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高分子材料未来可持续发展的思考

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高分子材料既是国民经济的重要基础性产业,也是一个国家先导性的产业,既属石化行业内的战略新兴产业,也是电子信息、航空航天、国防军工、新能源等战略新兴产业的重要配套材料,不仅自身技术含量高、附加值高,而且是石化产业转型升级的重要方向。所以,高分子材料未来的可持续发展十分重要。

01 | 创新是可持续发展的关键要素

创新驱动已确立为石化产业“十三五”两大发展战略之一,化工新材料也确立为石化行业科技发展指南的五大重点领域之一。联合会协助组织高分子材料国家重点专项研发项目,组建了特种尼龙工程塑料联盟、认定了一批高分子材料领域的技术创新示范企业等。今后高分子材料领域的创新应密切跟踪国际科技领域的新进展和产业发展的新变化,瞄准产品的高端化差异化和专用化,加强以企业为主体的创新体系建设,集中力量攻克一批“卡脖子”技术、补短板技术、颠覆性技术,建设一批高质量、高水平的公共创新平台和创新联盟,强化创新人才和创新团队的培育和成长,同时,面向新能源、高端制造国家重点工程和战略新兴产业,突出化工新材料和专用化学品,加大创新力度,实现可持续发展。

02 | 绿色发展是可持续发展的根本之策

在全球石化产业结构深度调整的大背景下,绿色发展已成为科技革命和产业结构优化升级的主要方向,是推进供给侧结构性改革和高质量发展的重要手段。石化联合会配合发改委和工信部研究制定了《爱乐彩官网app下载》,并向全行业发布了《爱彩乐app下载》,高分子材料领域在不断强化循环化资源化再利用的同时,还应当不断深化绿色制造体系建设,加大培育绿色发展典型示范,积极采用先进绿色的工艺技术实施清洁化改造。例如最早的传统材料聚氯乙烯,针对我国的资源禀赋和石油对外依存度不断升高的状况,不可能像发达国家都采用乙烯路线,电石法工艺还将长期发挥作用,面临执行国际公约、消除汞污染的问题,已全部采用低汞催化剂,无汞工艺也在加快研发进度,电石渣资源化再利用也都取得较好的效果,通过技术升级和改造,实现绿色发展的源头控制和过程化正在不断进步。

高分子材料领域的生物降解材料是解决塑料垃圾污染的重要途径,是未来发展的重要趋势,也是当前全球关注的热点和进步很快的一个重要方向。我国最早产业化的生物法高分子材料是聚丙烯酰胺,经国家科技攻关、由上海农药所研发成果,在胜利油田、北京等地首先实现产业化,比原来的化学法有着更多的优点和竞争优势,在三次采油和水处理行业获得广泛应用。中科院长春应化所、过程所、化学所、上海有机所、成都有机所以及南京工业大学、北京化工大学、南开大学等单位,都在生物化工的技术与工程方面都取得了很多成果,近几年我国及全球生物技术进步很快,生物可降解材料也取得明显进展,我调研过的海正生化的聚乳酸、凯赛科技的尼龙56都已实现产业化,在东源科技调研时了解到正在开发丁二酸丁二醇酯,带队访问三菱公司时看到了他们开发成功的生物法聚碳酸酯工程塑料,其光学性能优于双酚A型PC,并已做成汽车全景天窗。

美国、德国、日本、英国、荷兰、巴西等发达国家和生物资源丰富的地区,都高度重视并加快生物降解材料的研发、产业化和应用,这是高分子材料可持续发展的重要未来;微生物发酵合成聚羟基脂肪酸酯以及生物可降解聚酰胺、聚氨酯、聚酯等产品都已取得较好效果并获得比较广泛的认可。

03 |对标国际一流是实现强国目标的重要举措

我国多年来一直是高分子材料的生产和消费大国,但是与发达国家和跨国公司一直存在不小的差距,高分子材料作为先导性的产业,做强做优是未来可持续发展的首选。按照培育具有国际竞争力的世界一流企业的目标,高分子材料企业应选取陶氏、杜邦、三菱、LG、科思创等具有全球竞争力的跨国公司,也可以借鉴索尔维、萨比克、帝斯曼、英威达等公司转型升级的成功做法和经验,强化与世界一流企业对标,突出自己的主业和优势,在做强主业和核心竞争力上狠下功夫。

特别是要对标巴斯夫、埃克森美孚拟在湛江、大亚湾新建的新材料基地,希望新进入炼化一体化的企业在起点较高的基础上,在产业链设计、发展战略、竞争力分析等方面,也要与跨国公司认真对标,努力向世界一流企业特别是竞争对手学习,向着具有全球竞争力的世界一流企业迈进。力争经过15年左右的努力,培育一批创新能力强、具有全球竞争力的高分子材料领域的世界一流公司和产业集群效果突出的产业基地。

04 | 把握新技术新趋势是可持续发展的重要方向

如埃克森美孚的原油直接制化学品新工艺,这是全球唯一的一套工业化装置,已经运行了5年,其工艺特点是省去传统的炼油过程,将原油直接供给裂解炉,分别在裂解炉的对流段和辐射段间加一个闪蒸罐,因原料不同其化学品产出率50%~70%不等;刚刚论证拟在大亚湾投资342亿元,建设120万吨乙烯装置,年加工轻质原油579.6万吨,生产化学品311.5万吨,其中烯烃的产量高达203.9万吨,进而生产茂金属聚乙烯和高抗冲、均聚聚丙烯。

再就是一批正在研发中的新技术如合成气直接制烯烃、甲烷直接制烯烃,以及我这次访问美国西南研究院了解到他们正在研发的碳氢化合物经薄膜反应器制聚合物等,这些颠覆性的技术都是跟高分子材料直接相关的,爱彩乐app下载应当高度关注其进展并予以把握。

05 | 市场竞争将进一步加剧是不可回避的现实

近几年得益于页岩气革命,高分子材料再次出现扩能高峰,2018年五大通用合成材料新增产能1097万吨,远高于新世纪以来8年的平均增速765万吨;尤其是北美丰富的乙烷资源和海湾地区的轻烃资源,新增产能主要是聚烯烃,增量占五大通用树脂新增产能的82%,美国新增聚乙烯占全球新增量的45.8%。预测2019年还将新增产能约1000万吨,北美和亚洲将是增长最快的两极,北美新增聚乙烯将占全球新增量的42%,亚洲新增聚丙烯将占全球新增量的58%,因此全球市场的竞争将进一步加剧。

国内情况看:从在建和拟建的轻烃裂解及煤/甲醇制烯烃的相继投产,今年将新增乙烯产能500万吨,乙烯总产能将达到3050万吨、2025年将达到5000万吨;今年将有9套聚乙烯装置投产,新增产能400万吨,聚乙烯总产能将达到2244万吨,2025年将达到3300万吨。2019年丙烯新增产能在400-500万吨,总产能将突破4000万吨,2025年总产能将达到5600万吨;聚丙烯今年将有14套装置投产,新增产能450万吨,总产能将达到2900万吨,明年聚丙烯的产能将超过3100万吨。

另如新材料领域的聚碳酸酯,目前在建项目就有17个,全部建成的话将新增产能257万吨,规划建设的还有4个、产能133万吨;预测2020年我国聚碳酸酯产能将接近380万吨,而消费量不会超过230万吨,2025年产能将达到520万吨,消费量也就300万吨左右,可想其市场的竞争状况。

此外,尼龙6和66、聚苯硫醚、PBT、高吸水性树脂、碳纤维、超高分子量聚乙烯等产品,其产能也都在快速扩张中,下一步市场竞争也将进一步加剧。