独家BDO与丁二酸二甲酯联产(PBS最佳原料路线)成熟技术,意大利CONSER将在亚化BDO论坛发布...

意大利CONSER是全球唯一拥有从同一装置以顺酐为原料同时生产出DMS和BDO产品的成熟工业化技术的公司,而且其工艺具有投资省、生产运行成本低的特点。BDO与PBS类可降解材料产业链论坛2021将于6月10-11日在杭州召开。意大利康瑟将做大会报告,介绍独创性的BDO与丁二酸酯联产技术。注:本文由意大利康瑟(CONSER)公司供稿,略有删减,具体内容以6.10日意大利康瑟公司在论坛的发布为准。(附:CONSER公司同套装置从顺酐制BDO和DMS技术)为保证行文紧凑,在本文中缩写列明如下:缩写化学名称缩写化学名称BDO1,4-丁二醇DMMDMS马来酸二甲酯丁二酸二甲酯SA丁二酸SAN丁二酸酐PBS聚丁二酸丁二醇酯PBAT聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯一、全球可降解塑料之一PBS生产的现状在各种与BDO原料相关的可生物降解塑料(PBAT,PBSA, PBST, PBS)中,PBAT是目前全球产能最大的。但是由于对苯二甲酸单体中苯环的存在,虽然以BASF为代表的公司把其称为“全生物降解型”“可堆肥脂肪-芳香族共聚酯”。但是,许多专家仍然对PBAT的生物降解度存在疑问。相反,PBS的生物可降解度可以达到100%。而且,PBS既可以单独用作热塑性产品(具有与聚丙烯相似的特性),也可以与PBAT共混或与PLA共混使用,以生产各种最终产品。除了用作单一塑料以外,根据许多最终产品的特性,预计可以通过如下方式对PBS进行共混:PBS+PBAT共混物(混合比约为25%-75%)PBS+PLA共混物PBS+PBAT+PLA共混物因此,PBS塑料潜力巨大。然而,被认为比PBAT等其他可降解塑料更好的PBS,到目前为止在现实中仍无大规模工业化装置,全球产能很小,原因在哪里呢?这是因为之前在大家的普遍概念里、用于生产PBS的主要工艺路线是使用SA或SAN与BDO进行直接酯化聚合反应。而这种直接酯化聚合的生产路线,经过多家国际大公司(包括日本昭和电工、三菱化工等)投入巨大力量开发之后,一直没能突破以实现工业经济规模的产业化。日本昭和电工等公司尝试6~7年之后已经宣布放弃这种技术路线,日本三菱虽然在泰国投资欲建SA/SAN+BDO=PBS装置,也举步艰难。其原料也仅仅是基于千吨级的SA/SAN装置。CONSER自己也研究过顺酐加氢制SA/SAN,而且做过实验,深深得知其困难所在:无论是用水、还是采用其他GBL等做溶剂,反应温度必须控制得非常精准(只有10~20℃温差的调节范围)、否则会得到较多的副产物和杂质;催化剂的种类非常难选,几种选择性和转化率都满足的催化剂,却极易因为原料或产品组分的存在而中毒。二、 丁二酸二甲酯DMS+BDO生产PBS的现状和前景一种绕过SAN或SA,使用DMS和BDO生产PBS,以解决经济规模产业化难题的路线,开始浮出水面、开始被广泛关注。出现经济规模产业化的局面指日可待!1.    该原料路线的PBS产品性能方面的优势经过多家聚酯生产技术公司(如:欧洲某公司,扬州普立特公司等)分别进行的试验室实验及中试装置证实,DMS与BDO通过酯交换聚合反应生产的PBS,比SAN或SA与BDO直接酯化反应生产的PBS,更容易得到高分子量的PBS产品,并且端羧基、熔融指数、抗氧化性等物性指标都更符合下游产品的要求。2.     原料成本优势(导致生产运行成本优势)DMS的生产成本较低,低于BDO的生产成本。其中,成本最低的生产路线是采用CONSER的成熟工业化的顺酐酯化加氢法(见后述);相反SA/SAN的万吨级生产规模、在全球多家化工公司历经了近10年的努力之后至今未面世,SA/SAN的生产成本高的难题,至今未被突破。3.     生产工艺导致的设备投资优势使用DMS代替SA作为PBS的原料,具有以下影响装置设计和投资成本的优势:3.1当使用SA作为原料时,在反应过程中,水将被释放。在存在水分和高反应温度下, SA具有很强的腐蚀性(SAN的腐蚀性缓解些),需要昂贵材质的设备。相反,由于DMS是酯类化合物,在酯交换反应生产PBS过程中,酯化后脱出甲醇;与水相比,甲醇很容易除去。(移走甲醇后,增加反应转化率)。DMS+BDO=PBS的工艺路线,对装置设备的材质要求低。3.2DMS可以很容易地以液体形式处理,而SAN/SA是固体(丁二酸酐固化点184°C)、需要设备先将其溶解在BDO后再进行酯化聚合反应。DMS不需要此步骤和设备。3.3当Conser的顺酐制DMS+BDO装置与PBS装置集成在一起时,甲醇和THF副产物的处理将完全与BDO装置整合(甲醇返回BDO装置作为原料,THF将由BDO装置中的THF精馏塔进行精制)。这又减少了PBS装置的投资。4.     生产运行成本的优势4.1与SAN/SA+BDO反应的选择性相比,使用DMS+BDO对PBS的反应选择性更高。对PBS的较高选择性将显着降低THF的产生。单单这一点,又可以使整个过程的经济性提高若干百分点;4.2从反应中释放出来的甲醇,可以回到CONSER的BDO装置中作为原料使用;4.3反应条件的区别:SA+BDO=PBS    反应温度:220℃以上DMS+BDO=PBS 反应温度:150~200℃DMS+BDO的反应条件更温和、能耗更低。5. DMS+BDO生产PBS的现状该原料路线的生产技术,目前在欧洲(比如:德国吉玛/德希尼布下属)和中国(比如:扬州普立特)已在做连续化生产的中试,中国某公司的50kg/小时连续生产装置已在安装、即将投运,并计划在2021年底开始建设2万吨工业化装置,目前工艺包已经编制完成。三、CONSER公司的DMS+BDO生产技术CONSER是全球唯一拥有从同一装置以顺酐为原料同时生产出DMS和BDO产品的成熟工业化技术的公司,而且其工艺具有投资省、生产运行成本低的特点。位于比利时Feluy的5万吨顺酐法BDO装置自1997年开车、在1999年扩产到11万吨/年后,一直稳定达标运行到至2007年因故关停,详细信息敬请垂询)CONSER的BDO工艺技术的酯化和加氢工段都非常优化,其中最具特色的是加氢工段、采用混合相加氢(氢气循环量是另一公司气相加氢法的1/6),加氢采用一步两级法,“一步”是指相同的压力,“两级”是指一级小加氢和二级大加氢的温度不一样。一级小加氢塔体积小、采用少量的高选择性(接近100%)贵金属催化剂将DMM中的C=C双键加氢饱和为DMS,在二级加氢塔中再采用铜基金属催化剂将DSM中的C=O双键加氢饱、生成BDO/THF(+GBL视需要)。

CONSER装置中的中间产品DMS, 过去并不是一个受关注的产品。最近两年DMS的下游应用才逐渐开发,DMS的价值才开始显出来。使用Conser工艺,从单一原料正丁烷(另加少量的氢气和少量甲醇)生产PBS的成本非常诱人。如果正丁烷制顺酐、顺酐制BDO / DMS装置和PBS装置位于同一地点,这三个装置还可以相互整合、投资更省。CONSER已于2021年3月在PCT申请了顺酐法经过酯化和加氢生产DMS的相关专利。图1展示的是CONSER从正丁烷到PBS的概念流程框图(图略)。图2显示了CONSER的顺酐制BDO装置的基本工况和考虑DMS联产的选项之间的区别(图略)。区别仅在于加氢单元和产品提纯精制单元中的较小变化,联产(甚至只产)DMS具有更少的投资成本。(按摩尔比在取出中间产物DMS后、剩余的DMS继续加氢得到BDO时相应的设备尺寸减小;只产DMS时、投资额最小)结论:按照CONSER工艺路线的设备情况和消耗指标测算,采用CONSER技术由正丁烷制顺酐,再由顺酐在同一装置制备DMS和BDO、由DMS和BDO生产PBS (这一段技术不由CONSER提供),生产运行成本和投资额都比SAN(丁二酸酐)+BDO法优异,前景广阔。亚化咨询的资料显示,意大利CONSER公司于1969年在罗马成立,至今已有52年历史。CONSER提供的服务包括: 先进技术授权许可,工艺设计,研发,运行分析,脱瓶颈和升级改造等,除了提供独特的石油化工许可和技术,CONSER还提供节能挖潜和减少装置运行对环境的影响的解决方案等服务。会议日程安排:2021年6月10日星期四会议日程BDO/PBAT产业链发展分析——新疆蓝山屯河聚酯有限公司依托航天科技,打造节能环保精品——北京航化节能环保技术有限公司CO2制生物降解材料先进技术——NovomerBuss-SMS-Canzler薄膜蒸发技术及其在BDO/PTMEG行业的应用——Buss-SMS-Canzler炔醛法1,4-丁二醇装置工艺技术及工程设计优化——北京石油化工工程有限公司CONSER公司同一套装置产出PBS最佳生产工艺所需两种原料1,4-丁二醇和丁二酸二甲酯(顺酐法)——CONSE S.p.ABDO不同路线的经济技术比较——东华科技炔醛法BDO工艺技术分析——上海迪阳化学技术有限公司在碳达峰背景下,BDO不同生产路径的比较及展望——五环工程BDO与丁二酸技术与经济分析——惠生工程生物发酵法规模化生产生物基丁二酸工艺技术——山东兰典生物科技股份有限公司PBS聚酯共聚改性及降解性能调控——东华大学材料科学与工程学化纤所BDO生产可降解塑料PBS技术中试与工业化进展——窦氏化学废气废液协同治理技术在化工行业的工程场景应用——同智创新更多报告正在邀请中2021年6月11日星期五工业参观(详情敬请咨询)如果您有意向了解详情,欢迎您尽快与我们联系:陈经理18019140829 (微信同号),doris@chemweekly.com

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