一、技术名称:全生物二氧化碳基降解塑料制造技术
二、技术类别:减碳技术
三、所属领域及适用范围:轻工行业新材料
四、该技术应用现状及产业化情况
可降解塑料是指可以通过环境中的微生物、光、水等自然分解的新型塑料,属于环 境友好型材料,近年来受到世界各国的重视。全生物二氧化碳基降解塑料是以二氧化碳 和烃为原料共聚而成的新型塑料,其中二氧化碳含量占 31%~50%,可极大降低对烃的 上游原料的需求,但由于制备过程复杂、制造成本过高导致该类产品发展缓慢。目前, 我国生物二氧化碳基降解塑料的制造技术得到进一步发展,并已建成 3 万吨/年二氧化 碳基降解塑料生产线,全国总生产规模达到 5 万吨/年。
五、技术内容
1.技术原理
该技术通过二氧化碳和烃类在高效稀土三元催化剂的作用下产生聚合反应,生产可 降解塑料。每吨可降解塑料产品可以消耗二氧化碳420kg,不仅减少化石原料的使用,同 时有效利用了由火力发电厂、石化企业等工业排放烟气捕集提纯后的CO2。
2.关键技术
(1)高效稀土催化剂制备技术 催化剂活性可达140g聚合物/g催化剂,具有毒性低、选择性好的特点。
(2)低温干燥技术 采用低温低能耗干燥技术,在保证产品品质的前提下,降低单位产品的能耗。
(3)全自动生产控制 生产线自控率大于95%, 提高了运行稳定性,有效减少了运营人数和运营人员的劳 动量。
3.工艺流程
全生物二氧化碳基降解塑料制造系统工艺流程图如图1所示。
图 1 全生物二氧化碳基降解塑料制造系统工艺流程图
六、主要技术指标
1.聚合催化反应时间
2.二氧化碳基塑料数均分子量在 10~20 万之间可控;
3.聚合物中二氧化碳固定率超过 40%。
七、技术鉴定情况
全生物二氧化碳基降解塑料制造技术于 2005 年被列为“十一五”国家科技支撑重 大项目,2009 年被列为国家“863”计划支撑项目,2010 年被列为浙江省发展循环经济 “991 行动计划”项目。2005 年“二氧化碳高效固定为可降解塑料连续化生产技术的研 究”通过了吉林省科技成果鉴定。该技术已取得国家发明专利 4 项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:台州邦丰塑料有限公司等。
典型案例
案例名称:台州邦丰塑料年产 3 万吨全生物二氧化碳基降解塑料项目
建设规模:年产 3 万吨可降解塑料。建设条件:选址区域二氧化碳供应充足。主要 建设内容:新建一套生物二氧化碳基降解塑料生产线。主要设备为反应釜、精馏车间、 冷凝塔,DCS集散控制系统等。项目总投资 2.3 亿元,建设期 2.5 年。年减排量 1.3 万 tCO2,减排成本 500~700 元/tCO2。经济效益 7000 万元,投资回收期为 3 年。
九、推广前景和减排潜力
作为新型环保塑料产品,二氧化碳基聚合物具有良好的发展前景。目前我国在二氧 化碳基聚合物研发领域已走在世界前列,随着装备规模的扩大和原料成本的降低,全生 物二氧化碳基降解塑料将迎来全新的发展机遇。预计未来 5 年,该技术推广比例将达到 20%,项目年产可降解塑料总规模将达到 50 万吨,可形成年碳减排能力 21 万tCO2 。