3月17日下午， 2021中國國際石化及下游產業技術大會暨第九屆國際輕烴綜合利用大會設立的可降解材料技術論壇上，與會專家們就多種可降解材料的制備、研發、應用及產業發展趨勢等進行了精彩分享。

BDO攔路虎：電石原料緊缺，天然氣法審批難

東方證券研究所化工行業首席分析師 倪吉

東方證券研究所化工行業首席分析師倪吉指出，目前可降解塑料已經進入行業爆發期，國內大規模PBAT項目也層出不窮，規劃產能已達500萬噸/年左右。隨著供給擴張和技術成熟，PBAT價格預計也有望進一步下降，與PLA共同成為可降解塑料發展的重要材料。

PBAT新項目不斷增加，說明該產品技術壁壘較低。雖然短期盈利較好，但如若不能在改性和制品上有所突破，遠期來看難免陷入成本競爭，一體化程度、規?；?、成本控制將成為衡量其競爭力的關鍵指標。

PBAT主要原料是BDO、己二酸和PTA，其中BDO和己二酸的生產過程都要用到大量氫氣(或合成氣)，包括甲醇與合成氨合成、苯加氫等。采用天然氣路線生產BDO來配套PBAT，副產的合成氣正好可以滿足己二酸的氫氣用量，理論上在原料端只要有天然氣、苯和空分(提供氮氣與氧氣)，就可以生產出符合PBAT需求的BDO與己二酸產品。所以，天然氣法BDO具有獨特優勢。

圖 生產1噸PBAT所需的原料配套

(產品后數字表示單耗：噸，氫氣單位：方/噸)

但BDO受制于電石緊缺和天然氣法審批，可能成為限制PBAT擴產的門檻。

生物可降解材料將進化為生物安全性材料

陜西延長西大先進技術研究院副院長，西北大學研究生導師 楊東元

(以下僅代表專家個人觀點，不代表任何單位或機構)

陜西延長西大先進技術研究院副院長，西北大學研究生導師楊東元指出，生物法制備可降解單體存在成本仍較高、規模性原料獲得仍有不確定性、糧食安全、三廢排放等問題，比如2.5噸玉米才能得到1噸PLA。

相對而言，化石原料制備可降解單體具有規模性原料價格低廉、來源豐富易得、成本較低、規模效應顯著、污染排放集中等優勢，比如煤制乙二醇路線制PGA，成本可接近PE。

楊東元表示，未來的材料將由生物可降解材料向生物安全性材料進化。未來的可降解材料將具備三項特征：

一是親和人體，從生物可降解環境友好邁向生物可吸收;

二是融為一體，從千百年自然降解回歸邁向小時級代謝;

三是智能材料， 從固化材料理化特性邁向可調控可修復。

降解塑料改性的三個方向

中國科學院理化技術研究所工程塑料國家工程研究中心高級工程師 王萍麗

中國科學院理化技術研究所工程塑料國家工程研究中心高級工程師王萍麗指出，降解塑料替代是塑料污染源頭減量的重要途徑。降解塑料的改性有合金化、廉價化、功能化三個方向。

當前，降解塑料制品需求結構為：

●膜袋類日用制品：最主流產品，技術成熟，海南明年需求4.8萬噸;

●餐盒餐具：高速發展產品，技術有待完善，海南明年需求1.5萬噸;

●地膜：禁塑令涵蓋制品，技術基本成熟，價格離市場接受差距大;

●快遞：禁塑令涵蓋產品，降解膠帶有待完善，企業正在嘗試儲備，觀望市場。

降解塑料樹脂需求結構為：

●PBAT：主流基礎產品;

●PLA：主流基礎產品;

●PBS：高速的發展基礎材料;

●PGA/PPC/PHA/PCL：功能型材料。

什么樣的高分子材料能夠生物降解

中國石化儀征化纖有限責任公司高級專家、教授級高工 戴鈞明

中國石化儀征化纖有限責任公司高級專家、教授級高工戴鈞明指出，生物可降解高分子材料的降解具有生物物理、生物化學效應，還伴有其他物化作用，如水解、氧化等;降解情況取決于高分子的大小和結構，微生物的種類及溫度、濕度等環境因素;不同化學結構生物可降解能力強弱依次為：脂肪族酯鍵、肽鍵>氨基甲酸酯>脂肪族醚鍵>亞甲基;分子量大、分子排列規整、疏水性大的高分子材料不利于微生物的侵蝕和生長，不利于生物降解;降解產生的碎片長度與高分子材料單晶晶層厚度成正比，極性越小的共聚酯越易于被真菌降解，細菌對a-氨基含量高的高分子材料的降解作用十分明顯。

目前，生物降解的機理尚未完全研究透徹。

CO₂資源化利用有10種途徑

奧克控股集團創新院副院長 孔凡志博士

奧克控股集團創新院副院長孔凡志博士指出，CO2資源化利用有以下10條途徑：①以CO2為原料生產化學品;②以CO2為原料生產燃料;③利用微藻類來進行生物轉化;④用作混凝土建筑材料;⑤CO2增強油田再生(CO2-EOR);⑥碳捕集及存貯的生物能源(BECCS);⑦增強風化作用;⑧包括植樹造林和再森林化的林業技術;⑨通過土壤碳封存技術的土地管理;⑩生物碳。

碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)作為高沸點的極性非質子溶劑，在工業上用作潤滑劑、鋰離子電池的電解質溶劑、聚合物材料的合成模塊、聚碳的共聚單體和其他精細化學品的合成中間體。

奧克控股集團已成功實現以CO2制碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)。

奧克EC/DMC工藝流程示意圖

奧克-過程所EC/DMC工藝具備三項突破性核心技術：

一是離子液體氫鍵強化反應及化學固載;

二是氣液高效分布式列管反應器設計;

三是反應精餾耦合及全過程節能優化設計。

中國科學院長春應用化學研究所研究員韓常玉介紹了生物降解材料制品開發及市場應用。

廣東省“珠江學者”特聘教授、中山大學二級教授、廣東省低碳化學與過程節能重點實驗室主任孟躍中介紹了新型生物降解二氧化碳基半芳香性共聚物。

常州瑞華化工工程技術股份有限公司董事長徐志剛 順酐是世界上三大酸酐原料之一(醋酐、順酐、苯酐)，且其下游產品有著相當廣泛的開發和應用前景，可用于合成樹脂、涂料、農藥、潤滑油添加劑、醫藥、紙張處理劑、食品添加劑、穩定劑等方面。目前順酐生產技術主要有丁烷法工藝和苯法工藝。我國目前順酐產能以傳統苯法工藝居多，但隨著碳四資源利用的推進，丁烷法順酐裝置也逐漸形成規模。瑞華順酐技術采用正丁烷為原料，與空氣反應生產順酐。氧化反應是強放熱反應，反應過程中需要將反應熱移走，因而順酐裝置能往外輸出大量蒸汽。因為這個特點，順酐裝置特點適合與一些高耗汽的裝置聯合設置，如乙苯苯乙烯裝置，這樣能達到蒸汽互補的目的，提高兩套裝置的經濟性。與傳統的苯法順酐技術相比，RHMA技術能完全消除苯對環境的污染、順酐收率高、低能耗、外輸蒸汽量高、裝置操作周期長的特點。

丁烷經蒸發后與空氣混合，然后進入氧化反應器。氧化反應器為列管式固定床反應式，催化劑置于反應管內，丁烷和空氣與催化劑接觸后反應生成順酐，同時放出大量的反應熱，由殼側的熔鹽移走。被加熱的熔鹽用于產汽后，再回到反應器中。在氧化反應器，丁烷單程轉化率可達82~85%，順酐的重量收率97~103%。

反應后的氣體經兩級冷卻后進入后處理系統，瑞華順酐技術的后處理系統采用溶劑吸收工藝，溶劑選用鄰苯二甲酸二丁酯。反應氣經吸收、解吸、精制等操作后得到產品順酐，純度達到99.5%。

常州瑞華化工工程技術股份有限公司

常州瑞華化工工程技術股份有限公司成立于2007年，坐落于常州市武進區科教城，是一家擁有多項專利技術、主要從事石油化工領域的工程與技術服務的專業公司。公司前身為常州瑞華化工工程技術 有限公司，于2017年12月完成股改，正式更名為常州瑞華化工工程技術股份有限公司。2018年7月正式掛牌新三板(瑞華技術872869)。

公司成立以來，業務始終保持著快速增長。與國內外著名的大型石油化工企業建立了良好的業務往來;并同國內外知名的化學公司、工程公司、專利商、各行業協會及大型設計院、研究院建立了穩固的合作關系。瑞華化工作為一家在石油化工領域從事工程與技術服務的專業公司，致力于為用戶提供綜合、系統、專業的工程服務，并幫助用戶創造更多價值。

凝聚一流的精英人才、建立一流的技術基地、締造 一流的現代企業，是瑞華化工的奮斗目標，也是瑞華 正在走的發展之路。此外，公司十分注重知識產權保護，已申請及授權專利達60余項。