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包揽全球生物基聚乙烯产能，巴西最牛石化公司！附生物基PE物性表！
TK生物基材料报道，聚乙烯PE是塑料材料中用量最大的塑料，由乙烯单体合成，在膜袋、包装等领域具有重要应用。
2014 年，世界乙烯产能为 1.53 亿吨，乙烯生产装置 271 套，世界范围内已建和在建生产能力为100万吨/年以上的裂解装置已达40多套。就乙烯合成技术而言，目前世界上约98%的乙烯生产采用管式炉蒸汽裂解工艺，石油路线制取乙烯是乙烯市场的主流。
但随着人们环保意识的提高以及可持续发展理念的增强，采用可再生物质做合成原料，乃至生物合成工艺，逐步受到人们的青睐。在此背景下，生物基聚乙烯具有“划时代”的意义。
01生物基PE市场情况
1.生物塑料产量逐年攀升
据european bioplastic报告显示，2020年全球生物塑料总产量为211万吨，其中生物基不可降解塑料占比为41.9%，生物可降解塑料占比58.1%，且生物塑料产量将逐年攀升。而全球生物基聚乙烯PE占比为10.5%，约20万吨/年规模。
在市场应用方面，生物塑料的应用以包装材料为主，211万吨总产量约47%用于软/硬包装材料。
生物基聚乙烯拥有与传统石油基聚乙烯相同的分子结构，在使用加工方面无需特别设计，如更换加工设备等等。因此，传统石油基PE的主要应用领域如膜袋、软包装等塑料产品均可由生物基PE完成替代。
2.大品牌尝试更换生物基PE材料
生物基PE的市场应用优势主要在环保方面，据全球最大的生物基PE生产公司，Braskem给出的数据，每生产一吨生物基PE可从大气捕捉2.5吨二氧化碳，实现碳减排。
市场应用方面，生物基聚乙烯产量的80% 以上已供给欧洲、美国和亚洲的客户。生物基PE的客户包括美国消费商品公司宝洁（P&G) 、Johnson & Johnson 公司、日本化妆品公司资生堂、日本丰田公司和瑞士包装集团利乐公司（Tetra Pak）
正是由于生物基PE的环保优势，不少大品牌尝试采用生物基PE材料，来进行原材料革新。
如宝洁公司曾于2011年在护发品品牌Pantene Pro-V 和 化 妆 品 Cover Girl与 Max Factor 中使用甘蔗衍生绿包PE。
三菱汽车（MMC）与 EIDAIKAKO、MRC Pylen和丰田通商株式会社合作，已于2011 年 12 月 12 日开发出新的地垫，这种地垫使用植物基聚乙烯 (bio-PE) 纤维制作，相对于传统的石油基塑料地垫，新地垫中的纤维具有芯鞘结构。
生物基PE部分物性表（来自Braskem，后台回复“0722”领取产品报告）：
另外，也有公司将生物基PE与木质纤维复合，制造出全新的绿色生物复合材料。如RheTech公司于2012年9月26日宣布，采用由Braskem公司提供的甘蔗基高密度聚乙烯，已开发出一种新等级的生物复合材料，该产品使用了该公司的木质纤维与甘蔗基高密度聚乙烯相结合。
3.生物基PE主要生产企业
2010年9月，巴西Braskem 石化公司的20万吨/年绿色乙烯装置建成投产，这是世界上第一套以甘蔗乙醇（采用蔗糖发酵）为原料生产乙烯再生产聚乙烯的装置。
Braskem是美洲最大的热塑性树脂的生产者，在巴西，美国，德国等世界各地都建有工厂，总数超41个。该公司每年生产超过1600万吨热塑性树脂。
在今年五月发行的最新的塑料生产指数统计中，Braskem公司赫然有名，全球一次性塑料垃圾生产商中排名第九，占世界总量约3%。详细查看可点击：这20家公司生产了全球55%的塑料垃圾！
而其他跨国化工企业，如荷兰化工巨头利安德巴塞尔曾计划，在德国Wesseling工厂引进新的可再生原料，该工厂直接将其转化为生物基聚乙烯和生物基聚丙烯。
美国陶氏化学和日本三井化学曾经计划分别出资50%的股份组建了一家合资公司，以在巴西生产以蔗糖为原料的生物基PE，但由于生产成本和市场开发等原因，并未按时投产。
总的来说，巴西Braskem公司是当前生物基PE的主要生产商，占据了全球生物基PE的主要份额。02生物基PE的生产工艺
生物基乙烯的主要原料来源是乙醇，近年来，国内外专家对生物发酵技术的研究取得了重大进展，为乙醇脱水制乙烯技术提供了廉价原料和技术支撑。
1.生物质发酵生产乙醇
美国能源部为发展生物化工，推行生物炼油计划，积极鼓励生物技术公司开展研发工作，目标是要开发新型酶催化剂使纤维素转化为可发酵的糖类，进而转化成燃料，如乙醇、生物柴油、氢气及高价值化学品等。
国内，在生物质乙醇领域的研究也取得了进展。如安徽丰原集团有限公司、河南天冠集团、新疆农科院等，在秸秆制燃料乙醇关键技术方面均取得重大突破。
巴西Braskem公司就利用甘蔗发酵生产乙醇，再利用乙醇脱水制乙烯的技术生产乙烯，以及合成聚乙烯。
巴西简介
巴西是世界上最大的甘蔗生产国也是第二大乙醇生产商。巴西的甘蔗大约50%的都用来生产糖，巴西是世界食糖贸易中的主要参与者。除开生产糖外，巴西甘蔗剩下的50%用作制造乙醇。甘蔗工业对巴西的能源矩阵具有重要贡献：巴西16%的能源消耗来自从甘蔗中提取的可再生资源，来自于生产电力以及制造汽车燃料的乙醇后剩下的甘蔗渣。
2.乙醇催化脱水制造乙烯
乙醇在加热催化条件下脱水生成气态产物乙烯。该技术在工业装置上获取乙烯，是在 20 世纪20 年代之后，所使用的催化剂主要为活性氧化铝，这是一个非均相的表面催化过程。
乙醇脱水反应在不同温度下的主要产物是乙烯和乙醚。有的观点认为乙醇脱水生成乙烯、乙醚的过程是平行反应过程，也有的认为是平行连续反应过程，即存在乙醇脱水先生成乙醚，乙醚进一步脱水生成乙烯的过程。
目前用于乙醇脱水的催化剂主要分为两大类：活性氧化铝催化剂和分子筛催化剂。
乙醇脱水制乙烯，最早在工业上使用的催化剂是将磷酸负载在白土上。但由于腐蚀和催化剂表面严重积炭，所以寿命很短，必须频繁再生。后来发现使用活性氧化铝可大大减缓催化剂表面的积炭，此后研制的催化剂多以活性氧化铝为催化主体，再经掺入或浸渍酸性物质制得高活性催化剂。
目前已知的最有代表性的氧化铝催化剂是 Holcon 科学设计公司开发的多元氧化物催化剂（主要成分为 Al2O3 –MgO/SiO2）。1981年哈康公司推出的代号为Sydol的催化剂应用在当时世界上最大的 50 kt/a 的乙醇脱水装置上，乙醇单程转化率 97％～99％，乙烯选择性 96.8％，单程使用周期达 8～12 个月，是当时性能最好的催化剂。
而分子筛催化剂在乙醇脱水反应中比氧化铝催化剂具有更低的反应温度，更高的操作空速和更高的单程反应转化率和乙烯收率。特别是 ZSM–5分子筛催化剂因其具有亲油疏水性，在催化脱水性能方面更具有优势。
目前分子筛催化剂的工业应用报道还很少，此前中石化四川维尼纶厂已有分子筛催化脱水工业应用的报道。
3.乙醇法制乙烯生产工艺技术
目前，乙醇脱水制乙烯装置都采用气相催化脱水，原料乙醇经预热汽化在气相状态下进入反应器，乙醇脱水制乙烯的反应是热效应较大的吸热反应。为提高传热效率最早都采用列管反应器，以后又发展了催化剂床层间换热的层式反应器及绝热固定床反应器。
上海交通大学顾志华在论文《乙醇制乙烯技术现状及展望》中表示：
从现有国内外乙醇脱水装置的现状及发展趋势看，若要与大型石化企业的裂解乙烯装置相竞争，建设更大规模的乙醇脱水工业装置，对反应器的研究开发至关重要。 乙醇法制取的乙烯纯度高，产物单纯，同石油法制乙烯相比，可减少分离提纯费用，且乙醇法乙烯装置投资小，建设周期短，收益快，因此在高油价时代生物法制乙烯技术可与现有的烃类裂解制乙烯路线进行竞争。
总的来说，中国秸秆等生物质资源丰富，如果通过生物化工技术将其转化为乙醇，乙醇再脱水生产乙烯、聚乙烯，是一条解决中国乙烯产量缺口、可持续发展的良策。
另外，采用生物基发酵制造聚乙烯更具有二氧化碳减排的重要意义，在碳中和时代，从线性经济迈向循环经济，生物制造无疑是未来材料、能源革新的重要趋势。生物降解材料是国家新材料战略的重点，近来需求快速增长，产能迅速扩张，关于生物降解材料改性工艺、制品生产技术的探讨也已成为行业热点。
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