推动环氧丙烷产业高质量发展

日期: 2024-06-26 23:09:03|浏览: 74|编号: 76627

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推动环氧丙烷产业高质量发展

9月25日,2019(第二届)中国环氧丙烷产业链技术进步与产业发展论坛在苏州召开。本次论坛旨在推动环氧丙烷产业链创新发展,聚焦先进生产工艺、多元化原料经济性、配套技术国产化优势、下游潜力领域发展、清洁环保技术等行业热点,进一步推广国产化技术成果,加快新技术、新市场的开拓。会上,来自相关政府部门、企业、高校的专家学者分享各自领域的成果并相互交流互动,以实际行动推动环氧丙烷产业高质量可持续发展。

掌握核心技术 从容应对贸易摩擦

中国化工报社长崔学军:近年来,随着国内大型炼化一体化、丙烷脱氢项目的兴起,我国丙烯工业正处于历史性的快速发展时期。环氧丙烷作为丙烯的下游产品,是国家鼓励发展的石油化工产品,也是支撑聚氨酯新材料、精细化学品等产业发展的重要基本有机化工原料。目前,传统氯醇法在我国环氧丙烷生产工艺中仍处于主流地位,产能占比超过一半。随着国产化研发的加快和生产工艺的规模化应用,过氧化氢直接氧化法(HPPO法)和共氧化法国产化技术不断完善,逐步缩小与国际先进水平的差距。HPPO法和共氧化法将逐步取代传统氯醇法,但新工艺在长期运行经验积累和技术推广力度方面仍需进一步加强。 为此,行业应加大研发投入,攻克技术难关。

石油和化学工业规划院副院长郑宝山:中美贸易摩擦对我国丙烯产业链原料原油供应影响不是很大,因为我国进口美国原油占总进口量的比例很小,不足以影响我国原油供应安全。就丙烷脱氢项目而言,我们通常以丙烯和丙烷的价差来衡量丙烷脱氢制丙烯的经济可行性,两者的价差在300美元以上,就可以盈利。以加权平均丙烷进口价(按美国源占比计算)计算,行业可以盈利;以全部美国丙烷源计算,单套装置亏损的可能性较大。 统计数据显示,2018年丙烯与丙烷价差在300美元至600美元之间波动。2017年中国从美国进口的丙烷占丙烷进口总量的25%,2018年该比例下降为11%,今年1-7月更是下降至0.03%。

综上所述,针对中美贸易摩擦,他建议,行业要时刻敲响警钟,做好长期贸易摩擦的准备;贸易摩擦的影响会逐渐显现,不会一蹴而就;丰富原料来源渠道,避免采购渠道单一;解决石化行业“低端产品拥挤、高端产品缺失”的结构性矛盾,推进产品多元化、高端化,降低原料对成本的影响;加大原料多元化力度,避免对单一原料的过度依赖。

国内技术进步很快

中国石化石油化工研究院教授林敏:HPPO工艺的关键在于催化剂。20世纪80年代,埃尼公司发明了钛硅酸分子筛(TS-1),该分子筛将分子筛的选择性与过渡金属钛的氧化还原性质相结合,具有良好的催化氧化活性和选择性,给烃类催化氧化带来了革命性的进步,被誉为分子筛领域的里程碑。在中国石化实现中空钛硅酸分子筛工业化之前,除埃尼公司外,没有其他公司能够工业化生产钛硅酸分子筛。中国石化通过技术攻关,突破了钛硅酸分子筛TS-1的知识产权壁垒,首创了中空钛硅酸分子筛,并在中国、美国、欧洲、日本等国家获得发明专利,成为全球第二家拥有自主知识产权、能够工业化生产钛硅酸分子筛的公司。

截至目前,中石化HPPO工艺已获得发明专利71项,其中国外发明专利12项,国内发明专利59项,中国石化专有技术14项。该工艺已应用于长岭炼化10万吨/年环氧丙烷工业示范装置,转化率和选择性≥98%,环氧丙烷纯度≥99.96%。未来还将在中石化其他分公司进行工业化应用。

常州瑞华化工技术有限公司副总经理吴飞科:目前环氧丙烷工业化主要技术有氯醇法、共氧化法和HPPO法。氯醇法工艺成熟,但能耗高、污染严重。共氧化工艺中的间接氧化工艺解决了氯醇法“三废”污染严重、设备腐蚀、需要用氯气等缺点,联产物多,工艺流程长,设备投资大,经济效益好。为此,公司对共氧化工艺进行了深入研究。

公司通过控制尾氧浓度、避开爆炸范围、控制EBHP分解等措施,提高氧化操作的安全性。废水处理方面,脱水反应产生的水作为碱洗水补充;碱水浓缩后经废碱炉焚烧,处理后的废弃物不属于危险废物。废气处理方面,氧化尾气经RTO焚烧处理,达标排放;含有丙烯、环氧丙烷、氢气的高热值气体进入焚烧炉,副产蒸汽。固废处理方面,采用固废焚烧炉处理苯乙烯焦油,焚烧产生大量蒸汽;焚烧炉采用SCR脱硝,尾气氮氧化物小于50。该技术应用于27万吨/年环氧丙烷、60万吨/年苯乙烯装置。 装置达产后,可实现利税总额12.4亿元/年,税金2.2亿元/年,税后利润10.2亿元/年。

过氧化氢生产应提高数量和质量

宜昌速鹏科技有限公司总工程师易志宏:目前全球过氧化氢生产工艺大多采用蒽醌法,分为固定床法和流化床法,全球大型工业装置以流化床为主,仅有美国FMC等少数公司拥有大型固定床生产装置,而我国以固定床为主,氢氧合成工业装置极少,仅有2~3套,我国目前还没有氢氧合成工业装置。

随着HPPO法环氧丙烷生产装置的逐步投产,双氧水需求量将不断增加,双氧水供应问题成为制约行业发展的一大问题。就双氧水规模化生产而言,传统固定床技术无法满足需求,需要开发新型固定床技术。苏鹏科技开发的新型固定床技术,具有全酸性复合工作液体系,催化剂高效,蒽醌溶解度高。在传统蒽醌法双氧水生产技术基础上,取消原后处理工艺中的碱处理塔,改为系统外连续碱洗、水洗工艺,增加了团聚分离和真空脱水; 工作液溶剂体系由双组份全酸性复合工作液体系改为三组份全酸性复合工作液体系,提高了有效蒽醌含量,从而达到了提高安全可靠性、提高氢气效率、增加单套装置产能的目的。目前,该技术在运和在建的不同规模的工业装置有20余套,最大规模为30万吨/年,已投产产能300万吨,占总产能的20%左右,在建产能140万吨。

黎明化工研究院双氧水技术开发部副主任 沈崇:HPPO法制备环氧丙烷通常采用钛硅分子筛作为催化剂,以双氧水作为氧化剂,在甲醇溶剂中选择性催化丙烯氧化生成环氧丙烷。工业双氧水通常含有一定量的有机碳、盐类、金属离子及游离酸等,这些杂质会沉积在催化剂的活性表面和孔隙中,导致催化剂活性降低;在酸性条件下易生成开环副产物,导致催化剂选择性降低。因此,配套高品质双氧水生产工艺,提高双氧水质量,有利于提高环氧丙烷质量,延长钛硅分子筛的使用寿命。

黎明所最新一代双氧水生产技术,采用{无水乙醇(AR)+磷酸三辛酯(TOP)+四丁基脲(TBU)+2-乙基蒽醌(EAQ)/THEAQ}高效工作液体系,总蒽醌含量提高到160g/L以上;采用新型高活性高选择性钯催化剂(APC-Q-1S/2),氢气效率提高到8.5-9.5g/L;加氢塔、氧化塔采用新型塔内件,优化气液分布方式,强化气液传质传热过程;萃取塔采用新型塔内件及油水团聚技术,优化筛板结构,强化液液传质过程;氧化尾气处理单元采用全自动活性炭吸附解吸技术; 后处理采用高温再生技术、新型蒽醌再生剂,显著提高降解产物再生转化率,降低蒽醌单耗,稳定工作液组分含量。

用有效手段解决行业难题

中国石化炼化集团洛阳技术研发中心高级工程师曹宇红:高桥石化三化工厂、金陵石化二化工厂等采用异丙苯氧化法(CHP法)的环氧丙烷生产工艺废水处理过程中,均采用清水稀释废水,稀释水量约占废水量的50%,进水含盐浓度控制在2%左右。这种处理方法耗时长、占地面积大、处理效率低,增加了废水稀释处理量。

洛阳市技术研究发展中心组织团队开展热电联产环氧丙烷高盐废水技术研究,选取15万吨/年异丙苯氧化制环氧丙烷工艺排出的不同浓度废水,进行萃取、精馏、臭氧氧化、生化试验等处理,发现萃取后COD值由原来的1/L降至1/L;经生化装置处理后,获得了最佳工艺参数,在进水COD为1200~/L、pH值7左右、反应温度20~40℃、水力停留时间50~65h、进风量3m3/h的运行条件下,处理后COD小于200mg/L,可满足/L的工艺要求。生化工艺出水采用臭氧催化氧化处理。 在常温、臭氧投加量1g/h、催化剂浓度1g/L、反应时间40min的条件下,处理后的高盐废水能够达到排放标准(COD小于60mg/L)。

飞超(无锡)过滤技术有限公司销售经理 李建学:飞超利用有效的分离方法优化工业设备,为现场各类工艺系统优化、减排、故障排除提供过滤解决方案,撰写颁布了多项国家及行业标准。很多典型技术已经成功应用于企业,如催化剂离线再生回收技术中的“极速清”技术,集过滤、浓缩、洗涤、干燥为一体,适用于脱色、结晶、催化分离、离心或浓缩后干燥等工序;“铁块清”技术,可智能控制调节铁磁颗粒的强度;可高效回收雷尼镍、铁等催化剂,可用于超导、高温(400℃)环境; 自动反冲洗系统不需要预过滤,接受高浊度水入口,可以浓缩浆液或干滤饼排放,并且具有移动和完全集成的撬装设计,固体废物产生量低,界面友好。

行业亮点

东方证券高级分析师倪冀:环氧丙烷是丙烯下游第三大化工品,是标准的大宗化工品,但环氧丙烷的景气周期与其他大宗化工品有很大不同。原因在于国内至今未能解决环氧丙烷三条工艺路线(氯醇法、共氧化法、HPPO法)的技术难题,导致无法大规模扩张。未来我们预计国内此前工艺路线的限制或将被打破,环氧丙烷将迎来一轮扩张周期,各生产工艺的盈利能力将出现较大分化,行业格局将发生较大变化。

供给端呈现量能激增的态势。共氧化法方面,中海壳牌、中化泉州、天津渤海化工将投产3套环氧丙烷装置,合计年产能72万吨,技术分别来自壳牌和万华化学。万华化学、滨华集团也通过自主开发掌握了环氧丙烷-苯乙烯联产法(PO/SM)和环氧丙烷-叔丁醇联产法(PO/TBA),各计划建设2套生产装置,合计60万吨/年。 HPPO法方面,虽然前期规划的项目均未取得实质性进展,但已涌现出新的参与者,包括齐翔腾达30万吨/年产能、古雷炼化30万吨/年产能、金城石化30万吨/年产能、金浦集团30万吨/年产能等。

从工艺成本来看,HPPO法处理成本最低,共氧化法次之,氯醇法成本最高。从盈利能力来看,共氧化法盈利能力最好,共氧化法和氯醇法副产物较多,虽然处理成本高,但盈利能力依然良好;HPPO法无副产物,但需消耗高浓度双氧水。

中海壳牌石油化工有限公司技术服务经理蒋海红:聚醚多元醇是环氧丙烷重要的下游产品之一,2014-2018年我国聚醚多元醇产能持续增加,截止2018年产能540.1万吨,预计2019年产能将达到587.6万吨,同比增长8.8%。近5年产量年均增速高达9.1%,2018年产量316.3万吨,同比增长4.9%。虽然国内聚醚多元醇产能过剩局面持续,但进口量仍呈现稳步上升趋势,国内下游用户仍需进口大量优质聚醚多元醇以满足特定应用领域的需求。 我国聚醚多元醇产品主要集中在中低端,高端产品相对稀缺。

中海壳牌在高品质聚醚多元醇的研发上付出了大量的努力,通过壳牌授权的连续DMC工艺的低单体装置,生产出多种牌号的高性能产品。如SC56-16S广泛应用于聚氨酯软泡块状产品中。该牌号产品是以甘油为引发剂,经环氧丙烷/环氧乙烷开环聚合合成的聚醚多元醇,相对分子质量为3000,单体含量低,不饱和度低,挥发性有机物含量低,相对分子质量分布窄,可用于各种密度、硬度的常规软泡海绵。

上海三韬商务咨询有限公司分析师方晨晓:2018年除例行检修外,大部分环氧丙烷生产厂家维持正常负荷生产,产量同比增长3.1%,消费量同比增长3.6%,较2017年下降3.5个百分点,与2016年持平。环氧丙烷价格高位震荡,2018年山东地区环氧丙烷出厂均价约11775元/吨,较2017年上涨12.3%。2019年上半年山东及华北地区环氧丙烷市场均价为9849元/吨,同比下降15.9%。预计2020-2021年新旧动能转换必然会替代部分氯醇法产能; 出口道路或将逐步打通,市场价格走势将更加平稳,下游需求对价格的约束将更强。

2014-2018年下游聚醚多元醇产能复合增长率约3.1%,产量也逐年增加,消费量复合增长率为4.28%。2018年共进口聚醚40.3万吨,同比增长21%;共出口31万吨,同比增长11%。2018年华东地区普通软泡聚醚最低价格11200元/吨,最高价格14800元/吨,均价12682元/吨,同比增长10.7%。软泡聚醚与环氧丙烷价差仅为100元/吨,同期软泡聚醚利润为负。 预计2019年至2023年,我国聚醚多元醇产能复合增速可达6.6%;短期内利润空间仍受制于原料环氧丙烷;随着聚醚市场竞争的加剧,市场对聚醚产品质量的要求逐步提高,高品质聚醚的需求将进一步增加。

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