近日,洋浦经济开发区发布,海南炼化6万吨/年PBST连续聚合建设项目环境影响报告书征求意见稿公示。
本项目采用中国石化北京化工研究院(简称 “北化院”)、中国纺织科学研究院(简称“中纺院”)自主开发的PBST共聚酯聚合工艺技术和装置,为首套国产自主研发的工程设备。该工艺的关键技术是PBST装置连续聚合技术和THF回收技术。
海南炼化6万吨/年PBST连续聚合项目情况
建设地点:海南省洋浦经济开发区
建设性质:新建
建设单位:中国石化海南炼油化工有限公司
建设内容:本项目新建一套6万吨/年PBST聚酯连续聚合装置、储运工程、公用工程、以及配套的环保工程等,装置配制两条生产线:1条产能2万吨/年,1条产能4万吨/年。
项目投资:工程总投资52867.92万元,环保投资4575.08万元,占工程总投资的8.65%。
主要工程
项目工程内容按主体工程(生产装置)、公用工程、储运工程、辅助设施(辅助生产、生活设施)和环保工程等进行划分。其中,主体工程包括,
本项目拟新建1条2万吨/年PBST连续聚合生产线I及一条4万吨/年PBST连续聚合生产线II,两条生产线交叉生产PBAT、PBT产品,合计产能≤6万吨/年,另副产0.66万吨/年四氢呋喃(THF)。
产品方案
本项目2万吨/年生产线主要以熔指5-10左右的膜袋料和注塑料为主要产品,4万吨/年生产线主要做膜袋料和发泡料,熔指达到5为目标产品。
产品方案表
工艺技术选择
北化院、中纺院自主开发的 PBST 共聚酯聚合工艺技术的技术特点是,工艺优化、停留时间短,本项目采用五釜生产流程和优化的工艺参数。主要原料为对苯二甲酸(PTA)、1,4-丁二醇(BDO)、丁二酸(SA)、催化剂和助剂同时加入到体系中,具有操作简便、易于控制、副产物低、产品质量好等优点,尤其是经连续生产制备PBST聚酯切片,生产工艺稳定,产品综合性能优。配合北化院优良的材料结构设计开发、产品加工应用、高分子物理表征和塑料标准化建设团队,可以保证生产出中石化特色牌号PBST产品引领和规范行业市场,解决目前可降解塑料市场存在的产品性能不佳、特色不足、与价格不符、竞争力不强的局面。
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1)装置拟采用连续化五釜流程设计,采用二台立式带搅拌结构的酯化反应器、一台预缩聚反应器、一台笼筐式成膜的终缩聚反应器和一台卧式增粘缩聚反应器。酯化反应器在微负压状态下工作;三个缩聚反应器均在负压状态下工作,其真空获得系统由一套以丁二醇为动力源的真空喷射系统提供。
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2)针对负压酯化的工艺特点,采用两台负压酯化反应器,在一定温度、压力和停留时间等条件下反应。负压条件有利于酯化反应快速低温完成,可有效降低副反应。
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3)根据物料流动性配合合适的物料停留时间即脱挥空间,保证物料低温缩聚,高真空负压反应,使物料在反应器内快速脱出小分子,减少副反应的发生。采用立式预缩反应器。
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4)为保障脱挥速度和时间,保障物料平推流,避免高温物料滞留影响产品质量。采用卧式终缩反应器。
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5)为促进物料脱挥,保障高粘物料进一步反应。选用卧式轴式增粘反应器。
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6)PBST连续聚合生产线成套工艺采用多点在线添加系统提升装置柔性,在低聚物管道、预聚物管道均设有添加剂注射口,不同功能的添加剂可根据需要添加到系统中,从而得到功能性 PBST 产品。在高粘熔体管道设置在线添加系统,部分高粘改性剂可以通过管道注射口加入到高粘熔体管道,再经动态混合器混合均匀后进行切粒。
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7)采用高效分离技术,对副产物THF进行回收,回收纯度≥99.8%。
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8)成套装备设计将清洁生产纳入重点考虑内容,装置废气回收,废水处理和中水回用,固废收集等。
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9)成套装备将合理利用能源,可回收的能源全部回收利用,综合利用各种节能手段有效降低装置消耗,保障产品运行成本。
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10)成套装置还将进行智能化设计。
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11)成套装备技术兼具柔性化功能,此套装备不仅满足PBST生产,同时满足PBT、PBS、PBAT等系列化产品生产需求。
反应原理
共聚酯合成反应包括酯化反应和缩聚反应,反应机理如下:
酯化反应在一定温度、压力、停留时间下,1,4-丁二醇(简称BDO)分别与对苯二甲酸(简称PTA)和1,4-丁二酸(简称SA)进行酯化反应生成聚酯单体(简称BHBT和BHST)。
PTA与BDO的反应方程式
SA与BDO的反应方程式
缩聚反应由酯化反应生成的聚酯单体BHBT和BHST,在一定条件下两种中间产物彼此发生缩合反应,最终制成高分子量PBST共聚酯。
BHBT和BHST缩合反应式
PBST在生产过程中,BDO除了发生主反应生成产品外,自身还发生羰化副反应,生成四氢呋喃(简称THF),具体化学反应方程式如下所示:
工艺流程
本PBST连续聚合装置设计二台立式带搅拌结构的酯化反应器、一台立式夹套结构预聚釜,内部分内外两个腔室、一台笼筐式成膜的终缩聚反应器,2万吨/年装置配置一台卧式增粘缩聚反应器,4万吨/年装置配置二台卧式增粘缩聚反应器。酯化反应器在微负压状态下工作;三个缩聚反应器均在负压状态下工作,其真空获得系统由一套以丁二醇为动力源的真空喷射系统提供。
中国石化海南炼油化工有限公司简介
中国石化海南炼油化工有限公司(简称海南炼化)地处海南省西北部的洋浦经济开发区。这里毗邻北部湾,拥有天然的深水良港和避风港,位于新加坡-香港-上海-大阪国际海运主航线上,地理和海运条件优越。
海南炼化是以炼油化工为主营业务的生产企业,原油综合加工能力800万吨/年。
2003年6月3日,中国石化集团公司海南炼油项目筹备组成立。2004年4月26日,海南炼油项目奠基开工。2006年9月28日,装置一次投料试车成功,打通全流程,投入商业运行。
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