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隨著全球環(huán)境保護(hù)力度加大，“限塑”已在60多個(gè)國(guó)家實(shí)行。我國(guó)自2004年開(kāi)始鼓勵(lì)降解塑料的推廣應(yīng)用，2008年開(kāi)始實(shí)行“限塑”。近幾年法規(guī)措施不斷趨嚴(yán)，2020年1月19日，國(guó)家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部公布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見(jiàn)》，提出分階段（2020、2022、2025年）限制、禁止使用不可降解塑料產(chǎn)品的行動(dòng)目標(biāo)與措施。

在嚴(yán)格的限塑、禁塑令下，開(kāi)發(fā)應(yīng)用可降解塑料勢(shì)在必行。PBAT是一種全生物可降解塑料，可廣泛應(yīng)用于超市購(gòu)物袋、外賣餐盒、農(nóng)用地膜等領(lǐng)域。隨著“限塑令”的推出和綠色消費(fèi)市場(chǎng)的擴(kuò)大，PBAT等可生物可降解塑料呈現(xiàn)出良好的市場(chǎng)前景，成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)降解塑料領(lǐng)域投資和關(guān)注的熱點(diǎn)。

我國(guó)降解塑料的發(fā)展歷程及類別

我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始研發(fā)可降解塑料，90年代開(kāi)始規(guī)模生產(chǎn)，至今可降解塑料的研發(fā)應(yīng)用已有近60年的發(fā)展歷程。從技術(shù)更新?lián)Q代的角度來(lái)看，我國(guó)可降解塑料的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。

第一代淀粉改性塑料是在傳統(tǒng)單體聚合的過(guò)程中加入淀粉等添加劑進(jìn)行改性，使塑料在一般環(huán)境中可以裂解成微小的塑料片段，但這種降解方法并不能將塑料完全降解，其剩余的塑料片段不僅難以回收，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成與普通塑料同樣的危害。

第二代光熱降解塑料是在光和熱的作用下，高分子鏈中的某些光敏成分發(fā)揮作用，使高分子鏈斷裂、分子量降低，從而達(dá)到降解目的。然而光降解塑料的降解性很大程度上受到溫度、光照強(qiáng)度等自然條件的約束，埋藏在地下的地膜甚至?xí)捎跊](méi)有光照而收效甚微或根本無(wú)法分解。

第三代可生物降解塑料是在土壤、沙土等自然條件下，與微生物作用降解成二氧化碳、水等小分子或低分子化合物的塑料，這類降解塑料是近10年來(lái)降解塑料領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn)。

按原料來(lái)源區(qū)分，可生物可降解塑料有化石基可生物降解塑料和生物基可生物降解塑料，前者以煤、石油、天然氣原料生產(chǎn)，主要有二元酸二元醇共聚酯系列（包括PBAT、PBS、PBSA）、聚己內(nèi)酯（PCL）、聚乙醇酸（PGA）、聚乙烯醇（PVA）和CO2共聚物等；后者采用生物質(zhì)原料生產(chǎn)，主要有聚乳酸（PLA）、聚羥基脂肪酸酯（PHA）、全淀粉基材料、纖維素材料等。

PBAT的化學(xué)名稱為聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，英文名稱為Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)，是己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA(聚己二酸丁二醇酯)和PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)的特性，既有較好的力學(xué)性能，又有較高的延展性和斷裂伸長(zhǎng)率，還具有優(yōu)良的生物降解性，是一種性能優(yōu)異的全生物可降解塑料。作為一種重要的石油基可生物降解塑料，PBAT生產(chǎn)原料來(lái)源方便、生產(chǎn)成本低，是當(dāng)前行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。

PBAT產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線

應(yīng)用場(chǎng)景及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

01、生產(chǎn)工藝路線特點(diǎn)

PBAT的生產(chǎn)過(guò)程是以己二酸(AA)、對(duì)苯二甲酸(PTA)、丁二醇(BDO)為單體，按照一定比例經(jīng)過(guò)酯化或酯交換反應(yīng)和縮聚反應(yīng)合成聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。直接酯化是目前國(guó)內(nèi)普遍采用的生產(chǎn)工藝，該方法優(yōu)點(diǎn)是工藝流程短、原料利用率高、反應(yīng)時(shí)間短、生產(chǎn)效率高；缺點(diǎn)是反應(yīng)體系物質(zhì)較復(fù)雜、相對(duì)分子質(zhì)量分布寬且不易控制、反應(yīng)條件比較苛刻、反應(yīng)介質(zhì)酸性較強(qiáng)、部分BOD發(fā)生環(huán)化脫水反應(yīng)生成四氫呋喃（THF）等對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響。另外還有分酯化和串聯(lián)酯化工藝，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、反應(yīng)體系中間物質(zhì)較少、相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄、產(chǎn)品黏度易于調(diào)控、廢棄物可以被再次利用；缺點(diǎn)是各批次產(chǎn)品質(zhì)量可能存在差異。

02、應(yīng)用場(chǎng)景和降解性能

PBAT是基于化石燃料合成出來(lái)的高分子化合物，具有很高的斷裂延伸性和很強(qiáng)的韌性，可應(yīng)用于包裝材料（垃圾袋、食品容器和薄膜包裝）、衛(wèi)生用品（尿布和棉簽等）和生物醫(yī)藥領(lǐng)域等。PBAT可以采用注塑、擠塑、吹塑等多種形式進(jìn)行加工，廣泛用于片材、地膜、包裝及發(fā)泡材料的生產(chǎn)。

PBAT的生物降解作用主要取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)和降解環(huán)境，幾乎生物完全可降解，一些可通過(guò)自然界微生物的發(fā)酵作用發(fā)生降解，一些可通過(guò)化學(xué)水解和熱降解使聚合物鏈斷裂發(fā)生解聚作用，還有一些通過(guò)微生物的新陳代謝來(lái)解聚中間體。

03、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

PBAT生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，不同企業(yè)間的生產(chǎn)成本存在一定的差異。按照目前國(guó)內(nèi)最具有代表性的直接酯化法生產(chǎn)工藝計(jì)算，生產(chǎn)1噸PBAT需要約0.3噸對(duì)苯二甲酸（PTA）、0.3噸己二酸（AA）、0.6噸1，4-丁二醇（BDO），按照2020年原料及水電氣價(jià)格測(cè)算，生產(chǎn)1噸PBAT的總成本約為10700元/噸。采用直接酯化法生產(chǎn)1噸PBAT，約有0.1噸的四氫呋喃副產(chǎn)品可供銷售，PBAT售價(jià)按18000元/噸、四氫呋喃按12000元/噸計(jì)，生產(chǎn)1噸PBAT及其副產(chǎn)品的銷售單價(jià)（含稅）為19200元/噸，在不考慮投資折舊、財(cái)務(wù)成本及管理費(fèi)用的前提下，1噸PBAT產(chǎn)品稅前利潤(rùn)可達(dá)8500元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

PBAT生產(chǎn)現(xiàn)狀及市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)

01、產(chǎn)能分布現(xiàn)狀

根據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會(huì)2019年9月公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2019年9月，全球生物塑料產(chǎn)能為117.4萬(wàn)噸，其中PBAT占28.3%，PLA占29.3%，淀粉基塑料占44.9%，PBS（聚丁酸丁二醇酯）占9.1%，其他產(chǎn)品占3%。

截至2019年底，我國(guó)建成運(yùn)行PBAT產(chǎn)能共計(jì)12.5萬(wàn)噸/年，主要分布在廣州金發(fā)科技、山東匯盈新材料、山東悅泰等8家企業(yè)，詳見(jiàn)圖1。截至2020年6月底，國(guó)內(nèi)共有15家公司有在建或擬建的PBAT項(xiàng)目，新增PBAT產(chǎn)能合計(jì)81.4萬(wàn)噸/年，這些項(xiàng)目全部建成后，我國(guó)PBAT總產(chǎn)能將達(dá)到約90萬(wàn)噸/年。

值得關(guān)注的是今年6月，中國(guó)化學(xué)工程第十三建設(shè)有限公司與新疆望京龍新材料有限公司就10萬(wàn)噸/年P(guān)BAT項(xiàng)目和120萬(wàn)噸/年P(guān)BAT裝置EPC總承包合同在庫(kù)爾勒舉行簽約儀式。該項(xiàng)目位于巴州庫(kù)爾勒石油石化產(chǎn)業(yè)園，總投資300億元，建設(shè)規(guī)模為130萬(wàn)噸/年P(guān)BAT裝置（其中啟動(dòng)項(xiàng)目產(chǎn)能10萬(wàn)噸/年P(guān)BAT，兩套規(guī)劃60萬(wàn)噸/年P(guān)BAT）、40萬(wàn)噸/年乙二醇裝置、50萬(wàn)噸/年草酰胺裝置、20萬(wàn)噸/年聚甲醛裝置。如果該項(xiàng)目最終全部建成達(dá)產(chǎn)，將極大緩解我國(guó)降解塑料市場(chǎng)對(duì)PBAT產(chǎn)品的消費(fèi)需求，同時(shí)加劇市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

02、市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)

目前我國(guó)每年降解塑料消費(fèi)量在55萬(wàn)噸左右，市場(chǎng)規(guī)模在110億元左右，對(duì)非降解塑料的替代率為1.2%，其中包裝塑料消費(fèi)量50萬(wàn)噸，農(nóng)膜塑料消費(fèi)量4萬(wàn)噸，其他領(lǐng)域1.6萬(wàn)噸；預(yù)計(jì)到2025年我國(guó)可降解塑料需求量可到225萬(wàn)噸，對(duì)非降解塑料的替代率達(dá)到4.9%，其中包裝塑料消費(fèi)量207萬(wàn)噸，農(nóng)膜塑料消費(fèi)量16.7萬(wàn)噸，其他領(lǐng)域1.6萬(wàn)噸；到2030年總需求量超過(guò)400萬(wàn)噸，市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)800億元。由此可知，我國(guó)對(duì)可降解塑料需求需求巨大，BPAT將是可生物降解塑料市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，發(fā)展前景廣闊。

我國(guó)出臺(tái)及實(shí)施新“限塑令”、加快發(fā)展降解塑料，是全民貫徹新發(fā)展理念、進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略行動(dòng)，是我國(guó)化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)、加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上高端、向新材料方向轉(zhuǎn)變的重要舉措，降解塑料市場(chǎng)的壯大為石化行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了良好機(jī)遇。開(kāi)發(fā)生產(chǎn)降解塑料也是石油央企應(yīng)盡的社會(huì)責(zé)任，應(yīng)該搶抓市場(chǎng)機(jī)遇，在可降解塑料開(kāi)發(fā)領(lǐng)域加大投入。在眾多的生物可降解塑料中，PBAT作為代表性產(chǎn)品，其技術(shù)已經(jīng)成熟，目前國(guó)內(nèi)在建、擬建項(xiàng)目多，經(jīng)濟(jì)效益好，成為可降解塑料中的大宗品和投資熱點(diǎn)，有望催生降解塑料市場(chǎng)快速?gòu)?fù)蘇，為我國(guó)治理“白色污染”開(kāi)辟新途徑。