【新闻资讯】查看全部

业界热议“双碳”下碳酸酯产业如何创新发展

 “双碳”目标下碳酸酯产业将迎来新一轮的发展机遇，原料工艺及下游应用呈现多元化发展趋势，碳酸酯类产品的高端需求将随新能源汽车动力电池用电解液溶剂市场发展而快速增加。这是从11月17～19日在福建省泉州市惠安县举行的2021(第十八届)中国碳酸酯行业年会暨中国碳酸酯产业链技术开发与产业发展论坛上传达出的信息。

当前石化行业正处于转型升级的关键时期，也是我国碳酸酯行业发展的新起点。《中国化工报》社有限公司党委书记、董事长崔学军在会上致辞时指出，通过报社连续二十余年的碳酸酯产业研究发现，绿色安全是发展大势、也是每个企业的发展底线，要坚持走生态优先、绿色低碳的发展道路；碳酸酯产业要把加强科技创新作为要务，通过自我创新与联合创新等手段推动产业高质量发展；行业发展依赖于所有从业者的携手同行，通过共建共享中国碳酸酯产业链技术开发与产业发展论坛的服务平台，促进产学研用的合作交流，推动行业绿色高质量发展。

山东石大胜华化工集团股份有限公司总经理于海明表示，公司正逐步向新能源、化工新材料领域迈进，在做强主营碳酸酯溶剂的同时，还横向拓展了六氟磷酸锂、电解液特种添加剂、硅碳负极等产品。2021年公司深耕新能源产业链，并积极拓展下游业务，正式开启从一站式电解液材料供应商向电解液+材料综合平台服务商的战略转型。同时，公司产业布局也多点推进，在扎根东营的同时，还在济宁与山东能源集团、在泉州惠安与中国中化合作建立了生产基地，并将在武汉设立新的生产基地。

从碳酸酯行业现状及近年变化来看：供需方面，近三年的EC/DMC/EMC国内产能基本翻倍增长，未来三年的产能规划建设情况也将成倍增长，现阶段虽然受供需错配等影响，价格相对坚挺，但随着供给的持续巨量提升，整体价格或呈现断崖式的下滑。工艺方面，随着多种工艺逐渐走向成熟，目前不同工艺之间显示出阶段性的动态竞争优势，如今年PG/EG的阶段性走强，使得酯交换工艺也有了阶段性的竞争优势。“双碳”政策下，碳排放在部分地区已纳入环评试点，园区内部的碳酸酯企业减排优势或逐步放大。碳酸酯行业属于碳耗型，有望迎来减排红利；当节能减排成为常态化后，发展绿色化工新材料也将成为转型关键。另外大型传统化工企业躬身入局或将推动碳酸酯产业集中度进一步提升。

中化蓝天集团有限公司锂电材料中心总监马国强在发言中指出，“”双碳“”目标下，新能源锂电池作为清洁能源，其市场容量必将会进一步扩充，预计2025年将达到当前市场容量的4倍以上。由于未来锂电池对能量密度、安全性、成本及温度等都会有更高的需求，进而催生了固液混合电池、钠离子电池等新体系，将会带动锂电用碳酸酯溶剂使用量的提升。

发展“煤制油”等煤化工新技术是国家重大战略需求，郭国聪和徐忠宁团队通过揭示CO高效酯化的催化功能基元，研发出具有原创和国际领先水平的CO酯化制甲酸甲酯全流程工艺单管技术，获得了2020年度中国化工学会基础研究成果二等奖，目前已完成10万吨级成套生产技术开发，具备落地生产条件；进一步研发出国际领先的高性能无氯催化剂用于CO酯化制碳酸二甲酯（气相羰基化法），正在进行公斤级催化剂单管中试，同时与中石化广州（洛阳）工程公司合作开发10万吨级生产工艺包。

以尿素与甲醇间接制备碳酸二甲酯，一方面可化解尿素和甲醇过剩产能，提升其附加值，为有效高值化延伸我国传统煤化工产业链起到引领和示范作用；同时可以降低碳酸二甲酯的生产成本，打破国内外碳酸二甲酯的生产格局，促进我国绿色溶剂、非光气聚碳、非光气聚氨酯、新能源锂电、绿色药物合成等行业的发展。通过公司5万吨/年尿素与甲醇间接制备碳酸二甲酯工业示范装置试车情况，希望为碳酸酯行业发展提供了一条创新之路。

针对酯交换反应合成DMC的传统催化剂甲醇钠容易失活，无法循环使用，最后需经碳化除去，形成碳酸钠固废的缺点；固体碱催化剂也存在遇水会生成氢氧化物，造成催化剂膨胀、粉化，堵塞床层，造成气体或液体不通造成堵塔问题；以及碱性离子交换树脂活性不高，树脂在甲醇、酯类溶剂中容易溶胀、粉化等缺点，我们开发了新型离子液体催化剂。通过简单再生能循环使用，降低了催化剂费用，操作简单、投资节约，不需要碳化、过滤单元，节约能耗。根据我国东西部不同原料路线的需求又开发了甲醇气相氧化羰基化合成DMC技术，开发的Pd系催化剂达到甚至超过国外气相法DMC的催化剂水平，可以进行中试及产业化工作；目前正在开发新型的不含氯Pd系催化剂，有可能彻底改变含氯催化剂体系需补充氯化氢的缺点。

碳酸甲乙酯是电解液溶剂的“黑马”，能够提高电池的能量密度和放电容量，同时提升电池的安全性并能延长其使用寿命，有着广阔的应用前景。目前，锂电池电解液溶剂中碳酸甲乙酯需求越来越大，但传统甲醇钠催化剂产生大量危废。因此尽快开发高效催化剂、节能新工艺和高效的反应和分离设备是碳酸甲乙酯的产业发展的关键。“天津大学将通过持续创新，开发无醇碳酸甲乙酯，致力于提升国内电池电解液品质。”天津大学教授简春贵表示。

预计2025 年全球电池级溶剂需求约为 187.1 万吨，其中我国电池级溶剂需求量约为 80.5 万吨，复合增速达到 35%。以碳酸二甲酯（DMC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）为主，需求增速快，前景可期。而在“双碳”背景下，结合乙烯—环氧乙烷—乙二醇路线，建设碳酸二甲酯装置，对大型石化和煤化工企业意义重大。

在碳酸二甲酯的典型工艺路线方面，甲醇氧化羰基化与酯交换法，杂质种类不同，但随着产品升级优化，两种路线产品纯度越来越接近。同样，碳酸乙烯酯与二乙二醇沸点非常接近，精馏纯化方法能耗会较高，且纯度要求日趋提高；包括氟代碳酸乙烯酯，作为锂电池电解液添加剂，可以抑制电解液分解，在负极形成结构紧密、性能更好的SEI膜，在降低电池阻抗的同时提高电解液低温性能，提升锂电池的比容量、循环稳定性与循环寿命，在提升锂离子电池的续航能力、使用寿命与安全性方面具有重要作用。公司开发的纯化核心设备降膜熔融结晶单元，适用于高纯度、超高纯度的产品，且维护成本低，基于中试实验装置，工业化装置易于放大；在自动化控制方面不需要外加晶种。同时具有重启装置迅速，物料损耗小、功能多样化、惰性气体保护、无溶剂等特点。

碳酸酯产业的发展，离不开下游的支持。在日益强烈的“双碳”信号下，新能源赛道崛起，锂电池需求飙升，带动起碳酸酯类溶剂、添加剂的扩产。为保证电池级的纯度，真空精馏管是必不可少的工艺步骤。埃地沃兹真空解决方案服务于整个新能源产业链，不仅助力国内电池级碳酸酯投产，在锂电生产龙头中内拥有多年成功应用经验。而在新材料赛道，碳酸酯通过“非光法”实现绿色环保聚碳酸酯生产。对此，埃地沃兹在DMC/DPC/PC及材料成型的每段工艺都做出贡献。

根据低碳绿色的碳酸酯类产品生产原理，以及在新能源行业作为锂离子电池电解液溶剂的组分构成和应用前景，结合电解液行业发展的需求，唐山好誉科技开发有限公司总结了年产15万吨电子级（EC、DMC、EMC、DEC ）碳酸酯类产品一体化装置的碳排放数据。屈强好介绍了该一体化装置的构成、物料平衡、项目概况和生产碳酸酯类产品的多方面优势，可以为有项目需求的企业提供良好的解决方案，并期待给碳酸酯行业在电解液应用领域带来新的亮点。

在热点聚焦环节，上海交通大学教授萧文德、天津大学教授简春贵、中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员徐忠宁、山东石大胜华化工集团股份有限公司战略发展总监汤广德与市场总监李秀波就碳酸酯行业未来发展之路，技术难点、工艺创新、下游市场增量空间、现阶段供需错配所带来的影响，传统化工巨头跨界入局等热点问题，与参会代表展开了热烈讨论。针对当前的投资热潮，专家建议务必谨慎，应保持理性。

会议同期参观了石大胜华泉州基地。

本次论坛由《中国化工报》社有限公司、全国碳酸酯产业联盟和山东石大胜华化工集团股份有限公司联合主办。

【免责声明】