程研究院等5家单位历时近20年合作开发,2014年建成国内首套工业示范装置,打破国外垄断,填补国内空白,使我国成为世界上第3个拥有HPPO成套技术的国家。

国内最大直接氧化法PO装置投产:新旧工艺“华山论剑”,PO技术哪家最强?

截至目前,中国石化HPPO成套技术已工业实施和许可4套,环氧丙烷总许可产能达到100万吨/年,推广数量和规模均居全球首位。另有国内外多家客户正与中国石化就HPPO成套技术开展技术交流及商务洽谈,中国石化HPPO技术将在未来持续发力,助力国内环氧丙烷清洁高效生产。

天辰HPPO技术

天辰公司双氧水法环氧丙烷技术(HPPO)以丙烯、双氧水为原料,采用自主研发的催化剂体系,技术创新性强,经过8年研发过程,已获得23项中国专利授权。该技术符合国家发改委发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》,有利于推动环氧丙烷行业的产业升级。

中科院大连化物所

2005年,中国科学院大连化学物理研究所承担的“反应控制相转移催化丙烯氧化制PO小试研究”通过了由中石化组织的技术鉴定。该法在小试中采用了第三代反应控制相转移磷钨酸季铵盐催化剂,用蒽醌法原位生成的H2O2为氧化剂,在70℃、压力小于0.3MPa、丙烯与H2O2摩尔比为3:1的反应条件下,催化丙烯环氧化制PO,PO收率不低于86%(以H2O2计),PO的选择性大于94%(以丙烯计),催化剂质量回收率大于93%。第三代反应控制相转移磷钨酸季铵盐催化剂可多次循环使用。2008年8月,该技术通过了由辽宁省科技厅组织的鉴定,实现了环境友好环氧丙烷工艺路线的目标。

华东理工大学

2007年,华东理工大学在实验室小试和单管试验的基础上,与天津大沽化工股份有限公司合作建成了国内首套丙烯与双氧水直接环氧化制环氧丙烷的工业试验装置,设计规模1500吨/年,采用TS-1分子筛催化剂,考察装置运行情况及产品性质。结果表明,连续平稳运行超过4000小时,期间环氧化反应的双氧水转化率达到90%—96%,环氧丙烷选择性达到90%-92%,产能达到了设计要求,经过精馏纯化,产品的各项性质指标均达到了优级品的要求,实现了环氧丙烷的清洁生产。

3、未来国内消费仍以聚醚多元醇为主

预测未来国内环氧丙烷消费量将继续增长,到2025年消费量将达405万吨,2020—2025年均增长率6.3%。

环氧丙烷主力下游聚醚多元醇中,基础软、硬泡聚醚产量大,预计未来对环氧丙烷消费量支撑仍较大。为提高产品附加值,许多聚醚工厂在进行结构转型,增加开发高活性、高分子量、高附加值聚醚,

近年来POP、高回弹聚醚产能增速明显,但短期内消费环氧丙烷的量仍将低于基础聚醚。我国目前聚醚多元醇有18个新建拟建项目,合计产能达到297万吨/年,如果这些项目都顺利投产,预计到2025年,对环氧丙烷的消费量将达280万吨左右。

丙二醇主要用于生产不饱和树脂,2020年受全球疫情的影响,该领域消费量同比下降了6.7%,预计未来5年消费将会逐渐恢复,预计到2025年,该领域环氧丙烷的消费量将在45万吨左右。

丙二醇醚是环氧丙烷第三大消费领域,预计到2025年,该领域环氧丙烷的消费量将在22万吨左右。

环氧丙烷在其他下游化工产品中的消费占比小,加之阻燃剂、纤维素等产品受环境治理检查影响开工不足,未来环氧丙烷的消费量可能呈下滑趋势。

4、供需关系:产能大幅增加,自给自足指日可待

2023年,国内环氧丙烷或呈现偏弱震荡趋势。产能扩增的步伐仍在继续,预计2023—2027年中国环氧丙烷整体供应呈现增加趋势。预计2023年将有200多万吨新增产能待放,届时产能将达到近800万吨,虽下游聚醚、丙二醇等亦有产能扩增计划,但相对投产计划较少,需求增速明显小于供应增速,供应面预计转为宽松,供需矛盾逐步显现,环氧丙烷现货交易将进入新的通道,区域内货源自供为主,区域间竞争加剧,鉴于2022年环氧丙烷价格重心宽幅下行,环氧丙烷价格已处于相对低位,预计2023年环氧丙烷价格将呈现低位震荡趋势,整体重心窄幅下行。

随着国内环氧丙烷新建拟建项目的建成投产,在聚醚多元醇和丙二醇等领域的拉动下,2025年我国环氧丙烷需求量将达405万吨,我国环氧丙烷将可实现自给自足。

国内环氧丙烷正处于快速发展阶段,新建产能以HP环氧丙烷法和环氧丙烷/SM法工艺为主。随着拟在建项目的建成投产,预计我国环氧丙烷产能可以满足国内需求,且有富裕,传统的氯醇法工艺将逐渐遭淘汰,行业需注意防范产能过剩的风险。

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