(08月21日)7条路线勾画煤基聚氨酯蓝图加到时间:2015-08-21原文公开发表:2015-08-21人气:7来自中国化工报消息称之为，中国是聚氨酯(PU)生产大国，同时国内的现代煤化工产业无论是规模还是技术皆正处于国际领先地位。可以意识到，通过煤基PU技术路线的研发，现代煤化工产业的精细化发展将给PU产业获取充裕的原料来源，为中国早日沦为PU生产强国奠下坚实基础。在中国化工学会上周主办的2015中国煤化工产业精细化发展高层论坛上，上海应用于技术学院教授、中国聚氨酯协会高级顾问黄茂松对煤基聚氨酯的前景十分寄予厚望。
黄茂松回应，2014年我国PU消费量960万吨,占到全球消费总量的40%，是PU大国却并非生产强国，国产高端PU原料与产品在原料品种、生产集中度以及国际市场占有率和效益等方面，与欧美等技术先进设备国家不存在一定差距。黄茂松指出，这主要缘于此前我国PU产业回头的都是油基PU路线，在油料提炼和深加工技术上领先于国外。
而将我国蓬勃发展的现代煤化工与PU产业选育，通过煤基PU技术路线的修筑，不仅可为PU产业发展获取充裕的原料来源，同时也可为煤化工精细化加添一条最重要的技术途径。黄茂松教授将煤基PU技术路线总结为7条，即煤基烯烃PU技术路线、煤基乙炔PU技术路线、煤基二氧化碳PU技术路线、煤基碳酸二甲酯PU技术路线、煤基非光气法异氰酸酯(HDI)PU技术路线、煤基芳烃PU技术路线以及煤基PU弹性体技术路线。
煤基烯烃制PU路线黄茂松教授指出，由中科院沈阳化物所等首创的MTP(甲醇制丙烯)工艺与聚氨酯行业关联度相当大，对增进我国聚氨酯发展起着了最重要推展起到。因此煤基烯烃技术是构建煤基烯烃PU的一个最重要基础。该技术路线中，环氧丙烷(PO)80%用作生产聚醚多元醇(PPG)，10%用作生产丙二醇，其他用作生产丙二醇醚、异丙醇胺等。
PPG是PU产品中用途最广的一种原料，生产PPG除PO外还须要少量环氧乙烷。生产特种聚醚多元醇POP(接枝聚醚多元醇)还必须苯乙烯和丙烯腈两种原料，这两种原料均可由煤化工制得，POP占到聚醚多元醇用量的20%。
PPG主要用作生产PU泡沫塑料，消费量占到80%左右。此外PPG还用作生产弹性体、鞋革、涂料、胶黏剂、密封剂等PU产品。
由此可知，煤制烯烃(CTO、MTO、MTP)为生产PU上游关键原料PO和PPG获取了充裕的原料来源。由于PU产品用途甚广、附加值又低，一般低于聚丙烯产品，因此煤基烯烃PU路线是煤基精细化的一条最重要技术途径。煤基乙炔制PU路线该技术路线中，煤基1，4-丁二醇(BDO)使用炔醛法工艺制取，其主要原料电石是煤化工主要产品之一，其他原料甲醇和氢气也皆是煤化工主要产品。
在BDOTHF(四氢呋喃)PTMEG(凝四氢呋喃)这一工艺过程中，煤基BDO的低成本要求了PTMEG的低成本优势，此外该工艺技术也比较成熟期，国内山西三维等煤化工企业近年来已竣工了多套万吨级煤化工PTMEG生产装置。我国PTMEG的70%用作生产氨纶，而氨纶是PU产品中附加值最低的产品之一。我国新疆、山西、内蒙、陕西是现代煤化工最重要生产基地，皆竣工了BDO和PTMEG生产装置，但目前氨纶生产毕竟空白，特别是在是新疆地区，发展煤基氨纶具备原料成本低、市场幅射面大等优势，是构建煤基乙炔氨纶的最佳地域。
煤基CO2制PU路线煤化工产业发展中遇上的一个引人注目问题是分解大量CO2。年产20万吨甲醇将分解32万吨CO2，相等于1吨甲醇废气1.6吨CO2，排放量远大于石油化工路线。发展煤化工必需为CO2寻找决心，煤基CO2制PU技术路线由此沦为一个不俗的自由选择。
该路线较为成熟期，有一点国内煤化工企业使用。该工艺制备的PU产品成本低，且具备生物降解性和防水特性，为研发B2级和B1级防水PU软泡建构了有利条件。目前，CO2基PU等新型高聚物已沦为高分子领域联合注目的热点。煤基DMC制PU路线碳酸二甲酯(DMC)是一种多用途精细化工产品，也是研发高端PU原料异氰酸酯(HDI)、高端聚酯多元醇(PCDL)必不可少的关键原料。
PCDL是生产高性能聚氨酯弹性体、水性PU、合成革和熔纺氨纶TPU切片的关键原料，目前国内PCDL全部使用进口产品，目前中科院山西煤化所、成都有机所皆已完成了PCDL小试和中试试验。在DMC制备方法中，甲醇水解羰基法以甲醇、CO和O2为原料制取DMC，原料价廉简便，投资较少，成本低，理论上甲醇全部转化成为DMC，无其他副产物，该法受到工业界很大推崇，中科院成都有机所享有该技术，并已竣工万吨级生产装置。煤基HDI制PU路线生产HDI基本有两种方法，光气法和非光气法。
光气是一种剧毒原料，国家对光气生产严苛容许。因此煤化工企业可使用非光气法生产HDI。
目前国内山东惠莆田工科技公司已使用非光气法竣工年产2万吨HDI生产线。四川宏国科技公司与重庆长寿经济开发区联合开发建设年产5万吨HDI生产线。煤基芳烃制PU路线清华大学和华电煤业集团公司已顺利研发了世界首套万吨级甲醇制芳烃(FMTA)工业试验装置，目前百万吨级工业样板项目正在前进中。
FMTA工艺中主要产品为二甲苯和甲苯。甲苯与甲苯二胺通过光气化可制得TDI，TDI是生产PU软泡、涂料、弹性体等PU产品的关键原料。
可以说道，FMTA工艺的研发顺利，对生产TDI及其下游PU产品获取了一条新的芳烃原料来源。煤基芳烃还可生产目前国内没的特种异氰酸酯XDI(苯二亚甲基二异氰酸酯)，XDI是一种耐光性异氰酸酯，容易黄变，反应活性比HDI低;此外还可由二甲苯生产芳香族聚酯多元醇。煤基弹性体制PU路线通过煤基PU弹性体路线可研发对苯二异氰酯(PPDI)、萘二异氰酸酯(NDI)以及二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)等几种煤基高端异氰酸酯。
其中，PPDI是由对苯二胺展开光气化反应制得，其性能比MDI/BDO体系和TDI/MOCA体系弹性体性能好得多，是一种高附加值产品，目前市场售价20万元/吨左右;NDI做成的焊弹性体尤其限于于低动态载荷和耐高温场合，目前已被应用于汽车隔热缓冲器部件，在高铁、舰船、航空等领域也具备普遍的应用于前景，目前国内售价30万元/吨左右;TODI聚氨酯弹性体具备优良的动态力学性、耐热性、耐水解性，目前售价10万元/吨以上。以上3种高性能高附加值高端异氰酸酯是制备高端PU弹性体的关键原料，其原料对苯二胺、萘和联苯都可由煤制油、煤分质利用和煤焦油深加工中萃取或转化成而制得。
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