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通用型工程塑料 - 聚苯醚制备工艺

技术产品简介

 聚苯醚树脂,化学名称为聚 2,6-二甲基——1,4-苯醚,简称 PPO或 PPE,是继聚甲醛(POM)、聚酯(PBT 和PET)、聚酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC)后公认的第五大通用型工程塑料。结构如下图所示:


 在五大工程塑料中,聚苯醚耐温性最好,密度最低,无卤阻燃、阻燃剂别最高,力学性能、介电性能、低吸湿性、耐水解性能、尺寸稳定性都是最优。

 聚苯醚的优异特性符合新能源汽车“减重”和“优异的电学性能”的发展战略,必将在新能源汽车的基础材料领域中占有一席之地。目前国内新能源汽车的龙头比亚迪大量采购聚苯醚并组建了复合材料实验室,专门用于开发新能源汽车专用料。

 而做为介电性能优异的材料,聚苯醚是高频高速覆铜板为数不多的可选择材料之一,契合当前国家 5G 发展。当前该产品严重依赖进口,国产替代进口需求迫切。

 此外,聚苯醚在家用电器、自动化办公和工业机械等领域均有广泛的应用。


技术简介

 聚苯醚是以 2,6-二甲基苯酚为单体进行氧化聚合得到的,因此包含 2,6-二甲基苯酚的合成以及以 2,6-二甲基苯酚为单体进行聚合反应两部分。

1)单体 2,6-二甲基苯酚的生产路线

 世界上生产聚苯醚的企业都是自建 2,6-二甲基苯酚生产装置的,从而大幅降低生产成本。

 目前国内外生产 2,6-二甲基苯酚的企业大多采用气相烷基化的生产路线。该路线是采用固定床或流化床的连续化生产方式,因此产品质量稳定,生产成本较低,适合大规模生产。

 各家采用的催化剂不同,因此在催化效率、副产物种类和含量、催化剂寿命等都有所差异。

2)2,6-二甲基苯酚的合成

 聚苯醚的生产分为间歇法生产和连续法生产。

①间歇法生产路线

 间歇法生产路线是最早的聚苯醚工艺路线。

 这种技术路线具有时代局限性,存在生产效率低下,生产的聚苯醚品质不稳定,后处理成本高昂等缺陷。

 更致命的是,由于聚苯醚的合成属于氧化聚合,而间歇反应在相对密闭的空间进行,因此如果控制措施产生瑕疵,容易发生爆炸,带来极大的安全隐患(GE 公司早期生产中发生过爆炸),产品品质具有波动性。

②连续法生产路线

 世界上第二座聚苯醚生产装置是使用连续法生产路线。

 该生产路线原料的输入和产品的输出同时进行,整个流程和反应在相对开放的空间进行,不仅安全,而且生产效率得到极大提升,产品品质稳定,在市场上极具竞争力。

 本项技术为1万吨/年聚苯醚及1万吨/年改性聚苯醚制备工艺,包括 2,6-二甲基苯酚的气相烷基化连续法生产装置和以 2,6-二甲基苯酚为单体的连续法聚合生产装置两部分。

 在单体 2,6-二甲基苯酚的生产路线上,本团队经过几年的不断摸索,成功开发了金属参杂催化剂,该催化剂具有反应转化率和反应选择性高、副产物含量低、催化剂寿命长的特点,并申请了相关专利。

 在2,6-二甲基苯酚的合成方面,本项技术顾问是日本聚苯醚的发明人,亲手缔造了旭化成的聚苯醚事业,具有丰富的经验。

 比起国内现有的生产工艺,本工艺路线据初步估算,投资减少约 30%;相比于国外技术路线,投资金额保守估算减少 10%左右。

 最重要的一点,采用连续法生产工艺,实际产能可以突破设计产能的限制,最高可以增产 50%左右。比如在生产过程中,改变进料泵的泵入速率,设计产能 1 万吨的聚苯醚生产装置,实际产能可达 1.5万吨左右。


技术优势

1)单体 2,6-二甲基苯酚的生产路线

 本项工艺催化剂反应转化率和反应选择性高、副产物含量低、催化剂寿命长的特点,并申请了相关专利。

2)2,6-二甲基苯酚的合成工艺

①投资更少;

 比起国内现有的生产工艺,本工艺路线投资减少约 30%;

 相比于国外技术路线,投资金额保守估算减少 10%左右。

②实际产能可以突破设计产能的限制,最高可以增产50%左右。

 比如在生产过程中,改变进料泵的泵入速率,设计产能 1 万吨的聚苯醚生产装置,实际产能可达 1.5万吨左右。


经济效益

 项目总投资约 30429 万元人民币。其中:建设投资 25929 万元;预备及开车费用 4500 万元。

 年产值 6.05 亿元,年净利润约 1.57 亿元。


技术成熟度

已量产


合作方式

技术转让,合作开发