【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有關(guān)專家估計(jì)，除完全降解技術(shù)以外，國(guó)內(nèi)外在降解塑料技術(shù)方面相差不大，但目前 我國(guó)降解塑料在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都存在一些問題，其原因是生產(chǎn)企業(yè)推向市場(chǎng)的產(chǎn)品基本上是部分降解產(chǎn)品，如淀粉填充型生物降解、光 /生物降解聚苯乙烯發(fā)泡餐盒，光 /生物降解聚丙烯餐盒、聚乙烯包裝袋、垃圾袋等。這些產(chǎn)品具有與普通塑料制品相似的使用性能，但降解性能較差，阻礙了降解塑料大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)。 2020 年寧波天安生物有限責(zé)任公司消化吸收了中科院微生物所的技術(shù)，經(jīng)過 7 年的努力建成了千噸級(jí)聚羥基烷酸酯的生產(chǎn)線，這是國(guó)內(nèi)最大的微生物發(fā)酵制備生物降解塑料的規(guī)?；a(chǎn)線。 國(guó)內(nèi)外二氧化碳聚合物的供應(yīng)現(xiàn)狀 1991 年 ，美國(guó)的空氣化學(xué)產(chǎn)品公司通過購買日本專利并改進(jìn)申請(qǐng)美國(guó)專利后， 1994 年已有二氧化碳聚合物出售。近年來日本在二氧化碳聚合物研究上有了一定的進(jìn)展。日本三菱化學(xué)公司高桑恭平進(jìn)行了二氧化碳、環(huán)氧乙烷共聚合的研究，制成了熱穩(wěn)定性高，力學(xué)性能好又可生物降解的聚碳酸亞乙酯。 目前，世界上二氧化碳基塑料的規(guī)模化生產(chǎn)線還未見報(bào)道，俄羅斯伏爾加格勒州立大學(xué)有 30 噸規(guī)模的試驗(yàn)生產(chǎn)線，韓國(guó)的浦項(xiàng)制鐵（ POSCO）計(jì)劃從 2020 年開始籌建年產(chǎn) 3000 噸生產(chǎn)線，但是否已經(jīng)建成還不確定。 8 2020 年 4 月，集團(tuán)公司采用專利技術(shù)，經(jīng)過 3 年 的艱苦努力，完全采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，成功地建成了年產(chǎn) 3000 噸二氧化碳基塑料生產(chǎn)線，并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，這是目前世界上投入運(yùn)行最大的二氧化碳基降解塑料的生產(chǎn)線。 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求情況 二氧化碳共聚物與美國(guó) Cargil Dow 公司生產(chǎn)的聚乳酸相比，兩者具有類似的透明性、阻隔性和可降解性，但二氧化碳共聚物玻璃化溫度（ 360C）比聚乳酸（ 560C）低，韌性比聚乳酸好，強(qiáng)度比聚乳酸低，兩者的性能可以互補(bǔ)。從綜合成本來分析，聚乳酸的最終成本具有降至 9000－ 10000 元 /噸的潛力，而二氧化碳共聚物具有降至 6000－ 7000元 /噸的潛力。隨著聚乳酸市場(chǎng)突破 30 萬噸級(jí)，二氧化碳基塑料的市場(chǎng)也將達(dá)到 20－ 30 萬噸級(jí)。由于成本較低，二氧化碳基塑料的市場(chǎng)份額會(huì)迅速增大。 據(jù)美國(guó)、日本和歐洲降解塑料協(xié)會(huì)的權(quán)威預(yù)測(cè)， 2020 年降解塑料的需求超過 50 萬噸，隨后 5－ 15 年將是降解塑料飛速發(fā)展的時(shí)期，預(yù)計(jì)到 2020 年為 200 萬噸， 2020 年全世界的需求將超過 2020 萬噸，中國(guó)的需求將超過 200 萬噸，因此降解塑料的市場(chǎng)前景十分廣闊。 市場(chǎng)預(yù)測(cè) 近年來我國(guó)塑料消費(fèi)不斷上升，已經(jīng)成為世界塑料生產(chǎn)和使用大國(guó)，塑料垃圾量越來越大，“白色污 染”日益嚴(yán)重，必須加強(qiáng)治理。據(jù) 9 統(tǒng)計(jì)目前我國(guó)食品、醫(yī)藥、電器行業(yè)的塑料包裝年需求量在 200 萬噸以上，僅一次性塑料醫(yī)療制品每年需求就超過 20 萬噸，其中難以回收利用的一次性塑料包裝占 40%，產(chǎn)生的垃圾量每年 80 萬噸。如果其中30%以降解塑料取代，市場(chǎng)需求每年也在 20 萬噸以上。 降解塑料已得到國(guó)家有關(guān)部門的高度重視。近幾年來我國(guó)政府及有關(guān)部門出臺(tái)了一系列政策和措施，如 1996 年鐵道部發(fā)出禁止使用聚苯乙烯發(fā)泡餐盒的通知。其后杭州、株洲、汕頭、武漢、廈門、福州、廣州、長(zhǎng)春、哈爾濱等城市也相繼出臺(tái)了禁止使用一次性聚苯乙烯 餐具的規(guī)定，大連、張家口等城市出臺(tái)了禁止使用不易降解的聚乙烯包裝袋的規(guī)定。 1996 年國(guó)家頒布的《中華人民共和國(guó)固體廢棄物處理法》，對(duì)地膜、一次性包裝塑料制品的使用也作了相關(guān)限制，國(guó)家環(huán)保局也將降解材料列入環(huán)保產(chǎn)品。這些措施對(duì)降解塑料占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)提供了十分有利的機(jī)遇。 國(guó)際市場(chǎng)上全降解塑料的價(jià)格普遍高于 30000 元 /噸，限制了降解塑料的大規(guī)模應(yīng)用。針對(duì)世界綠色和平組織的巨大壓力， 2020 年 3 月美國(guó)和澳大利亞政府承諾：如果普通全降解塑料的市場(chǎng)價(jià)格低于 20200元 /噸，醫(yī)用全降解塑料的售價(jià)在 25000 元 /噸，政府 將給予生產(chǎn)和銷售全降解塑料的公司一定補(bǔ)貼，并制定推廣全降解塑料的政策法規(guī)。因此，我們?nèi)裟芤陨鲜鰞r(jià)格出口，只需占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)的 10－ 20％，年需求量就可達(dá)到 10－ 20 萬噸。 本項(xiàng)目的最終產(chǎn)品為完全降解塑料，屬于高科技專利產(chǎn)品，國(guó)際上正處于導(dǎo)入期階段，但隨著技術(shù)和市場(chǎng)的逐漸完善，該產(chǎn)品將進(jìn)入 10 迅速成長(zhǎng)期。 從國(guó)內(nèi)外的需求來看，本項(xiàng)目的產(chǎn)品具有巨大的市場(chǎng)潛力，若能降低成本，以每噸 20200 元－ 25000 左右的價(jià)格銷售，是完全有希望在近幾年達(dá)到 10 萬噸 /年的生產(chǎn)規(guī)模并占領(lǐng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。 主要原材料價(jià)格分析及預(yù)測(cè) 本項(xiàng)目的主要原料有二氧化碳、環(huán)氧化物等，其價(jià)格見下表。 主要原材料的價(jià)格及其供應(yīng)情況表 原料 價(jià)格（元 / 噸） 產(chǎn)地 二氧化碳 500 原產(chǎn)地，管道輸送 環(huán)氧丙烷 11000 錦西石化，專用槽車運(yùn)輸 甘油 8000 北京 ,運(yùn)輸距離大約 1000 公里 甲醇 2020 油田，汽車運(yùn)輸 溴乙烷 10000 天津，鐵桶，汽車運(yùn)輸 本項(xiàng)目的二氧化碳和甲醇均由 公司 內(nèi)部供應(yīng)，數(shù)量充足，質(zhì)量可滿足工藝要求，價(jià)格分別穩(wěn)定在 500 元 /噸和 1800 元 /噸左右。 環(huán)氧丙烷由 *****集團(tuán)供應(yīng)，國(guó)內(nèi)環(huán)氧丙烷近 4 年的價(jià) 格變化如圖1 所示，從圖中可知：隨著環(huán)氧丙烷用量的增加，其價(jià)格（平均值）有上升趨勢(shì)，但已逐漸趨于平穩(wěn)。 若加上運(yùn)輸費(fèi)和包裝費(fèi)，每噸需增加1500 元左右。 環(huán)氧丙烷的價(jià)格主要受運(yùn)輸距離、產(chǎn)能規(guī)模、原料價(jià)格及工藝的影響。 11 6000650070007500800085002020 2020 2020 2020環(huán)氧丙烷 圖 1 2020～ 2020 年環(huán)氧丙烷的價(jià)格波動(dòng)情況 甘油、溴乙烷等屬于基本有機(jī)化工產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)產(chǎn)量充足，價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定。 上述價(jià)格來源于調(diào)研、網(wǎng)上查詢、電話咨詢生產(chǎn)廠家、相關(guān)化工報(bào)刊及技術(shù)方提供等。 目標(biāo)市場(chǎng)的分析與預(yù)測(cè) 市場(chǎng)細(xì)分 本項(xiàng)目產(chǎn)品面向國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。國(guó)外主要銷往美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家；國(guó)內(nèi)主要面向東北、華北及中原地區(qū)的食品包裝、食品保鮮、一次性泡沫塑料及餐具、一次性醫(yī)藥包裝等行業(yè)。 目標(biāo)市場(chǎng) 我們目前產(chǎn)品的主要用戶為日本、美國(guó)大的塑料制品公司。國(guó)內(nèi)主要用戶為寧波天安生物制品公司、山東威高科技公司等。 12 3 建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案 建設(shè)規(guī)模 根據(jù) CO2 高效固定為全降解塑料技術(shù)完善程度、規(guī)模效益和市場(chǎng)狀況等 多因素綜合考慮 ，確定二氧化碳基降解塑料項(xiàng)目的生產(chǎn)規(guī)模為 3萬噸 /年。 產(chǎn)品方案 根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)開 發(fā)現(xiàn)狀和市場(chǎng)需求，通過調(diào)整生產(chǎn)工藝、技術(shù)配方、后處理工藝等可生產(chǎn)保鮮膜樹脂、食品包裝材料樹脂、 泡沫板材樹脂 和餐盒材料樹脂等四大系列產(chǎn)品。具體品種及其產(chǎn)量見下表。 產(chǎn)品方案一覽表 品種 產(chǎn)量（噸） 保鮮膜樹脂 5000 泡沫板材樹脂 10000 食品包裝材料樹脂 7000 餐盒材料樹脂 8000 13 4 場(chǎng)址選擇 位置現(xiàn)狀 場(chǎng)址建設(shè)條件 資源情況 ***公司，有豐富的二氧化碳資源。 2020 年，預(yù)測(cè)儲(chǔ)量約為 200億立方米，現(xiàn)正常生產(chǎn)井有萬 萬 11萬 118 三口井。根據(jù)測(cè)算， 3口井年合理采氣量為 42429 噸，最大生產(chǎn)能力為年產(chǎn)二氧化碳液體 6萬噸。 2020 年， ***已完成 3 萬噸 /年高純度 CO2 的凈化生產(chǎn)線，提純后 CO2 純度可達(dá)到 %。從二氧化碳的質(zhì)量和儲(chǔ)量上看，完全可以滿足本項(xiàng)目的要求。 地形、地貌情況 擬選廠地多為草原地帶，無任何建、構(gòu)筑物，不需拆遷，該區(qū)地勢(shì)平坦，平均海拔 158～ 159m，由于地處荒地，地勢(shì)相對(duì)較低洼，不屬于泄洪區(qū)。 工程地質(zhì)及氣象條件 該區(qū)地震烈度為 VII 度，最大凍土深度 。全年平均氣溫 ℃ , 月平均最高氣溫 28℃， 最低氣溫 ℃，極端最高氣溫為 ℃ , 極端最低氣溫為 ℃。年平均降雨量為 ，多集中在 7～ 8 月份，年最大降雨量為 ，日最大降雨量為 。日最大積雪量 14 為 ，最大積雪深度為 280mm，最多積雪天數(shù) 130 天，最少積雪天數(shù) 14 天，積雪平均天數(shù) 天。全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，主導(dǎo)風(fēng)向頻率為 15％，年平均風(fēng)速為 ，最大風(fēng)速為 20m/s。 交通運(yùn)輸 公路交通比較便利，有柏油公路直達(dá)農(nóng)安縣和德惠市。但無直通鐵路，西距農(nóng)安縣城 25 公里，東距德惠 市區(qū) 28 公里。 **縣現(xiàn)有兩條符合危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)蔫F路專用線：一是生產(chǎn)資料專用線；二是石油公司專用線。原料和產(chǎn)品運(yùn)輸均可使用上述專用線。 環(huán)境保護(hù)條件 通過密閉的流程、完善的回收系統(tǒng)，基本上沒有“三廢”排放，是一條環(huán)保生產(chǎn)線。 擬對(duì)廠區(qū)進(jìn)行綠化美化，種植花草，改善生產(chǎn)區(qū)周圍空氣的質(zhì)量。 公用設(shè)施條件 供電條件及通訊 該項(xiàng)目的電源規(guī)劃引自 **專用出口，用電容量 2500KW，備用電源由柴油發(fā)電機(jī)提供。 供水條件 根據(jù) *公司和水資源辦提供的資料 ，農(nóng)安縣無三系水，現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水均為四系地表水，深度為 3050 米，開采井距 450 米。從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，為了不 15 與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)水和避免糾紛，我們的地下水將取自該地區(qū) 150200 米深的姚家組有水層，水層最大厚度為 810 米，最小厚度為 24 米。由于本項(xiàng)目用水量不大，而且 80％是循環(huán)水。地下水可以滿足本項(xiàng)目的工業(yè)和日常生活用水。 防洪、防潮及排澇條件 依據(jù)水文地質(zhì)資料，該區(qū)為枯水區(qū)，即使在雨水多發(fā)年，該區(qū)不會(huì)形成洪澇災(zāi)害，但是為節(jié)約良田，不占用耕地，選擇了地勢(shì)相對(duì)低洼、荒地，為了廠區(qū)在雨水季節(jié)的排澇、防潮，廠址在原地 坪標(biāo)高的基礎(chǔ)上墊土厚 ，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)，西高東低坡向，按 3‰ 坡度，順自然地形，雨水排在廠區(qū)的東側(cè)。這樣布局，不僅可節(jié)約耕地，同時(shí)減少土方量，使廠區(qū)的建、構(gòu)筑物在雨季滿足了防洪、防潮及排澇的要求。 征地及拆遷 我們已與有關(guān)部門研究征地事宜，正在進(jìn)行擬選廠址土地的審批工作，現(xiàn)進(jìn)展順利。因是新建工程，所用土地內(nèi)無任何建筑物和民宅，無拆遷困難。 16 5 技術(shù)、設(shè)備、工程方案 技術(shù)及設(shè)備 技術(shù)方案 根據(jù)國(guó)內(nèi)外完全降解塑料的研究現(xiàn)狀，經(jīng)過多方比較和論證，在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 研究所 選擇了以二氧化碳 和環(huán)氧丙烷為主要原料，生產(chǎn)完全降解塑料。 在技術(shù)上，研究所擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)。該項(xiàng)目的整體研究處于國(guó)際先進(jìn)水平，在研究過程中，獲 5 項(xiàng)中國(guó)專利和 3 項(xiàng)美國(guó)專利。 從原料來源上看，公司有豐富的二氧化碳資源，且質(zhì)量好、純度高；而環(huán)氧丙烷為基本有機(jī)化工原料，來源廣泛。 在環(huán)境保護(hù)方面，整個(gè)生產(chǎn)過程為全密閉流程，基本實(shí)現(xiàn)了無“三廢”排放。 工藝方案及流程 工藝路線總述 將催化劑的各組份在無水無氧催化劑制備釜中混合，在二氧化碳?xì)獗Ｗo(hù)下陳化后打入無水無氧的聚合釜中，加入計(jì)量的環(huán)氧丙烷，將二氧 化碳?xì)怏w充入聚合釜中至 30－ 40 大氣壓，隨后將反應(yīng)溫度控制在60－ 800C，聚合反應(yīng)進(jìn)行 6－ 10 小時(shí)后結(jié)束聚合過程，泄壓后將產(chǎn)物在保溫下送到后處理釜中，以少量甲醇處理聚合物，然后進(jìn)行離心分 17 離，固體物料烘干，造粒，得到二氧化碳聚合物母料。液體物料進(jìn)行分餾回收，回收單體、甲醇以及反應(yīng)中產(chǎn)生的碳酸丙烯酯。二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過冷卻脫除殘余的單體，再進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。整個(gè)過程是一個(gè)全封閉、無泄漏、無污染的環(huán)保生產(chǎn)工藝流程。 工藝技術(shù)來源 該項(xiàng)目的工藝技術(shù)均由 研究所 提供，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室和 3000 噸 /年的中試試驗(yàn)，該 技術(shù)已成熟和完善。 18 生產(chǎn)總流程 生產(chǎn)總流程： 主要設(shè)備方案 根據(jù)二氧化碳聚合物的聚合過程，本項(xiàng)目共分為前處理車間（原料凈化系統(tǒng)）、催化車間、聚合車間、后處理車間，還有控制系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)及存貯系統(tǒng)等。 本項(xiàng)目的設(shè)備分為非標(biāo)設(shè)備和定型設(shè)備兩種。主要設(shè)備 50多臺(tái)套，見下表。 稀土配合物 烷基鋅 多元醇 復(fù)合、陳化 2－ 10h 稀土組合 催化劑 無水無氧高壓釜中進(jìn)行聚合反應(yīng) 6－ 10h 環(huán)氧化物 常壓回流 2－ 10h CO2 保護(hù)下加入 泄壓 回收 CO2 及環(huán)氧化物單體 出料，白色聚合物 成品 用于普通包裝材料 成品。用于食品、醫(yī)用包裝材料 19 主要設(shè)備及投資一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱 來源 數(shù)量 (臺(tái) /套 ) 備注 1 高壓反應(yīng)釜及溫控系統(tǒng) 8 6－ 10m3 全流程 DCS 控制系統(tǒng) 2 輸送泵 8 3 聚合后處理設(shè)備 4 淋洗、除去稀土催化劑，單體、反應(yīng)副產(chǎn)物回收 4 干燥設(shè)備 4 5 精餾設(shè)備 4 6 液體儲(chǔ)槽 16 7 分離設(shè)備 2 二氧化碳及環(huán)氧化物單體分離及循環(huán)使用裝置 8 造粒裝置 4 9 催化劑制備系統(tǒng) 1 10 輔助設(shè)備 合計(jì) 51 工程