在日前召開的2025(第七屆)中國環氧丙烷產業鏈技術創新與產業發展大會上,專家指出,我國環氧丙烷(PO)產業在實現產能全球領先的同時,正面臨產能增速快于需求的矛盾,向高附加值轉型成為行業突圍破局的核心方向。對此,行業應進行“增量創新”和“存量優化”,通過技術創新和產業協同,積極探索可持續發展新路徑。
產能擴張遇瓶頸——高附加值成破局關鍵
石油和化學工業規劃院副總工程師屠慶華指出,近年來,我國PO產能迅速擴展,2024年達747萬噸/年,占全球總產能近三分之一,自給率提升至96%。但同時,行業也正面臨產能與需求的階段性矛盾,2024年,國內PO表觀消費量約為590萬噸,中國石油和化學工業聯合會已明確將其列為高風險預警產品。
在此情境下,高附加值成為行業的未來發展方向。屠慶華談到,2024年7月,工信部發布《精細化工產業創新發展實施方案(2024—2027年)》,其中提出推動傳統產業以產業鏈高端化延伸為重點發展精細化工,打造專業化、精細化、特色化、新穎化的產品體系,提升產品附加值,增強核心競爭力。
“如何打造有競爭力的PO產業鏈?”屠慶華用8個字回答了這一問題——“增量創新,存量優化”。她進一步解釋說,“存量”主要指聚醚多元醇,該產品為環氧丙烷重要的下游應用,是聚氨酯材料的主要生產原料之一。行業應提升在該領域的優勢,開發高端聚醚多元醇等產品。“增量”是指非聚氨酯產品,如高純度丙二醇、電子級溶液等電子級PO衍生物,是PO行業在半導體、顯示面板等領域的重要切入點;PO基可降解材料目前規模較小,但也是值得重點關注的發展方向,未來應積極開發這些類型的產品,推動行業實現差異化競爭。
此外,工信部發布的《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2024年版)》中“先進半導體材料和新型顯示材料”部分提到超高純化學試劑,其中即包含納米制程用凈高純半導體級過氧化氫。“這也是目前國家政策明確支持的PO產業鏈產品,屬于關鍵戰略材料,行業企業可據此布局研發工作。”屠慶華說。
存量優化有高招——聚醚多元醇邁向綠色高端
具體來看,如何實現“存量優化”?市場又需要怎樣的聚醚多元醇產品?
濱化集團股份有限公司石化事業部聚醚及聚氨酯業務部部長、研發總監張濤表示,近年來,隨著新能源汽車和綠色建筑的發展,市場對于高性能、環保型聚醚多元醇的需求正不斷增加。
在這方面,中山大學教授肖敏團隊的研究頗具代表性。她介紹說,其研究團隊創新開發了二氧化碳與環氧丙烷合成聚碳酸酯二元醇(PPCDL)技術,由PPCDL制得的聚氨酯具備優異的耐候性、耐水解性、透明性、耐磨性和生物可降解性,具有廣闊市場前景。
該技術采用非金屬催化劑,可在低溫、低壓條件下高效轉化工業廢氣中的二氧化碳,成本僅為傳統光氣法的1/3~1/4,已與珠海中冠合作推進產業化。在此基礎上,團隊開發的PPC-P新一代二氧化碳基全降解塑料及聚碳酸酯型TPU等產品,進一步將應用場景拓展至光伏膠膜、UV光固化涂料、自修復材料、鋰電池黏結劑等領域,為環氧丙烷產業鏈提供了一條綠色轉型路徑。
“這是一項‘一石三鳥’的技術。”肖敏說,“不僅實現了二氧化碳的高效資源化利用,可以減少用于生產塑料的原料原油,還為環氧丙烷開辟了綠色環保、高附加值的應用場景。”
同時,發揮產業鏈協同作用也是“優化”的重要一環。“當前印度、東南亞等新興市場崛起,不同區域市場對聚醚多元醇的產品類型和性能要求都存在著差異,企業可根據區域市場需求和資源稟賦優化生產布局。”張濤談到,“產業鏈布局調整有助于企業降低生產成本,提高市場競爭力,促進產業協同發展。”
據悉,目前濱化集團正在規劃聚醚及聚氨酯新材料產業園,園區內將建設總投資為128億元的碳三碳四綜合利用項目,項目建成后,濱化集團將以現有產業結構為依托,延長環氧丙烷—聚醚多元醇—聚氨酯產業鏈,發揮一體化優勢。
增量創新存潛力——衍生物合成技術落地開花
在“增量”方面,目前也有多種技術落地開花。
河北工業大學教授王荷芳談到,PO產業鏈可延伸至丙二醇甲醚(PM)、丙二醇單甲醚醋酸酯(PMA)及二丙二醇單甲醚(DPM)等,在達到電子級純度的前提下,PM可應用于半導體加工、液晶顯示屏、光刻膠生產等;PMA是半導體、液晶顯示器、光刻基版等行業的稀釋劑與剝離液;DPM則可應用于高端化妝品原料及藥物制劑領域。
針對PO衍生物合成過程中存在的高能耗物耗和高成本問題,王荷芳團隊開發出四大核心技術:高效固定床固體催化劑可從源頭替代PM與DPM合成過程中使用的腐蝕性強、難回收的液體催化劑,徹底解決廢催化劑環保難題;非均相催化精餾合成PMA技術使催化劑利用率提升1倍以上,并顯著提高轉化率與分離效率,且設備兼容性強,新建或改造項目可節省投資30%以上;熱耦合節能技術應用差壓熱耦合精餾技術,相較于常規精餾節能45%,并節省循環水用量55%;熱泵精餾技術則大幅降低分離過程的蒸汽能耗,為制備高純電子級溶劑提供節能保障。
“經過多年的積累,我們的核心技術已有多項工程化業績,并持續向更廣闊的精細化學品領域拓展。”王荷芳介紹說,目前團隊相關成果已獲國家授權發明專利6項、實用新型專利12項,并在《Journal of Chemical Engineering》等國際期刊發表SCI論文50余篇。團隊未來將圍繞精細化學品綠色合成工藝繼續開展研究,如草酸二甲酯的合成及其后續轉化,從環氧乙烷到二乙二醇、三乙二醇的合成路線,以及苯氧乙醇的生產技術等。
王荷芳表示,目前,石化行業在節能工藝方面仍有很大的潛力可挖,反應精餾、熱泵等技術在工業裝置中的應用可使產品向綠色化、節能化方向發展。隨著技術的不斷進步和創新,環氧丙烷產業鏈有望在綠色、高效、節能的道路上取得更大的突破,為石化行業的可持續發展貢獻力量。
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