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零突破！全球首套5萬噸PGA項目來(lái)了！淺析可降解塑料領域中真空技(jì)術的(de)應用
4月(yuè)2日(rì)，國(guó)家(jiā)能源集團榆林(lín)化(huà)工(gōng)有(yǒu)限公司5萬噸/年(nián)聚乙醇酸可降解材料（PGA）示範項目首台反應釜吊裝完成，為(wèi)預聚單元建成投運奠定基礎。
5萬噸/年(nián)聚乙醇酸（PGA）示範項目位于陝西(xī)省榆林(lín)市(shì)神木市(shì)大保當鎮清水(shuǐ)工(gōng)業(yè)園，占地(dì)面積9.8公頃，為(wèi)全球首套聚乙醇酸裝置，總投資約10億元，是國(guó)家(jiā)級示範項目、煤制烯烴産業(yè)鏈延伸項目。項目投産後，将實現(xiàn)我國(guó)在可降解塑料(PGA)領域零的(de)突破。
認識聚乙醇酸（PGA）
聚乙醇酸（PGA） ，又(yòu)稱聚羟基乙酸，是一種單元碳數最少、具有(yǒu)可完全分解的(de)酯結構、降解速度最快的(de)脂肪族聚酯類高(gāo)分子(zǐ)材料。PGA也是一種熱塑性脂肪族聚酯，玻璃化(huà)轉變溫度溫度為(wèi)40℃，熔融溫度約為(wèi)225℃。
PGA的(de)性能特點與應用
1、全降解性以及良好(hǎo)的(de)生(shēng)物(wù)相(xiàng)容性
PGA為(wèi)全生(shēng)物(wù)降解材料，其降解條件(jiàn)溫和(hé)，在水(shuǐ)和(hé)微(wēi)生(shēng)物(wù)作(zuò)用下(xià)，在自(zì)然環境中能實現(xiàn)快速降解，最終降解産物(wù)為(wèi)二氧化(huà)碳和(hé)水(shuǐ)。除此之外(wài)，PGA還(hái)能在海(hǎi)水(shuǐ)中進行降解，其降解産物(wù)對(duì)人(rén)體(tǐ)和(hé)環境皆是無害的(de)。
因為(wèi)PGA具備良好(hǎo)的(de)生(shēng)物(wù)相(xiàng)容性，所以它在人(rén)體(tǐ)內(nèi)可降解成水(shuǐ)和(hé)二氧化(huà)碳，因此被廣泛應用于醫療外(wài)科(kē)手術縫合線、骨折內(nèi)固定、組織工(gōng)程修複材料及藥物(wù)控制釋放(fàng)體(tǐ)系等，是當前生(shēng)物(wù)醫藥高(gāo)分子(zǐ)的(de)一個(gè)重要分支。
PGA手術縫合線
2、高(gāo)機(jī)械強度
PGA具有(yǒu)極高(gāo)的(de)機(jī)械強度，它的(de)機(jī)械性能優于常見的(de)通(tōng)用塑料和(hé)其他(tā)的(de)降解塑料，與工(gōng)程塑料相(xiàng)當。PGA具有(yǒu)較高(gāo)的(de)結晶度（45%~55%），其力學性能接近(jìn)ABS等工(gōng)程塑料，優于一些其他(tā)的(de)可降解塑料。可配合多種其它高(gāo)分子(zǐ)材料用于擠出和(hé)注射成型，可同其它樹脂共混制備聚合物(wù)合金(jīn)材料，優良的(de)機(jī)械性能有(yǒu)助于減量化(huà)。
3、高(gāo)阻隔性
PGA材料具有(yǒu)很(hěn)好(hǎo)的(de)汽/氧阻隔性能，是綜合阻隔性最好(hǎo)的(de)材料之一，其對(duì)水(shuǐ)汽的(de)阻隔性能較PLA高(gāo)100倍，這(zhè)與PE材料類似。鑒于PGA優異的(de)阻隔性能，PGA可以廣泛用于保鮮包裝、瓶材等領域。
PGA應用領域一覽
PGA生(shēng)産工(gōng)藝與真空
傳統的(de)乙醇酸生(shēng)産工(gōng)藝主要通(tōng)過乙醇酸、乙醇酸酯、乙交酯等原料在催化(huà)劑作(zuò)用下(xià)縮聚而成，工(gōng)藝技(jì)術路(lù)線以乙交酯開(kāi)環聚合法為(wèi)主，但(dàn)此法毒性大、成本高(gāo)，不利于大規模生(shēng)産。
随着煤制乙二醇行業(yè)的(de)發展，使草酸二甲酯（DMO）大規模生(shēng)産PGA成為(wèi)可行的(de)工(gōng)藝路(lù)線。草酸二甲酯（DMO）加氫制乙醇酸甲酯（MG），進而從(cóng)乙醇酸甲酯（MG）生(shēng)産聚乙醇酸（PGA）主要有(yǒu)兩條工(gōng)藝路(lù)線：
1、乙醇酸甲酯（MG）在催化(huà)劑的(de)作(zuò)用下(xià)，經加熱脫醇，直接縮聚合成PGA；
2、乙醇酸甲酯（MG）水(shuǐ)解制乙醇酸，乙醇酸制中間(jiān)産品乙交酯，乙交酯開(kāi)環聚合成PGA。
值得注意的(de)是，這(zhè)兩種DMO制PGA工(gōng)藝，在發生(shēng)聚合反應時(shí)都(dōu)需要在真空狀态下(xià)進行，否則将無法生(shēng)成高(gāo)分子(zǐ)量的(de)PGA聚合物(wù)與乙交酯。其中真空反應釜與真空獲得設備不可或缺。
真空反應釜是該項目預聚單元重要反應設備，由蘭州蘭石重型裝備股份有(yǒu)限公司制造。
重46噸的(de)第二真空反應釜正在吊裝中
據悉，本項目真空獲得設備則由浙江摩泰螺杆真空泵有限公司設計(jì)制造。該公司總計(jì)為(wèi)其提供14套成套真空設備。其中，産品塔采用VSP系列幹式螺杆真空機(jī)組4套與MBVSP系列羅茨螺杆複合真空機(jī)組2套，提濃塔采用MBVSP系列羅茨螺杆複合真空機(jī)組2套，脫揮裝置采用MBVLRC系列羅茨液環複合真空機(jī)組6套。其真空解決方案，具有(yǒu)大抽速、大壓縮比、低(dī)噪音(yīn)等優勢，為(wèi)項目的(de)高(gāo)效生(shēng)産提供強大的(de)技(jì)術支持。
5萬噸PGA項目中的(de)威固樂(yuè)真空系統
PGA國(guó)內(nèi)發展規劃
近(jìn)年(nián)來(lái)，日(rì)本、美(měi)國(guó)等發達國(guó)家(jiā)積極開(kāi)發聚乙醇酸（PGA）、脂肪族聚酯（PCL）等新型石油基可降解塑料。受限于原料供應問(wèn)題，中國(guó)PGA長(cháng)久以來(lái)沒有(yǒu)形成有(yǒu)效的(de)産業(yè)發展。直到2010 年(nián)，我國(guó)開(kāi)始自(zì)主研發煤制PGA生(shēng)産技(jì)術。截止至2021年(nián)末，中國(guó)煤制乙二醇總産能在757萬噸/年(nián)，2025年(nián)中國(guó)煤制乙二醇總産能将增至1040萬噸/年(nián)，也将為(wèi)PGA生(shēng)産提供豐富的(de)原料。
為(wèi)深入貫徹落實習(xí)近(jìn)平總書(shū)記“積極應對(duì)塑料污染，積極推廣可循環易回收可降解替代産品”指示精神，積極響應國(guó)家(jiā)關于限制不可降解塑料制品的(de)相(xiàng)關政策投資建設，根據項目預報數據來(lái)看(kàn)，2022-2026年(nián)國(guó)內(nèi)PGA在建、拟建項目産能累計(jì)達113.3萬噸，未來(lái)五年(nián)中國(guó)PGA生(shēng)産規模将迎來(lái)跨越式發展。
2022-2030年(nián)中國(guó)聚乙醇酸（PGA）在建、拟建項目統計(jì)表（單位：萬噸）
