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万华化学悄悄建的丙烯法BDO,到底是个啥?

来源:生物降解材料研究院 时间:2022-05-14

前不久,万华化学宣布建设32万吨丙烯法BDO,这是我国大陆地区首套丙烯法BDO装置。

目前,全球BDO产能最大的是德国的巴斯夫台湾大连化工。巴斯夫是多种工艺路线,炔醛法、顺酐法都有,在不同的国家就地取材,英威达、ISP、戴维几家企业都给其提供过工艺包。
台湾大连化工,很多人不知道的是,这家企业目前坐拥70万吨BDO产能,与德国化工巨头巴斯夫相当,甚至可能已经超越。谈到他家的工艺,可能有人会认为,不是炔醛法就是顺酐法,毕竟在大部分人印象中,现在市面上有竞争力的就只有这两种工艺了,然而事实有些让人意外——这家全球最大的BDO巨头之一,采用的也是丙烯法

丙烯法工艺路线


丙烯路线制BDO,又称为丙烯醇路线。是由丙烯制成丙烯醇,再由丙烯醇与CO进行醛化反应生成醛基丙烯醇,醛基丙烯醇与氢气发生加氢反应得到1,4-丁二醇(BDO)。主要副反应会生成2-甲基1,3-丙二醇、正丙醇、异丁醇等,可以作为副产品进行销售,来抵消BDO的成本。
其中丙烯制备丙烯醇步骤又可分为以下几种工艺:
1、环氧丙烷异构化法。该方法路线为丙烯-环氧丙烷-丙烯醇,分气相法和液相法两种。其中气相法是环氧丙烷经气化、预热后经分布器进入悬浮床反应器,在280℃±5℃、11.96MPa压力下于磷酸锂催化剂的存在下,异构化而得烯丙醇。
2、丙烯醛还原法。以丙烯为原料,经氧化得丙烯醛;然后与异丙醇进行氢转移反应得到丙烯醇和丙酮。
3、醋酸丙烯酯法。丙烯和醋酸、氧气经过氧化反应生成醋酸烯丙酯,醋酸烯丙酯再经过水解得到丙烯醇和醋酸,醋酸循环利用。
其中工艺一与工艺二均不太成熟,生产过程有一定危险性。
台湾大连采用的是工艺三,该企业分别在盘锦、仪征、台湾本土、新加坡等地以丙烯、醋酸、氧气、CO、H2为原料合成BDO。
可行性分析

目前能耗双控政策的实施,加上国家推行碳减排,电石路线制BDO走入了一个死胡同。制乙炔的原料电石属于高耗能、高耗电产业,而一吨乙炔需要3吨多电石,整体测算出来,一吨乙炔大约需要12000kwh的电,因此前段时间国家发改委公布《石化化工重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案(2021-2025年)》,提出要加快退出10万吨/年及以下的电石装置。
在此形势下,国内各企业要根据自身的原料优势来发展BDO。例如,有正丁烷的企业,可以选择正丁烷-顺酐-BDO路线,即顺酐法,但是这条路线并不是唯一的。
有做丙烯的企业,可以选择采用丙烯-丙烯醇-BDO路线(即丙烯法),特别是缺天然气和电石的东南沿海地区,非常适合丙烯法。像万华,华谊钦州,中景石化等一系列企业都有希望在没有电石的地方,突出重围,走丙烷脱氢制丙烯,往下游发展bdo。
丙烯的来源主要是煤制甲醇制烯烃PDH企业,因此有做煤路线甲醇制丙烯和PDH的企业,都可以考虑下用丙烯法来制BDO。
成本方面,丙烯路线BDO吨消耗丙烯约0.6吨醋酸0.05吨氧气0.2吨CO0.31吨氢气0.05吨(和炔醛法氢气用量相当),各地企业可以根据各自的原料及各种公用工程成本来测算。
由于台湾大连化工较为低调,技术保密,缺乏核心技术资料,因此难以计算该工艺的确切成本,但台湾大连能做到全球产能巨头,应当有其成本优势。
但是该路线也存在一定的技术问题,该工艺掌握在日本旭化成与三菱公司手中,有可能需要国内自己研发。

投资建议


煤路线甲醇制丙烯的企业主要代表有宁夏宝丰、陕西蒲城、延长中煤榆林、神华宁煤,甲醇价格1500-3000元每吨之间,可以选择采用丙烯路线制BDO,成本具有一定的竞争力。
正丁烷不太充足、同时没有电石和天然气的企业,如东部、南部沿海区域的公司,近年来发展PDH产能较大,也可以选择采用丙烯法制备BDO,主要代表公司有中景石化、万华化学、宁波台塑、中国振华丙烷脱氢及环氧丙烷项目(项目的综合能耗仅为16.13万吨煤),详见下表为已投产企业:
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据统计,未来有超过30个PDH项目的投建计划,产能超过2500万吨,其中包含建设中、设计中以及前期工作筹备阶段,中国市场之大总是超乎想象。
PDH装置原料完全依赖进口丙烷,主要进口来源是中东和美国。国内PDH项目对原料丙烷的需求巨大,PDH项目要求油田伴生气丙烷作为原料,原料丙烷的紧张,包括远洋海运船只的紧张,都需要投资企业充分考虑。
已经开始建设的企业,可以将丙烯发展成BDO,缩减聚丙烯的产能,刚开始建未取得手续的建议慎重投资PDH项目。

小结


丙烯路线可以作为一个重点的考虑方向,希望国内企业不要只盯着电石、天然气、正丁烷。
未来正丁烷路线的BDO顺利投产(例如盛虹、中景石化、湖南宇新,恒力长兴岛正在规划),将对无原料电石的企业构成很大的冲击。无原料电石的BDO企业主要有河南能源、陕煤、韩城黑猫、新疆新业、神木国融,以上企业将上游电石补齐可能性不大。
目前PBAT、PTMEG、PBT氨纶的消费市场主要还是内地,内地无电石和天然气,需要在东部沿海打开丙烯制BDO的市场,为PBAT、PTMEG、PBT提供充足的原材料,不再受制于新疆、宁夏和内蒙的天然气和电石。
笔者仅仅是抛转引玉,希望各企业根据自己的原料优势和能耗指标发展BDO-PBAT、PTMEG产业链。


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