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低成本高效环保的HPPO法制环氧丙烷催化剂
一、基本信息
标题 低成本高效环保的HPPO法制环氧丙烷催化剂 单位
电话 行业类别 其他
二、内容信息

项目背景

PO(环氧丙烷)是一种重要的化工原材料,主要用于生产聚醚多元醇(PPG)、丙二醇(PG)、丙二醇醚、碳酸丙烯酯、异丙醇胺以及丙烯醇等,是非离子表面活性剂、破乳剂、乳化剂等的主要原料,全球产能超过1000万吨/年,目前已经超过丙烯腈成为仅次于聚丙烯的第二大丙烯衍生物。

一代HPPO(双氧水直接氧化丙烯制备环氧丙烷)工业化技术开发包括反应器设计、催化剂提高和工艺包优化三部分。本公司的产品(服务)为提供技术咨询服务、技术工艺包、催化剂和反应器(其中催化剂和反应器均为外委加工)。

该技术相对于传统的环氧丙烷制备技术——氯醇法和共氧化法,具有反应条件温和、原子利用率高、环境友好、生产成本低等特点,是工信部2017年制定的优先发展的53项原材料工业产业关键技术之一。

我们采用通过对已有的HPPO法制备环氧丙烷装置的,我们可以用性价比高的催化剂代替原进口的或高价格的国产催化剂;另外对于新上HPPO法制备环氧丙烷装置以及原氯醇法准备更改工艺的,我们可以联同工艺包和催化剂一起销售。 本技术包括发明了具有国际领先水平的新型催化剂、高效率的反应器以及优化组合的HPPO工艺。

技术流程

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原料双氧水和甲醇分别升压后与丙烯在混合器(M20101)中充分混合,预热后的物料进入反应器Ⅰ(R20101 )在催化剂床层中进行氧化反应,反应后的物料经预分离塔(T20101)在塔顶分离出未反应的丙烯和反应产物环氧丙烷,塔底物料经预分离塔冷却器冷却后经反应器Ⅱ加压泵加压后与新鲜丙烯送入反应器Ⅱ(R20102 )在催化床层进一步进行氧化反应,反应后的物料与加压后的预分离塔塔顶物料一起进入丙烯分离塔(T20102),将环氧丙烷、甲醇、水混合物从塔底分离出来送PO分离塔(T20103),丙烯从塔顶分离出来送脱氧塔(T20105)除出微量的氧后循环使用。

环氧丙烷、甲醇、水混合物在PO分离塔中分离,从塔顶分离出高纯度的环氧丙烷,塔底分离出甲醇、水混合送甲醇精馏塔(T20104),在甲醇精馏塔中将甲醇从塔顶精馏出来循环使用。 成品环氧丙烷在成品中间罐中分析合格后送罐区环氧丙烷成品罐储存。

技术创新

(1)新型催化剂:采用独创性的选择性后处理技术,强化氧化活性中心并抑制酸中心,所得催化剂PO选择性>99%,时空产率达0.6g/(g·h),处于国际领先水平;

(2)高效反应器:独创的螺旋高效率换热反应器,可以进一步保证反应的平稳高效;

(3)独创的以甲醇为基础原料的MTP(甲醇制丙烯)、OCP(烯烃裂化制丙烯)、HPPO组合技术,具有技术成熟度高、能耗低、原材料利用率高、产品选择性好、成本低等诸多优势。

项目成熟度

本技术已经相当成熟,目前基础催化剂和反应工艺均已在10万吨/年工业装置上验证,但本公司有一些改进,需要建设中试示范装置并开展运行试验,以向应用厂家证明技术的先进性和成熟性。

本技术是在中石化成熟技术的基础上进一步改进提高得来的,主要创始人员均有成熟工业装置的开工、生产经验,并且在催化剂、反应器和反应工艺上进行了进一步优化,具有成熟可靠的优点。

目前市场推广情况:创业初期,已经开始做市场推广方面的大量工作,目前已经与两家制作环氧丙烷的公司有了初步的HPPO法制环氧丙烷合作协议,对方正在对项目进行研究过程中;今后推广重点是面临关停压力的氯醇法生产企业以及有意向上HPPO法技术的企业;同时还可以做一些技术服务。

知识产权

1.一种钛硅分子筛催化合成环氧化物的方法,CN201210137648.4(华东师大,已经授权);

2.一种钛硅分子筛催化剂及其制备方法和应用,CN201410109622.8(华东师大,已经授权);

3.一种节能高效的过氧化氢直接氧化丙烯制备环氧丙烷的工艺,申请号:2018060101063660(东搏科技);

4.一种高效换热反应器,申请号:2018052900938240(东搏科技)。

目标客户

根据智研咨询数据得知全球有44%的企业选择用共氧化法进行生产,而中国只有32%的企业选择用共氧化法, 60%以上的企业在用氯醇法进行生产。

本技术及产品的目标市场为现有氯醇法生产企业(氯醇法属于逐步国家明确规定要逐步淘汰的技术),以及具有上或下游产业链优势又想实现环氧丙烷自产的相关企业。

目前已经在跟踪宁波环洋、浙江新和成、山东万达明宇化工等多家有意向上HPPO法制备环氧丙烷的企业,对方正在对项目的可行性进行研究。目前,已披露的采用HPPO技术的环氧丙烷在建和拟建装置共有5套,合计产能135万吨,仅这部分催化剂需求即达600吨/年左右。

市场销售预计

目前已经开始市场推广,根据市场调研的需求,预计可以占有国内环氧丙烷生产约30%的市场(约80~100万吨/年)。2019年开始建设中试装置,2020年推广,2021年预计可以销售第一单,应用装置规模预计为20万吨/年(工艺包暂估为500万元,催化剂提成约200万元/年),2022年可以再销售两单,应用装置规模预计为40万吨/年(工艺包暂估为1000万元,催化剂提成约1000万元/年)。

风险

市场风险:我们的技术是在中石化成熟技术基础发展起来的,技术成熟,稳定可靠。国外竞争者的项目成本较高,国内竞争者在技术成熟度和可靠性上还比较欠缺;

管理风险:团队核心人员长期共事合作,配合默契。公司成员的组成在技术开发、公司运行、产品营销方面都有一定的工作经验,管理风险较小。本项目通过引进现代化管理理念、建立科学合理的管理制度以及制度的严格执行,将管理风险降至最低。

政策风险:我国环氧丙烷产能主要是氯醇法,该工艺能够实现的生产规模较小、废水、废渣污染大。国家已经开始着手将氯醇法列入限制性工艺名单,随着环氧丙烷生产技术的不断进步和国家对环境保护的重视,国内环氧丙烷企业将进行重新洗牌,一些规模小、污染大、能耗高的企业将被淘汰。

研发策略

(1)催化剂中试阶段:在中科院山西煤化所内进行;

(2)工业示范装置阶段:在中科院山西煤化所或联合开发单位建设运行中试应用示范装置;

(3)工艺包销售和技术服务阶段:在应用厂家内进行。

生产策略

委托具备条件的单位生产催化剂,与设计院联合编制工艺包。本技术所需的催化剂和反应器均为外委生产。仅负责技术及销售,不会产生环境污染。

待销售规模扩大后(预计4年后),再考虑到化工园区(建议改成工业园区或者江北新区)建厂自行生产催化剂。

销售策略

销售策略为:利用中科院山西煤化所的影响力,针对目标市场(现有氯醇法生产企业以及具有上或下游产业链优势又想实现环氧丙烷自产的相关企业)逐步开展公关与推销,争取实现技术和产品多家销售。

由于德国赢创和巴斯夫的工艺包售价都上亿元,而本工艺包暂估售价仅为500万元左右,具有无可比拟的价格优势(催化剂也一样);因为是大宗工业品,只需要订紧行业内客户即可,充分发挥中科院的品牌效应和中试装置的示范作用,做好推介。

本项目是属于技术主导的、轻资产的高新技术项目,以销售工艺包和催化剂提成获利(催化剂委托加工)。本项目投资少,运行成本低,产业化周期短,并且由于技术门槛高别人仿制困难,商业运作方式类似于德国的鲁奇和中国上海的浦景,具有良好的发展前景。

三、附件下载