近日，聚乙醇酸(PGA)技术解决方案供应商上海东庚化工技术有限公司宣布，已与庄信万丰、伊士曼签署一项合作备忘协议，共同提供新一代PGA工艺技术的授权。
近年来，PGA作为推动我国减少塑料废弃物、实现“双碳”目标的重要可降解塑料产品而广受关注。随着原料乙醇酸和乙醇酸甲酯成本的降低和产能的不断扩大，PGA技术逐步突破，多个项目渐次落地，产业化蓄势待发。
PGA是一种高结晶、可生物降解的线型脂肪族聚酯。超高相对分子质量的PGA机械性能优异，具有良好的可加工性，密度为1.5～2.0克/立方厘米;暴露在堆肥条件下，可在1～3个月内完全降解，降解产物乙醇酸是无毒的，之后变成水和二氧化碳排出。其在美国、欧盟和日本已获得可安全生物降解的塑料材料认证。
多种工艺竞相研发
上海东庚董事长唐曦介绍说，PGA主要通过乙醇酸(酯)、乙交酯等原料在催化剂作用下缩聚而成。目前，PGA工业化成熟度较高的制备技术是乙醇酸(酯)缩聚法和乙交酯开环聚合法。此外，还有卤代乙酸缩聚法、甲醛和一氧化碳聚合法、乙交酯悬浮聚合法等。
“乙醇酸(酯)缩聚法相比其他PGA制备工艺，具有流程短、能耗低、投资少等优势。但产品质量与乙交酯开环聚合法相比仍有较大差距，还存在反应时间长、难以连续化生产、产品纯度不高等问题。”唐曦表示，乙交酯开环聚合法是将乙醇酸(酯)单体先合成相对分子质量较低的PGA，然后解聚生成乙交酯，再开环聚合制备高相对分子质量的PGA。
据唐曦介绍，制备出超高相对分子质量的PGA是将其应用于工业领域的关键。开环聚合法制得的PGA既能满足医用材料等高端应用的要求，又能满足通用可降解材料的应用要求，是目前大批量生产PGA的主流工艺。但开环聚合工艺路线相对复杂、产品效率低、生产成本较高，目前国内尚未全面突破这一技术，因此高相对分子质量PGA产品还需要进口。
煤基路线开始落地
由于技术壁垒高、市场规模小等因素，早先国内PGA产业化速度较慢。随着禁塑令的逐渐推广，我国可降解塑料行业蓬勃发展，PGA作为完全降解塑料备受关注。特别是我国提出大力发展煤基生物可降解材料后，国内项目规划和技术研发加快推进。
东方证券研报表示，煤制PGA的碳排放远低于煤制烯烃，实现了低碳排放下煤炭转化为基础塑料制品的过程，规避了我国需要煤化工保障自给率但碳排放又过大的矛盾，意义重大。在低端领域使用PGA大量替代现有的聚乙烯和聚丙烯制品，能够将宝贵的烯烃资源更多用于高端材料和精细化工等领域中。我国自主研发的煤基PGA合成路线适合大规模生产且成本较低。煤基PGA生产成本为10111元/吨，低于聚对苯二甲酸—己二酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)的生产成本。若生产企业本身可以提供煤炭资源，PGA的生产成本可降至6681元/吨。
目前，我国已建成的PGA项目多为小试及中试装置，包括通辽金煤、四川博立、内蒙古浦景等，单套规模不超过3000吨/年。2022年9月，国家能源榆林化工5万吨/年PGA装置建成打通流程;中石油长城能源化工(贵州)一期20万吨/年PGA装置为目前规模最大的在建项目，其他如内蒙古久泰能源、荣信化工、湖北化肥、蒙西煤化工等都有PGA项目规划。
随着我国自主研发的煤基工艺路线的落地，PGA将步入产能快速增长期，未来4年我国将新增80万吨PGA产能，且主要来自中国石化、国家能源集团等央企。
上下游协同推进产业化
有专家表示，目前国内PGA产业链的下游应用环节产业化程度还不高，特别是在单体制备、注塑、纺丝等关键环节缺少低成本、产业化的厂商支持，造成各类PGA产品造价偏高，制约了产品的大范围推广。
对此，唐曦建议，PGA行业各方应积极探索通过开展合作，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。
据介绍，上海东庚PGA技术采用的乙交酯开环聚合法是目前工业化最具前景的合成路线。该公司从催化剂选择、乙交酯纯化、开环聚合工艺到装置的研究、加工及应用都形成了自主专有技术，解决了目前PGA生产过程中遇到的脱水不彻底、裂解反应温度高、产品质量不稳定和加工困难等问题，拓宽了PGA的应用领域，可以获得医用级别PGA，填补国内高端市场空白。
目前，上海东庚在宁夏宁东基地建设PGA中试项目。该公司正在逐渐优化工艺，完善5万吨级的工艺包，并与其他企业合作开发从煤到乙醇酸再到PGA的全产业链，提高煤化工产品的附加值，降低生产成本。
国内九家企业PGA项目进展
01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。
02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。
03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。
04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。
2022年6月22日，海南儋州市与国家能源集团海南公司座谈，双方加快谋划推进低碳产业园、海南国际航运交易中心、PGA可降解材料等项目。
2022年9月，国家能源集团榆林化工5万吨/年PGA可降解材料示范项目正式建成投产，打通全部生产流程，标志着世界首套煤制聚乙醇酸可降解材料示范项目实现工业化生产。
2023年1月4日，榆神工业区召开2023年度重点项目工作会，榆神工业区今年共安排重点项目83个，总投资4111.6亿元。本次会议集中调度的重点建设项目33个，总投资635.15亿元，是今年项目建设的重中之重，包括国能榆林化工有限公司20万吨/年聚乙醇酸（PGA）
05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。
06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。
截至2023年1月，中国石化长城能源化工(贵州)有限公司(简称“贵州能化”)施工现场共计完成土石方开挖292万立方米、累计爆破105次、强夯面积92万平方米、盲沟施工1299米、黏土防渗层施工16.2万平方米，圆满完成场平回填施工阶段性任务。
07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。
08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。
总体来看，2020年之前，我国PGA主要依赖进口，2021年我国PGA迅速发展，进入国有产业化阶段。但目前我国已建成的PGA项目多为实验室小试及中试装置，规模不超过3000吨/年。近两年，在中国石化和国家能源集团等企业的推动下，我国PGA行业正积极发展。随着新建、拟建项目的落地，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。
09安徽昊源化工
2022年11月，由安徽昊源化工集团投资兴建的多元全生物可降解塑料及差异化尼龙新材料项目在阜阳煤基新材料产业园开工建设。项目建设年产60万吨瓶级聚酯（PET)、40万吨尼龙66、20万吨尼龙6、20万吨顺酐法制 “1,4丁二 醇”(BDO)、20万吨聚乙酸（PGA）生产及配套设施。
2023年新建项目
2023年1月4日，榆神工业区召开2023年度重点项目工作会，榆神工业区今年共安排重点项目83个，总投资4111.6亿元。本次会议集中调度的重点建设项目33个，总投资635.15亿元，是今年项目建设的重中之重，包括国能榆林化工有限公司20万吨/年聚乙醇酸（PGA）
2023年1月4日，《中共包头市委员会 包头市人民政府关于实施创新驱动发展战略大力发展战略性新兴产业的意见》正式印发。意见提到，打造碳纤维及高分子新材料产业集群。加强产业原材料保障，加快推进光威1万吨大丝束碳纤维项目、国能包头煤化工75万吨煤制烯烃项目建设。延伸碳纤维和高分子产业链，重点打造丙烯腈—丙烯腈基原丝—碳丝及碳碳复合制品产业链和聚乙（丙）烯—改性聚乙（丙）烯及制品产业链、煤制合成气—聚乙醇酸（PGA）可降解塑料产业链、乙烯—超高分子量聚乙烯及制品产业链，重点实施晶源1000吨碳碳复合材料、浦景10万吨聚乙醇酸基降解材料等项目。
2022年11月，内蒙古政务服务网发布项目备案告知书。国能蒙西煤化工股份有限公司300万吨/年焦化产业升级及延伸高科技生物可降解材料一体化项目工业项目备案（发改）项目，符合产业政策和市场准入标准，准予备案。该项目建设地点位于内蒙古鄂尔多斯市，总投资：1418518.18万元,，计划建设起止年限为2023年3月—2024年9月，主要生产装置包括：新建300万吨/年焦化产业升级及延伸高科技生物可降解材料一体化项目，主要生产装置包括：300万吨/年焦化装置、焦炉气转化净化装置、炉气提CO装置、提氢装置、空分装置、15万吨/年甲醇装置、20万吨/年乙醇装置、10万吨/年PGA装置。
