新技术使得二氧化碳能够成功转化为丙烷,再经过PDH技术将丙烷制成丙烯,聚合之后就变成聚丙烯。这样一来,聚丙烯就实现“绿色”生产,原料端完全环保低碳。这一技术发展成熟后,聚丙烯成本也会随之下降中国牛涂网ntw360.com。
1、CO₂转化利用新突破
丙烷是一种被广泛用作燃料的C3烷烃。尽管近年来CO2电催化领域已取得重大进展,但由于反应的高能垒以及C1、C2和H2产物的竞争性过程,直接将CO2转化为C3+分子仍然是一项严峻挑战。8月17日,美国伊利诺伊理工大学Mohammad Asadi开发出一种由阴离子交换离聚物涂覆1-乙基-3-甲基咪唑功能化Mo3P纳米颗粒所组成的催化系统,可有效将CO2转化为丙烷产物,在−0.8伏特电位下的分电流密度和法拉第效率分别高达−395毫安每平方厘米和91%,且在电解槽中可以稳定运行长达100小时。
结合实验表征与密度泛函理论计算表明,咪唑盐功能化可通过微调催化剂表面的电子性质和电场特性,有效提升表面Mo原子的电催化性能,增加Mo位点上多位点*CO2/*CO相关中间体的稳定聚集,从而促进C3H8产物的生成。此外,在长期反应测试中,离聚物涂层对于稳定Mo3P纳米颗粒的咪唑功能化表面起着至关重要的作用。
2、PDH 具有明显的成本优势
丙烯/聚丙烯的价格取决于两个方面,一是自身基本面,二是各工艺的生产成本。以 8000 的聚丙烯成本为例,分别对应原油 80 美元/桶,煤炭 640 元/吨(神木块煤坑口价),甲醇 2200 元/吨,丙烷 600 美元/吨。
为论证 PDH 装置具有良好的经济性能,我们对四种聚丙烯生产工艺成本进行分析,同时 以原油为核心标的比较四种工艺的原料成本进行分析,考虑各个工艺的以不同生产成本, 30-100 美金油价对应煤炭 50-890 元/吨(神木块煤坑口价),对应甲醇价格 900-2700 元/ 吨,对应丙烷价格 200-765 美元/吨。
在 2017 年之前,LPG 和 LNG 的差值在±500 元/吨附近波动,而 LPG 和 LNG 的燃烧热 值基本相当(LPG:4.35×107BTU/T, LNG:4.27×107BTU/T),表明在 2017 年之前 LPG 的燃烧属性占主导,而 2017 年后两者差值快速扩大且易变,表明 LPG 的化工属性逐渐 增强。LNG 价格大幅高于 LPG 价格主要在冬季,其他时间则 LPG 价格相对较高。
PDH 工艺生产丙烯的利润与丙烷/原油的比值呈现负相关关系。全球的丙烯生产工艺主要 是蒸汽裂解和 FCC 工艺,即使用原油制丙烯。原油制丙烯的成本是全球丙烯成本最主要 支撑,而丙烷相对原油价格的强弱可以直接体现为 PDH 工艺的生产利润。若原油价格不 再下跌,PDH 盈利将有保证。在国内外购甲醇制烯烃是国内聚丙烯价格的第一道支撑, 由于外购甲醇制丙烯的成本远高于其他工艺,导致其他工艺均出现超额利润。
3、丙烷脱氢还有竞争力吗?
中国的丙烯即将进入过剩时代,而下游无法消化掉多余的丙烯,这就意味着丙烯的价格将逐步偏离油价的影响,更多由自身的供需来决定。虽然高油价将推涨石脑油蒸汽裂解和炼厂催化裂化副产丙烯的成本,但能够将高成本传递下去的前提是下游有足够的能力消化掉过剩的丙烯。所以,对于即将面临过剩的产业而言,保持在一个较低的盈利水平将成为常态。
8月31日,9月CP公布,丙烷为550美元/吨,较8月上调80美元/吨,折合到岸成本5112元/吨,较8月上涨823元/吨。
丙烷价格直接决定丙烷脱氢生产成本,丙烷波动对成本影响巨大,中国丙烷脱氢所需高纯度丙烷基本依赖进口,因此存在一定不确定性。
当CO₂能直接转化为丙烷,这一技术发展成熟后,丙烷的原料能够不再依赖于进口,聚丙烯能否再迎来“春天”?