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总投资30亿元 内蒙乌海引进20万吨PGA项目

发布时间:2024月07日10

   2024年7月10日讯:7月9日,内蒙古乌海市积极引进聚乙醇酸(PGA)项目,项目计划总投资30亿元,建设2×10万吨/年聚乙醇酸(PGA)装置。

近年来,乌海市着力打造全球最大BDO一体化生产基地、煤基生物可降解材料产业基地。随着东源、三维、华恒、君正、广锦等BDO一体化及下游深加工项目相继建成投产,到2027年,BDO产能将达到289万吨,产值将达到1000亿元以上,“煤—电—石灰石—电石—BDO—生物降解材料—生物降解产品”的完整产业链正在形成,乌海市积极引进聚乙醇酸(PGA)项目具有市场、原料、区位等优势。

聚乙醇酸(PGA)是一种生物降解性高分子材料,具有完全分解的酯结构和最快的降解速度。它是脂肪族聚酯类高分子材料的一种,具有热塑性和完全生物降解性。PGA材料的玻璃化转变温度为40℃,熔融温度约为225℃。这种材料在水和微生物的作用下,能在自然环境中实现快速降解,最终降解产物为二氧化碳和水,对人体和环境无害。此外,PGA还能在海水环境中进行降解,其降解产物对人体和环境皆是无害的。因此,PGA可以用于工业或家庭堆肥,其工业堆肥的降解速率与纤维素类似,120天后即可完全降解。在海水中的降解性能也表现优异,28天时的降解率可达75.3%。PGA被广泛应用于医疗领域它是当前生物医药高分子的一个重要分支。


▲ 聚乙醇酸PGA手术缝合线


▲ PGA应用领域

PGA的工艺路线

近年来,日本、美国等发达国家积极开发聚乙醇酸(PGA)、脂肪族聚酯(PCL)等新型石油基可降解塑料。国际上主要通过乙醇酸、乙醇酸酯、乙交酯等原料在催化剂作用下缩聚而成,工艺技术路线以乙交酯开环聚合法为主。


传统的乙醇酸生产工艺为羟基乙腈酸性水解法,毒性大、成本高,这些因素使得PGA作为一种极具价值的可降解塑料,却一直未能实现大规模生产。
据了解,中国煤制乙二醇行业的大发展,使草酸二甲酯(DMO)大规模生产PGA成为可行的工艺路线。
草酸二甲酯(DMO)加氢制乙醇酸甲酯(MG),进而从乙醇酸甲酯(MG)生产聚乙醇酸(PGA)主要有两条工艺路线:
1、乙醇酸甲酯(MG)在催化剂的作用下,经加热脱醇,直接缩聚合成PGA;该工艺分预聚合和终缩聚两步进行。预聚合为加压状态,得到低分子量的PGA聚合物,同时将副产物甲醇分离出反应体系并回收甲醇。
终缩聚是将低分子量的PGA在高真空下进行终聚合反应,终聚合反应过程进一步脱除甲醇,得到高分子量的PGA聚合物,同时在高真空状态下会有副产物乙交酯生成。
终缩聚反应结束后的PGA通过熔体泵输送出料并拉成条状物料,物料经冷却水冷却成固体,经切粒机造粒。
2、乙醇酸甲酯(MG)水解制乙醇酸,乙醇酸制中间产品乙交酯,乙交酯开环聚合成PGA。
此工艺首先需要将乙醇酸甲酯(MG)水解制乙醇酸溶液,含水的乙醇酸溶液在一定温度和真空度下脱除自由水得到纯乙醇酸。
乙醇酸经酯化、预聚、解聚环化等环节得到重要的中间产品——乙交酯。乙交酯经精馏提纯工序制备得到高纯度乙交酯单体。在聚合釜中乙交酯经开环聚合制备PGA。PGA经挤出、冷却、切粒工序得到PGA树脂粒子。
DMO既可以加氢制乙二醇,也可以加氢制乙醇酸甲酯(MG)。通过更换DMO的加氢催化剂,可以从生产乙二醇转为生产乙醇酸甲酯(MG)和乙醇酸(GA),并进而生产PGA。
直接缩合聚合法比开环聚合法工艺流程短,操作简单,合成成本低。开环聚合法国内外均对其研究较多,该法可以使用多种催化剂。开环聚合法所需原料乙交酯制备工艺复杂、提纯难度大、成本高、工艺流程长、PGA生产成本高昂、且制品易有重金属残留,但开环聚合法可以生产平均分子量较高的PGA。


PGA的未来应用

由于PGA的特性,在改性应用方面有以下路径:
第一,与传统材料(如PE、PP、PET等)结合,可以提升材料的阻隔性,改善材料力学性能。
第二,与其他降解材料(如PLA、PBAT、PCL等)共混。可以提升阻隔性,加速降解,增强增韧。

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