隨著”雙碳”政策的持續(xù)推進，環(huán)氧丙烷(PO)產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級，綠色生產(chǎn)、工藝轉(zhuǎn)變成趨勢。如今，過氧化氫直接氧化法制環(huán)氧丙烷(HPPO)被視為環(huán)氧丙烷綠色生產(chǎn)新工藝，屬于環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)系統(tǒng)，代表了行業(yè)的發(fā)展方向，符合國家高質(zhì)量發(fā)展和安全環(huán)保轉(zhuǎn)型政策要求。目前，齊翔騰達與贏創(chuàng)、蒂森克虜伯簽署HPPO工藝許可和技術(shù)服務(wù)協(xié)議，并正在建設(shè)30萬噸/年P(guān)O項目。近日，贏創(chuàng)活性氧化物業(yè)務(wù)線副總裁，HPPO開發(fā)、技術(shù)許可和戰(zhàn)略項目負責(zé)人Thomas Bode及淄博齊翔騰達化工股份有限公司副總經(jīng)理焦衛(wèi)就環(huán)氧丙烷行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、贏創(chuàng)HPPO綠色工藝、技術(shù)先進性、裝置建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展等進行了介紹。

圖為贏創(chuàng)吉林工廠

市場廣闊但有生產(chǎn)痛點

Bode介紹，目前從全球情況來看，PO主要用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫，而后者在汽車零部件、家具裝潢、保溫、涂料、運動鞋及運動器材等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在提升資源使用效率、全球化等多個大趨勢的積極影響下，聚氨酯領(lǐng)域的PO市場前景廣闊。贏創(chuàng)公司預(yù)計，到2030年，全球PO的市場需求將增長約30%。就產(chǎn)量而言，30%的市場增長意味著額外增加300萬噸/年產(chǎn)能，需要新建10~15座世界級規(guī)模的環(huán)氧丙烷工廠，來彌補這一供需缺口。這將在全球范圍內(nèi)吸引許多相關(guān)新投資。不過，從第三方提供的中國行業(yè)情況看，我國PO產(chǎn)業(yè)供需正在從供小于需轉(zhuǎn)向供需平衡狀態(tài)，但產(chǎn)能擴張仍未停止。2022年，作為PO集中擴能期的第二年，PO市場有向供過于求發(fā)展的趨勢。在此環(huán)境下，企業(yè)只有采用有競爭力和可持續(xù)的PO技術(shù)才能在未來保持成功。

PO有多元化的生產(chǎn)工藝路線。然而，PO的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝氯醇法與聯(lián)產(chǎn)法會產(chǎn)生較多廢棄物或副產(chǎn)品，生產(chǎn)效率也不高。這是目前PO行業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)所面臨的痛點。Bode舉例稱，以每生產(chǎn)1噸PO為例，氯醇法制PO工藝會產(chǎn)生2.1噸的氯化鈣，PO苯乙烯單體(SM)工藝會產(chǎn)生2.3噸的苯乙烯，PO甲基叔丁基醚(MTBE)工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)品比例更高，MTBE量達2.8~3噸。相對來說，在如今中國的產(chǎn)業(yè)大潮下，更加環(huán)保、副產(chǎn)品更少或能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)循環(huán)的生產(chǎn)方式更有優(yōu)勢。

HPPO技術(shù)環(huán)保有優(yōu)勢

目前來看，PO的生產(chǎn)技術(shù)中，HPPO技術(shù)具有污染少、反應(yīng)條件溫和等特點。Bode介紹，在HPPO領(lǐng)域，贏創(chuàng)利用在過氧化物領(lǐng)域逾百年的全球生產(chǎn)經(jīng)驗和下游應(yīng)用的專業(yè)知識，并擁有鈦硅分子篩(TS-1)催化劑的研發(fā)和生產(chǎn)的專長，與蒂森克虜伯工業(yè)解決方案共同開發(fā)了專有HPPO技術(shù)。該技術(shù)以高濃度過氧化氫為氧化劑，將丙烯直接氧化成PO。Bode表示，這一工藝僅產(chǎn)生水這一種副產(chǎn)物，所需的蒸汽和電力消耗也相對較低，具備無共產(chǎn)物、投資成本低、原料利用效率高、環(huán)境友好、技術(shù)成熟等多重優(yōu)點，關(guān)鍵工藝步驟受知識產(chǎn)權(quán)保護，且與上下游產(chǎn)業(yè)鏈互通，便于廠家發(fā)展上下游產(chǎn)業(yè)。

Bode介紹，目前，贏創(chuàng)正在全球推廣該技術(shù)。全球首座使用該技術(shù)、由SKC建造的PO工廠位于韓國蔚山，2008年正式投產(chǎn)時，PO的年產(chǎn)量為10萬噸。經(jīng)擴建后，目前年產(chǎn)能增加至13萬噸。此外，吉林吉神化學(xué)、匈牙利MOL集團和淄博齊翔騰達化工有限公司也先后采用了該技術(shù)，年產(chǎn)能分別為30萬噸、20萬噸和30萬噸。未來，贏創(chuàng)預(yù)計贏創(chuàng)/蒂森克虜伯HPPO技術(shù)還會在全球迎來更多項目合作機會。

 可持續(xù)發(fā)展已成為一項全球議題。在中國，隨著“雙碳”目標的發(fā)布以及相關(guān)節(jié)能減排政策的落地，綠色環(huán)保逐漸成為企業(yè)發(fā)展的重要話題，而企業(yè)的環(huán)境績效也被推到顯要位置。目前，贏創(chuàng)正在積極助力實現(xiàn)“雙碳”目標。據(jù)了解贏創(chuàng)/蒂森克虜伯HPPO工藝只需一個單塔進行反應(yīng)、萃取和精餾，催化劑也能在反應(yīng)器中使用工藝溶劑進行再生，減少能源消耗，順應(yīng)“雙控”政策，可為實現(xiàn)中國的“雙碳”目標作出貢獻。通過對這一工藝進行產(chǎn)品生命周期評估，結(jié)果顯示贏創(chuàng)/蒂森克虜伯HPPO技術(shù)相比其他競爭技術(shù)(需考慮對比技術(shù)和所在地)，可減少20%~40%的碳足跡，具有明顯優(yōu)勢。通過改善工藝優(yōu)化催化劑的性能，主要原料和物料的單耗也顯著降低，如丙烯從0.77噸降低至0.75噸，雙氧水從0.68噸降低至0.63噸，中壓蒸汽從3.3噸降低至2.5噸。此外，該技術(shù)除水外無其他大量副產(chǎn)品產(chǎn)生。廢水中含有的主要副產(chǎn)品丙二醇和丙二醇單甲醚能有效回收，并可同時降低廢水中化學(xué)需氧量。隨后廢水可以通過生物處理，輕松達到排放標準。

工藝進步對環(huán)保意義重大。焦衛(wèi)表示，齊翔騰達30萬噸/年P(guān)O項目之所以選擇贏創(chuàng)的HPPO技術(shù)，與齊翔騰達的客觀條件有關(guān)。齊翔騰達希望利用副產(chǎn)氫，為周邊聚氨酯企業(yè)提供需要的PO原料。在研究反應(yīng)路線的時候，考慮到落后產(chǎn)能將逐步退出市場，齊翔騰達選擇與贏創(chuàng)接洽HPPO路線。贏創(chuàng)的技術(shù)成熟，廢水產(chǎn)生量少。目前30萬噸/年裝置，高鹽廢水年產(chǎn)生量不過幾百千克，公司可以輕松處理。

基于過氧化氫的系統(tǒng)化解決方案

HPPO工藝上游為過氧化氫，該產(chǎn)品在環(huán)保和經(jīng)濟性方面也受到業(yè)界不少主體的質(zhì)疑，認為這會壓低整個工藝的經(jīng)濟性和環(huán)保性。

關(guān)于過氧化氫配套問題，Bode認為，目前，作為世界上最清潔的氧化物，全球過氧化氫需求量以每年約7%的速度持續(xù)增長。這足以證明其發(fā)展?jié)摿?，并為贏創(chuàng)的活性氧化物業(yè)務(wù)帶來增長動力。作為一家領(lǐng)先的特種化工企業(yè)，贏創(chuàng)既是卓越的過氧化氫技術(shù)或產(chǎn)品供應(yīng)商、HPPO技術(shù)許可方，也是過氧化氫和HPPO工藝所需催化劑的供應(yīng)商。贏創(chuàng)可以根據(jù)客戶的需求，提供技術(shù)服務(wù)。過氧化氫在眾多增長行業(yè)中可作為一種環(huán)境友好型替代方案，打造更為綠色的工藝。相關(guān)應(yīng)用不僅可以幫助提高產(chǎn)品的可持續(xù)性，還能改善企業(yè)氣候變化績效，助力企業(yè)達成其環(huán)保/可持續(xù)發(fā)展目標。

據(jù)Bode介紹，贏創(chuàng)可采用自身投資或與被許可方合資，或技術(shù)許可等多種可選方式，在HPPO工廠周邊新建工廠，隔墻供應(yīng)過氧化氫的形式，配套保證HPPO生產(chǎn)對過氧化氫作為主要原料的需求。