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HPPO技術(shù)將成明日之星,合計(jì)年產(chǎn)能288萬(wàn)噸

時(shí)間:2020-05-26 05:17 閱讀:1242 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

????????隨著石化產(chǎn)業(yè)升級(jí),過(guò)氧化氫直接氧化法制環(huán)氧丙烷(HPPO)技術(shù)將成明日之星。

????????亞化咨詢《中國(guó)環(huán)氧丙烷產(chǎn)業(yè)鏈年度報(bào)告2019》顯示,新建HPPO裝置12套,合計(jì)年產(chǎn)能288萬(wàn)噸。

????????環(huán)氧化合物產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)與市場(chǎng)論壇2019將于124-5蘇州召開(kāi)。HPPO技術(shù)進(jìn)展與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將是重點(diǎn)議題。

????????——HPPO技術(shù)的市場(chǎng)機(jī)遇與國(guó)家政策支持

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????????《中國(guó)環(huán)氧丙烷產(chǎn)業(yè)鏈年度報(bào)告2019》顯示,隨著落后產(chǎn)能陸續(xù)退出,PO供需缺口將進(jìn)一步加大。亞化咨詢測(cè)算,到2019-2023年,PO年產(chǎn)量分別為281、307、342、372、402萬(wàn)噸,年需求量分別為324、348、371、390、413萬(wàn)噸,供需缺口分別為43、41、28、18、11萬(wàn)噸。如果考慮氯醇法產(chǎn)能的陸續(xù)退出,PO供給缺口將進(jìn)一步加大。

????????在眾多化工產(chǎn)品中,環(huán)氧丙烷屬于佼佼者。2018年,除去HPPO法,其它路線環(huán)氧丙烷全年平均營(yíng)業(yè)利潤(rùn)在1900-2400元/噸之間。得益于較高的副產(chǎn)品價(jià)格等因素,PO/SM路線具備最強(qiáng)的成本優(yōu)勢(shì),擁有最高的利潤(rùn)空間,2018年全年利潤(rùn)運(yùn)行在2000-3000元/噸區(qū)間,因此備受產(chǎn)業(yè)界青睞。

????????根據(jù)聚氨酯工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃建議,中國(guó)石油和化工聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《聚氨酯工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃建議》明確提出,環(huán)氧丙烷淘汰環(huán)境污染嚴(yán)重的氯醇法,主要發(fā)展直接過(guò)氧化法制環(huán)氧丙烷(HPPO)法。

????????除HPPO工藝環(huán)氧丙烷其它禁止出口。2015年11月10日,商務(wù)部及海關(guān)總署發(fā)布2015年第59號(hào)公告,將《商務(wù)部海關(guān)總署2014年第90號(hào)公告》加工貿(mào)易禁止類商品目錄中符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策,不屬于高耗能、高污染的產(chǎn)品以及具有較高技術(shù)含量的產(chǎn)品剔除。公告中指出,自2015年11月10日起,國(guó)家允許直接氧化法(HPPO工藝)生產(chǎn)出口甲基環(huán)氧乙烷(氧化丙烯)辦理加工貿(mào)易出口手續(xù),但其他工藝環(huán)氧丙烷仍按禁止類管理。

????????公告顯示,自2007年12月份以來(lái)中國(guó)一直持續(xù)禁止環(huán)氧丙烷加工貿(mào)易出口。2007年,商務(wù)部發(fā)布的90號(hào)文件中明確指出,進(jìn)口丙烯來(lái)料加工環(huán)氧丙烷禁止出口,外加禁止高耗能、高污染的產(chǎn)品出口。

????????——HPPO技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

????????HPPO工藝是在相對(duì)比較溫和的條件下,過(guò)氧化氫為氧化劑,以特殊的鈦硅為催化劑,在固定床反應(yīng)器中,中溫、低壓的液相條件下將丙烯直接氧化為PO的反應(yīng)過(guò)程。該工藝丙烯單耗在0.79(噸/噸PO)左右,雙氧水(折純)單耗為0.66(噸/噸PO)左右。

????????雖然HPPO工藝成熟,且在中國(guó)已有兩套工業(yè)化裝置,但該技術(shù)路線的推廣受到一定的局限,主要有以下幾個(gè)原因:

????????1) 雙氧水配套問(wèn)題:由于雙氧水無(wú)法長(zhǎng)距離運(yùn)輸,因此HPPO工藝需要解決配套雙氧水問(wèn)題,新建雙氧水裝置一方面需要有充足氫氣資源,另一方面由于屬于?;罚p氧水裝置審批難度較大;

????????2) 工藝反應(yīng)所需雙氧水濃度較高,高濃度雙氧水的制備存在一定難度,目前在產(chǎn)的吉林神華裝置,其所需的70%雙氧水由贏創(chuàng)供應(yīng),雙氧水成本較高導(dǎo)致裝置盈利能力較差;

????????3)HPPO工藝中雙氧水活性較高,在是生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生部分醛類雜質(zhì),對(duì)下游生產(chǎn)產(chǎn)生影響。

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????????HPPO工藝的優(yōu)點(diǎn)為,流程簡(jiǎn)單、占地面積小、產(chǎn)品收率高、沒(méi)有其他聯(lián)產(chǎn)品、三廢少、屬于環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)工藝。缺點(diǎn)包括,工業(yè)化時(shí)間短、工藝待完善、雙氧水溶液儲(chǔ)運(yùn)困難。

????????目前,該技術(shù)的主要擁有者包括,陶氏化學(xué)/巴斯夫(Dow/BASF)、贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)/伍德公司(Degussa/Uhde)、中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院。此外,中科院大連化物所、大連理工大學(xué)/怡達(dá)化學(xué)、華東理工大學(xué)/天津大沽化工、中國(guó)天辰工程有限公司等均開(kāi)展了HPPO技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作,有望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

????????2008年7月,韓國(guó)SKC公司采用Degussa與Uhde作開(kāi)發(fā)的HPPO技術(shù),建成投產(chǎn)10萬(wàn)噸/年生產(chǎn)裝置,首次將HPPO生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

????????2011年,吉林神華集團(tuán)引進(jìn)Degussa與Uhde的HPPO技術(shù),投資25億元,在吉林建成國(guó)內(nèi)首套且規(guī)模最大的HPPO裝置,年設(shè)計(jì)能力30萬(wàn)噸,于2014年7月投運(yùn)。

????????2008年底,BASF與Dow采用聯(lián)合開(kāi)發(fā)的HPPO技術(shù),在比利時(shí)安特衛(wèi)普建成投產(chǎn)一套30萬(wàn)噸/年P(guān)O裝置。2011年,Dow與SC集團(tuán)在泰國(guó)合資建成投產(chǎn)一套39萬(wàn)噸/年HPPO裝置。

????????中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院、中國(guó)石化長(zhǎng)嶺分公司、湖南長(zhǎng)嶺石化科技開(kāi)發(fā)有限公司、上海工程公司、青島安工院合作,先后開(kāi)發(fā)了表面富硅多空心鈦硅分子篩合成和改性技術(shù)、高選擇性的HPO-1催化劑制備和復(fù)活技術(shù)、環(huán)氧化串聯(lián)反應(yīng)工藝和系統(tǒng)控制技術(shù)、環(huán)氧丙烷精制集成技術(shù)、甲醇雙效精餾和熱集成技術(shù)、大型列管反應(yīng)器設(shè)計(jì)和制造技術(shù)及全過(guò)程安全控制技術(shù)。

????????2005-2012年,在實(shí)驗(yàn)室研究、小試和側(cè)線試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,中石化建立1000噸/年丙烯與雙氧水環(huán)氧化制備PO的中試裝置,進(jìn)行條件考察試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)兩年運(yùn)行,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合無(wú)污染綠色生產(chǎn)要求,部分指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外同類工藝,2012年,該技術(shù)獲中國(guó)石化總公司審查通過(guò)。

????????2013年1月,中國(guó)石化計(jì)劃采用自主開(kāi)發(fā)HPPO技術(shù),投資約12.8億元,在長(zhǎng)嶺煉化建設(shè)一套10萬(wàn)噸/年工業(yè)裝置。2014年7月,該裝置建成中交,同年12月6日投料試車成功。標(biāo)志著中國(guó)石化成為世界上第三家擁有雙氧水制環(huán)氧丙烷技術(shù)的專利商,打破了國(guó)外對(duì)這一技術(shù)的壟斷。

????????目前,工業(yè)生產(chǎn)裝置已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了安全、穩(wěn)定、滿負(fù)荷、長(zhǎng)周期運(yùn)行。產(chǎn)品已成功應(yīng)用于下游聚醚、丙二醇醚等行業(yè),得到了用戶的肯定和好評(píng)。2018年12月18日至19日,集團(tuán)公司2018年度“十條龍”科技攻關(guān)工作會(huì)議在北京召開(kāi)。會(huì)上,科技攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組審議并批準(zhǔn)雙氧水法制環(huán)氧丙烷成套技術(shù)等項(xiàng)目“出龍”。

????????2005年,中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所承擔(dān)的“反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化丙烯氧化制PO小試研究”通過(guò)了由中石化組織的技術(shù)鑒定。該法在小試中采用了第三代反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移磷鎢酸季銨鹽催化劑,用蒽醌法原位生成的H2O2為氧化劑,在70℃、壓力小于0.3MPa、丙烯與H2O2摩爾比為3:1的反應(yīng)條件下,催化丙烯環(huán)氧化制PO,PO收率不低于86%(以H2O2計(jì)),PO的選擇性大于94%(以丙烯計(jì)),催化劑質(zhì)量回收率大于93%。第三代反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移磷鎢酸季銨鹽催化劑可多次循環(huán)使用。2008年8月,該技術(shù)通過(guò)了由遼寧省科技廳組織的鑒定,實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好環(huán)氧丙烷工藝路線的目標(biāo),今后幾年有望在在國(guó)內(nèi)得到工業(yè)化應(yīng)用。

????????2007年,華東理工大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室小試和單管試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,與天津大沽化工股份有限公司合作建成了國(guó)內(nèi)首套丙烯與雙氧水直接環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷的工業(yè)試驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)規(guī)模1500噸/年,采用TS-1分子篩催化劑,考察裝置運(yùn)行情況及產(chǎn)品性質(zhì)。

????????結(jié)果表明,連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行超過(guò)4000小時(shí),期間環(huán)氧化反應(yīng)的雙氧水轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%-96 %,環(huán)氧丙烷選擇性達(dá)到90%-92%,產(chǎn)能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,經(jīng)過(guò)精餾純化,產(chǎn)品的各項(xiàng)性質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到了優(yōu)級(jí)品的要求,實(shí)現(xiàn)了環(huán)氧丙烷的清潔生產(chǎn)。為萬(wàn)噸級(jí)的丙烯直接環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷裝置提供設(shè)計(jì)依據(jù)和參考。

????????——HPPO項(xiàng)目動(dòng)態(tài)與發(fā)展前景

????????吉林神華化學(xué)工業(yè)的30萬(wàn)噸HPPO,湖南中石化長(zhǎng)嶺分公司10萬(wàn)噸HPPO已經(jīng)投產(chǎn)。

????????2018年10月,金浦投資控股集團(tuán)宣布,計(jì)劃投資100億元,在南京江北新材料科技園新建30萬(wàn)噸/年的直接氧化法制環(huán)氧丙烷(HPPO),90萬(wàn)噸/年丙烷脫氫(PDH)和30萬(wàn)噸/年雙氧水(HP)裝置。建成后,預(yù)計(jì)年銷售收入約170億元,年均利稅約18億元。

????????2019年7月23日,山東齊翔騰達(dá)與德國(guó)贏創(chuàng)公司、蒂森克虜伯公司兩家國(guó)際企業(yè)共同簽署協(xié)議,引入目前全球制環(huán)氧丙烷(PO)最為綠色環(huán)保的工藝技術(shù)。齊翔騰達(dá)通過(guò)技術(shù)許可的方式,獲得了贏創(chuàng)單獨(dú)擁有的雙氧水(HP)工藝技術(shù)和與蒂森克虜伯共同擁有的環(huán)氧丙烷HPPO法工藝技術(shù)。

????????亞化咨詢《中國(guó)環(huán)氧丙烷產(chǎn)業(yè)鏈年度報(bào)告》的數(shù)據(jù)顯示,截至20199月底,試運(yùn)行、在建、前期工作和計(jì)劃中的環(huán)氧丙烷項(xiàng)目超過(guò)30個(gè),合計(jì)產(chǎn)能約870萬(wàn)噸/年。其中,將采用HPPO技術(shù)的裝置有12套,合計(jì)產(chǎn)能288萬(wàn)噸/年;將采用PO/SM技術(shù)的裝置有17套,合計(jì)產(chǎn)能497萬(wàn)噸/年;將采用CHP技術(shù)的裝置有2套,合計(jì)產(chǎn)能45萬(wàn)噸/年。PO/TBA路線因受聯(lián)產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)期影響,新規(guī)劃項(xiàng)目已不傾向該路徑,目前僅一家公司計(jì)劃采用該技術(shù)。

????????亞化咨詢認(rèn)為:PO/SM聯(lián)產(chǎn)苯乙烯技術(shù),有一體化的優(yōu)勢(shì);但同時(shí)也會(huì)受到苯乙烯供需平衡的影響,而缺少HPPO技術(shù)靈活性的特點(diǎn)。隨著技術(shù)工藝的改進(jìn),HPPO將成為石化產(chǎn)業(yè)的明日之星。

????????亞化咨詢認(rèn)為,環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新與原料的多元化發(fā)展,將進(jìn)一步提高產(chǎn)品成本競(jìng)爭(zhēng)力與經(jīng)濟(jì)性,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。環(huán)氧丙烷盈利能力依然可期,發(fā)展空間廣闊。

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