关键词 | PGA产业化
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近日，安徽省桐城市人民政府发布消息，国家高分子质检中心与中国科学院合肥物质科学研究院（简称“中科院合肥物质院”）签订了阜阳市揭榜挂帅项目“煤基生物可降解新材料聚乙醇酸（ PGA ）合成及共聚改性”子项目“PGA 性能检测”研究合作协议。这标志着双方科研合作迈出实质性步伐。
性能优异，应用广泛
PGA生物降解性能突出，最终降解产物是对人体和环境无毒无害的CO2和H2O，可同时满足工业堆肥、家庭堆肥以及海水降解的要求，已在美国、欧盟和日本获得可安全生物降解的塑料材料认证。
PGA降解示意图
PGA自身拥有诸多优异性能（如气体阻隔性优良、生物相容性极佳、力学强度大、耐高温性能优异等），使其在生物医用、食品包装、页岩开采和农业生产等领域有越来越广泛的应用。
PGA应用示意图
与市场主流推广的PBAT、PLA等降解塑料相比，PGA 与 PLA 具有相似的分子结构和性能特点，具有 PLA 及 PBAT 所不具备的独特性能（更好的降解性能、更高的拉伸强度、更高的负荷变形温度和更优异的气体阻隔性）。但目前PGA价格相对比较高昂，市场供应量较小，因此其在很长一段时间内主要应用于手术缝合线、组织工程等高端的生物医疗领域。
煤化工路线可大幅降低生产成本
近年来，国际上主要通过乙醇酸、乙醇酸酯、乙交酯等原料在催化剂作用下缩聚来制备PGA。其中，传统的乙醇酸生产工艺为羟基乙腈酸性水解法，毒性大、成本高，使得PGA 作为一种极具价值的可降解塑料，却一直未能实现大规模生产。
随着我国煤制乙二醇行业的大发展，以草酸二甲酯（ DMO ）作为原料大规模生产 PGA成为了一条可行的工艺路线。该技术大幅降低了 PGA 的生产成本。
煤基合成气制备PGA工艺路线图
随着我国煤制乙二醇产业的快速发展，相应DMO的产能正迅速增加，为PGA提供了丰富的原料来源。
目前，国内煤制乙醇酸已实现万吨级生产规模，标志着我国煤基 PGA 也由实验室阶段向工业化应用迈进，为 PGA 工业化规模生产奠定了坚实基础。
国内多家企业已布局
近年来，为加快推动PGA产品研发与应用，降低产品成本，拓展市场应用领域，中国石化、国家能源集团、神华榆林能源化工、上海浦景化工等企业，积极探索通过开展强强合作，整合优化资源，增强优势互补，共同推动加快产业化进程，促进我国可降解塑料产业高质量发展。
1.
浦景化工
2010年，上海浦景化工独立开发 “合成气制乙醇酸技术”，制备出99.6% 以上的高纯度乙醇酸晶体产品，煤基合成气制取PGA技术取得突破，使乙醇酸甲酯大规模生产PGA成为可行的工艺路线。
2018年，上海浦景化工的全资子公司——内蒙古浦景聚合材料科技有限公司投资5.5亿元在九原区建厂，以神华包头煤化工有限责任公司的煤制合成气为原料，通过酯化、羰化、精馏、聚合等8道工序制备PGA，同时也成为了煤制烯烃产业链延伸项目。
2020年7月中旬，内蒙古浦景正式在九原工业园区投入试生产，一期实现1500吨/年PGA生产能力，等二期项目全部建成后，PGA生产规模将达到1万吨/年。据悉，2022年将继续扩增5万吨/年。
2.
丹化科技
2017年，丹化科技在江苏成立了一家新材料公司，研发可降解塑料原料PGA，已建成3000吨/年PGA中试装置，该装置已陆续进行了多次试运行，并外购其他可降解原料进行后期改性研发，目前已试产出部分日用品。
3.
通辽金煤
2017年，通辽金煤首套3000吨/年煤制PGA项目开工，采用子公司江苏金聚合金材料有限公司自主研发的煤基合成气羰基法制备PGA技术。
2018年12月7日，通辽金煤3000吨/年PGA的第一批产品下线。未来规划30万吨/年生产线。
4.
国家能源集团
2020年4月，国家能源集团神华榆林化工有限公司5万吨/年的PGA示范项目已审核备案。
2021年3月1日，国家能源集团榆林能源化工有限公司5万吨/年PGA示范项目举行开工仪式。该项目为全球首套PGA装置，是国家示范性项目，位于陕西省榆林市榆神工业区清水煤化学工业园北区，总投资9.4亿元，占地总面积9.8公顷，采用浦景化工自主开发的两步法PGA生产工艺。该项目是煤制烯烃产业链延伸项目，项目投产后，将实现我国在可降解塑料PGA领域零的突破。
2022年2月21日，该项目启动“百日会战”活动，力争实现6月30日项目全面中交。
2021年4月14日，国家能源集团2021年煤基新材料产品推介会在深圳举行。会议向与会代表通报了国家能源集团榆林5万吨/年PGA示范项目建设进展与投产计划。
5.
湖北化肥
2020年8月11日，中国石化与湖北省人民政府签署战略合作框架协议，明确支持湖北化肥就地改造，建设中国石化首个PGA新材料项目。
2021年3月25日，湖北化肥5万吨/年PGA新材料项目基础设计开工会召开，重点讨论项目建设基础设计、进度计划，进一步优化工艺包，对接“三同时”中安全预评价、环境影响评价中部分基础数据等。
6.
中国石化长城能源化工
2020年11月25日，中国石化和贵州省签订《全面推进高质量发展战略合作框架协议》，提出中国石化长城能化将在贵州省毕节市织金县新型能源化工基地规划建设50万吨/年PGA项目。根据协议，该项目总投资约230亿元，采用浦景化工自主开发的两步法PGA生产工艺。项目分两期建设，一期建设20万吨/年PGA装置（4套5万吨/年，单套生产装置与国内最大规模的生产装置一致），2024年建成，总投资约110亿元；二期建设30万吨/年PGA装置，2026年建成，总投资约120亿元。该项目是中国石化推进煤化工前沿技术向工业化进军的示范性项目，是贵州省实现新型工业化和乡村振兴的标志性项目。
2021年4月22日，中国石化长城能源化工(贵州)有限公司50万吨/年PGA项目总图及场平方案讨论会召开。
2021年7月6日，中国石化贵州50万吨/年PGA项目一期20万吨/年PGA工程开工仪式在毕节市织金县举行。
7.
久泰新材料
2021年3月15日，内蒙久泰新材料公司举行PGA环保降解材料科研试验车间开工仪式。PGA科研试验项目，是依托久泰自主研发的聚乙醇酸技术，利用现有项目丰富的中间产物乙醇酸，建设的世界首条由煤经乙醇酸制备聚乙醇酸树脂生产线。据了解，该项目为1万吨/年PGA。
8.
内蒙古荣信化工
2022年1月12日，内蒙古荣信化工有限公司3000吨/年草酸二甲酯制PGA项目获得备案，项目总投资4000万元，计划2023年3月建成。项目依托现有乙二醇装置，以草酸二甲酯为原料建设一套年产3000吨可降解塑料聚乙醇酸装置。
据不完全统计，国内拟在建PGA项目共11个，规划产能近百万吨。
随着这些项目的落地，我国PGA产能将持续攀升，PGA或将逐渐实现国产化，市场规模也将不断扩大。
通过两条路径加速产业化
随着煤基合成气制 PGA 技术的发展和成熟， PGA 的成本降低、产能和性价比大幅提高。但是目前其下游应用仍然不清晰、不明确，产能增加与下游消费领域过于单一的矛盾日益凸显，并且PGA固有的亲水性差、脆性大、热稳定性差、熔体强度低、加工成型困难等缺陷也限制了其下游产品的研发，因此如何开发成熟的市场应用是未来研究的重点。
推动 PGA 进一步产业化应用，一方面需要加快 PGA 改性技术的开发，改善其固有缺陷以满足不同的加工要求和应用要求，研究PGA改性与性能之间的关系，改善PGA性能上的不足。比如，与传统材料（如PE、PP、PET等）结合，可以提升材料的阻隔性，改善材料力学性能；与其他降解材料（如PLA、PBAT、PCL等）共混，可以提升阻隔性，加速降解，增强增韧。另一方面需要积极开发 PGA 与其他材料的共聚物。只有通过加强研究开发，研制出价格低廉、性能优异的PGA基制品，突破PGA现有的加工和应用局限，才能为我国PGA产业注入新活力，促进可降解材料产业的高质量发展。
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