PDO、PTT生产技术与投资

PDO、PTT生产技术与投资苏栋根摘要：通过了解PDO（1,3-丙二醇）的原料、生产技术及发展趋势，并与PTT（聚对苯二甲酸丙二醇酯）设计公司交流，对PTT工业化装置的技术特点、国内外生产情况进行总结。关键词：PDOPTT生物法1清华大学生物柴油与PDO联产技术1.1清华大学生物酶法生产生物柴油新技术生物柴油是指由动植物油脂与甲醇在催化剂的作用下发生转酯反应生成的长链脂肪酸酯类物质。清华大学开发的生物酶法生物柴油技术不仅解决了行业内化学法原料杂质含量要求高、污水排放量大的问题，投资及运行成本还比超临界法低，是一种无污水排放的纯绿色生产工艺。更加关键的是它完全解除甲醇和甘油对脂肪酶的抑制，成百倍地延长了酶的使用寿命，并能采用废油脂进行生产，使生物柴油产业化成为可能。目前，清华大学技术已在益阳投产5万t/a生物柴油装置。1.2清华大学生物柴油联产PDO技术生物柴油在生产过程中，将会产生副产物甘油，这种甘油可用于生产PDO，工艺过程图见图1。清华大学生物法联产生物柴油与1,3-丙二醇工艺，共申请专利50多项（8项国际专利），其中40多项已获授权。美国M&G聚酯公司及国内仪征化纤经过聚合PTT测试后，葡萄糖聾也a甘油|细凿A1亠丙二醇图1生物柴油联产PDO工艺过程对清华技术PDO出具了产品优于Shell牌PDO的应用报告，日本三菱公司也提出了2万吨/年的购货意向。目前已在盛虹苏震生物投产1万t/a工业化装置。1.3生物柴油发展趋势分析生物柴油作为环保型燃料，十六烷值高、环保性能好、储存安全性高，日益受到各国政府的重视。印尼目前强制要求市售柴油必须添加20%生物柴油。马来西亚甚至提出免费向中国京津冀地区提供生物柴油一年来推广生物柴油。国外生物柴油售价一般要高于普通柴油200元，积极支持鼓励生物柴油的发展。虽然国内也给予了生物柴油生产原料废油比例达到70%的可免交消费税，增值税70%可退回的优惠扶持政策。但是目前国内中石化、中石油等加油站的生物柴油收购价格要低于普通柴油1000元，造成生物柴油推广步履维艰。1.4PDO项目发展分析生物柴油生产过程副产的废油中甘油含量高达40%，是PDO的基本原料来源。It生物柴油将可以产生100kg的甘油。目前，PDO仍以进口生物柴油副产甘油作为主要原料，这种进口甘油虽然属于废物可免费获得，但甘油含量只有40%。目前，PDO的原料只要80%的甘油即可。目前，盛虹万吨级PDO项目由于高纯度PDO在运输过程中需要N2保护，运输成本非常高，因此可以从两个思路来考虑PDO项目的建设。一是在PTT装置附近建设PDO项目，既节省运输成本，又便于调整生产。二是降低PDO的纯度(60〜70%),然后再运输到精制装置进行提纯。比如可以在美国利用免费甘油生产低纯度PDO,再运输到盛虹PDO装置进行提纯，充分降低生产成本。PDO的下游产业为PTT,需用到原料PTA。江苏恒力化纤是化纤行业的巨头，目前在大连长兴岛正在建设2000万t/a炼油项目，并已投产了总量660万t/a的3条PTA生产线，是全球规模超大型的PTA生产基地，为PTT的生产提供了充足的原料保证。江苏恒力化纤还有超力特、酷弹丝等PTT的下游产品，为PDO/PTT产业链一体化规模的实现提供了优越的条件。1.4PDO副产2，3丁二醇发展思路PD0生产过程中将会副产BD0(2,3-丁二醇)，比例高达33%，需寻找出路。清华大学刘教授为BDO介绍了4个发展方向。BD0—聚酯一涂料BDO脱水一乙二醇/甲乙酮一脱水一丁二烯BD0—汽油调和，中粮生化正在测试，效果非常好。通过基因工程进行工艺优化，降低BD0的产量，提高PD0的收率。1.5清华大学PDO成本测算表1清华大学2万t/aPDO固定投资设备/项目造价(万元)备注1发酵工段小计2450含15台200m3发酵罐，5台2.5m3种子罐及其他2粗提工段小计2150含纳滤、微滤、脱盐、浓缩等3精馏工段小计2200三塔连续精馏及其他4罐区小计1515原料成品等28罐及配套5公用工程小计1340空压、冷冻、检测化验、循环冷却、锅炉等6自控.仪表系统1500包括部分阀门7土建工程3500含征地(40亩)、拆迁及土建

8安装部分小计3315管道、阀门、电梯、行车、水电等9设计费50010不可预计费用1500合计19970表2清华大学2万t/aPDO项目运行成本核算表原料名称单位单价（元）消耗成本（元/tPDO）一主料1粗甘油T2632.663.69477.582K2HPO4.3H2OKG8.57.059.53KH2PO4KG8.22.520.54硫酸铵KG2.0611225酵母粉KG30.035.610686硫酸镁KG0.42.030.817NAOHKG3.4164.75608泡敌KG232.966.7二活性炭KG8.6030.33260.8三电耗度0.9813.16731.84四蒸汽消耗T214.0914.333068.8五水耗T2.580200六菌种20七分析80八人工工资313.73九废水处理T67.5745.42十维修100十一包装桶个1504600十二其它10.46共计16806.142XX公司PTT项目情况XX公司概况XXX程公司主营业务涵盖涤纶、锦纶、PTT、PET等化纤原料、石油化工产品以及环保废水处理配套的设计。PTT聚合技术分布格局目前，国际上的PTT合成工业化大规模生产技术主要由Dupond、英国壳牌以及XXX程公司3家公司掌握。2008年〜2009年，PTT切片与纺丝的差价高达13000元/t,是利润丰厚的化纤产品。Dupond公司技术Dupond公司采用了直接由葡萄糖转化为PDO再聚合生产PTT的路线，该技术不转让，全部自产自销，或采用由其他企业代工的模式来进行生产。用Dupond公司生产的PTT进行纺丝，制成的一件T恤衫售价高达1000元以上，吸汗及透气性都非常好，是高档服装的优质面料。目前在国内授权由珠海玉华PTT生产装置进行代工生产PTT。英国壳牌公司和德国金马技术英国壳牌的PTT技术由于业务拓展情况不理想，2008年被迫退出PTT及PDO业务。并转让给德国金马，后续也处于停产状态。最初盛虹集团准备购买英国壳牌的闲置PDO装置，由于价格问题而收购失败。XXX程公司独家PTT专利技术XXX程公司是国内独家掌握PTT聚合生产的设计公司。最近，中粮集团、中华集团向XXX程发出了PTT装置的建设意向，中粮集团正在并购甘油生产企业，为PTT装置建设准备原料。PET改造PTT聚合装置可行性分析XXX程公司目前主营业务为PET装置的设计，目前已投产10余套生产装置，其中包括印度的2套PET装置。将PET改造成PTT装置主要受到以下三个方面因素的影响，：PTT装置的工序要比PET多，精度比PET要求高，结晶过程也不尽相同，能共用的设备少。PTT的副产物中有有毒气体，要进行无害化处理，引入炉子燃烧，而PET的有害气体较少。PTT防爆等级高于PET。由于PTT生产易燃易爆介质多，防爆区域要比PET多。因此，改造现有PET装置的难度较大，且改造效果不会很理想，还不如新建装置划算。PTT聚合装置生产影响因素分析PTT生产过程中，原料PDO的质量级别及不同工艺路线生产的PDO是PTT切片生产的关键影响因素。2.4.1原料PDO的质量级别原料PDO生产关键的一步在于精制程序，也就是三塔精馏，精馏的效果好坏将直接影响到PTT的聚合质量。聚合级的PDO才能生产出合格的PTT产品。市售的PDO价格只有1万多元，但达不到生产PTT切片的质量。不同路线生产的PDOPDO分为生物法和化学法，化学法生产的PDO杂质较少，对PTT的连续生产影响较小。盛虹PTT装置原采用进口壳牌化学法原料，生产过程比较稳定。现在改为苏震生物法PDO原料后，PTT生产过程的滤芯更换次数增加，喷淋、过滤及反冲洗程序都受到了影响。目前，盛虹PTT通过该调整工艺参数来进行适应，但最好对设备进行适应性改造来达到更好地效果工程公司开发的2代催化剂，可靠性更好，色泽也更佳。2.5PTT聚合装置投资及相关费用XXX程公司的3〜3.6万t/aPTT工业化装置总投资1.2亿元，主要包括聚合装置和公用工程（不含占地、土建费用）。PTT的主要设备反应器及部分轴承属于特殊设备，由XX工程指定供应商提供。反应器工作温度200〜300°C,材质为不锈钢、筒体采用2〜3mm16MnR复合板。PTT的专有技术费用为150万元/套，根据产量规模给予优惠。公用工程主要用到7C的冷冻水、99.99%的N2以及0.3Mpa蒸汽、水电等等。3结论通过对PTT产业链PDO专利方清华大学及PTT专利方XX工程公司的实地调研，发现聚酯化纤