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国内首次实现煤基POE连续制备!意味着什么?

时间:2024-11-26 来源:小编 点击:

国内首次实现煤基POE连续制备!意味着什么? 11月11日,低碳院顺利完成国内首次煤基聚烯烃弹性体(以下简称POE)的连续制备。 制备流程

国内首次实现煤基POE连续制备!意味着什么?

       11月11日,低碳院顺利完成国内首次煤基聚烯烃弹性体(以下简称POE)的连续制备。

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      制备流程采用低碳院自主开发设计的10吨/年高温溶液连续聚合装置,原料是以煤基费托合成路线分离得到的1-庚烯和1-辛烯单体。整个制备过程中聚合反应平稳可控,费托合成1-庚烯和1-辛烯单体的聚合活性略高于商业化石油基辛烯单体的聚合活性,产物组成分布均匀,微观结构与石油基POE类似。制备的膜样品透明度和雾度与石油基1-辛烯为原料合成的产品相当,达到国外光伏料的水平。

       2019年,低碳院开展费托α-烯烃分离技术研发,于2020年年底完成了1-己烯、1-庚烯和1-辛烯分离技术的开发,产品纯度达到98%以上,可满足不同商业化聚合级α-烯烃纯度要求。2022年,低碳院开展高温溶液相聚合工艺开发,以“乙烯与α-烯烃溶液聚合条件研究”“POE高温溶液聚合工艺条件实验室研究”项目支持宁夏煤业POE技术开发。通过对连续性装置工艺流程的优化和催化产率的提高,团队系统研究了溶剂、温度、压力和投料比等工艺条件对聚合过程的影响,首次实现了国内接近工业生产条件下的煤基POE合成。

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      煤基 POE 的连续制备具有多方面的重要意义:

      一、资源利用与能源保障方面

      拓宽原料来源渠道:传统 POE 生产多依赖石油基原料,而我国 “富煤、贫油、少气” 的能源结构特点突出,发展煤基 POE 能充分利用丰富的煤炭资源,将煤炭进行深加工转化,使得煤炭资源的应用从传统的燃烧发电、化工基础原料等领域进一步拓展到高端聚烯烃材料生产领域,减少对石油资源的依赖,保障相关产业原料供应的多元化和稳定性。

      提升能源综合利用效率:煤炭经过一系列复杂的化学工艺转化来制备 POE,这个过程中可以对煤炭中的各种成分进行合理的化学加工,使煤炭蕴含的能量和化学价值得到更充分、更高效的利用,实现从基础能源向高附加值化工产品的跨越,优化我国能源化工产业的整体布局。

      二、经济价值与产业发展方面

      推动化工产业升级:POE 作为一种高性能的热塑性弹性体,在汽车制造、电子电器、建筑等诸多行业有着广泛且重要的应用。实现煤基 POE 的连续制备,意味着我国在高端聚烯烃材料领域有了自主可控的生产能力,有助于打破国外对高性能 POE 生产技术的垄断,提升我国化工产业在全球产业链中的地位,推动整个化工产业从传统的基础化工品生产向高端新材料制造迈进,带动上下游相关产业协同发展,创造更多的经济增长点。

      降低生产成本:煤炭相对石油在我国具有一定的成本优势,以煤为原料制备 POE 如果能实现连续化、规模化生产,随着工艺的不断优化完善,有望降低 POE 的生产成本,使 POE 产品在市场上更具价格竞争力,从而扩大其应用范围,进一步刺激相关产业对 POE 的需求,形成产业发展的良性循环。

      三、环境保护与可持续发展方面

      减少碳排放:与石油加工相比,煤炭深加工制备 POE 过程中如果采用先进的绿色工艺技术,可对二氧化碳等温室气体进行捕获、利用或者封存,在生产高性能材料的同时,一定程度上降低整个生命周期内的碳排放,契合全球低碳发展的大趋势,助力我国实现碳达峰、碳中和目标。

      促进资源循环利用理念践行:煤基 POE 连续制备往往可以和煤炭清洁利用、煤化工废渣废气的综合处理等环节相结合,形成一个相对完整的资源循环利用体系,提高资源的重复利用率,减少废弃物排放,实现经济发展与环境保护的协调共进,走可持续发展道路。

      四、技术创新与科研进步方面

      积累煤化工前沿技术经验:煤基 POE 连续制备涉及到多学科交叉的复杂化工工艺,比如煤的高效气化、合成气的净化与转化、聚合反应等环节,通过攻克这一连续制备技术难题,能够积累大量的煤化工领域前沿技术经验,培养专业的科研和工程技术人才队伍,为后续开发更多种类的煤基新材料、拓展煤化工产业链奠定坚实的技术和人才基础。

      带动相关技术研发:围绕煤基 POE 连续制备技术,会带动上下游相关配套技术如新型催化剂研发、高效分离工艺、过程控制智能化等方面的创新发展,形成以 POE 制备为核心的技术创新集群,提升我国在煤化工及高分子材料领域的整体技术水平。

      总之,煤基POE的连续制备,验证了煤基高碳α-烯烃应用于POE及其他高端聚烯烃共聚物生产的可行性,提升了费托合成高碳α-烯烃路线的经济效益,为费托高碳α-烯烃产物的高价值综合利用奠定了基础。基于国家能源集团费托合成α-烯烃的原料优势,该项技术将推动集团公司聚烯烃产品差异化和高端化发展,进一步提升市场竞争力,助力实现POE国产化。

图文来源:国家能源集团低碳院之声、高性能树脂及应用