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揭秘!中石化首套6万吨/年PBST落地海南, 国产化技术特点何在?

揭秘!中石化首套6万吨/年PBST落地海南, 国产化技术特点何在?

  • 发布于 2021-09-03
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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

 

  • 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。

  • 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

  • 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。

  • 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

  • 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

  • 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。

  • 7)采用高效分离技术,对副产物THF进行回收,回收纯度≥99.8%

  • 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。

  • 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。

  • 10)成套装置还将进行智能化设计。

  • 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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产品名称单位最新价格涨跌涨跌幅(%)
PLA元/吨22700200.000.89
玉米元/吨2735-98.00-3.46
PBAT元/吨150000.000
PBS元/吨32000-1000.00-3.03
BDO元/吨9800100.001.03
AA元/吨95000.000
PTA元/吨6460-10.00-0.15
LDPE元/吨88000.000
PP元/吨7650-100.00-1.29
PBT元/吨205500.000
PS元/吨92500.000
ABS元/吨110500.000
PET元/吨77500.000
PA6元/吨130000.000
Brent美元/桶85.120.130.15