聚碳酸酯(PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的,按照分子結構所帶酯基不同,可分為脂肪族、脂環族、芳香族,其中芳香族最具實用價值,并以雙酚A型聚碳酸酯最為重要,一般重均分子量(Mw)在2-10萬。
PC結構式
聚碳酸酯具有良好的強度、韌性、透明性、耐熱耐寒性、易加工性、阻燃性等綜合性能,主要下游應用領域是電子電器、板材和汽車,這3個行業約占聚碳酸酯消費量的80%,其他在工業機械零件、光盤、包裝、辦公設備、醫療及保健、薄膜、休閑和防護器材等諸多領域也都取得了廣泛的應用,成為五大工程塑料中增長速度最快的品類之一。
? ? ? ?
?聚碳酸酯應用領域對比
2020年全球PC產能約588萬噸,我國的PC產能為194萬噸/年,產量約96萬噸,而2020年我國聚碳酸酯表觀消費量達到234萬噸,存在近138萬噸的缺口,需要從外國進口。巨大的市場需求引來了眾多的投資增產,據估計,中國同時在建和擬建PC項目眾多,未來三年內國內產能將突破300萬噸/年,PC產業呈現加速向中國轉移態勢。
? ? ? ?
那么,PC的生產工藝有哪些?國內外PC的發展歷程如何?中國目前主要的PC的生產企業有哪些?接下來,我們簡單做個梳理。
歡迎轉發本文,加入“艾邦聚碳酸酯PC產業交流群”。

界面縮聚光氣法、傳統熔融酯交換法及非光氣熔融酯交換法是PC行業的三大主要生產工藝。
? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ?
是將光氣通入惰性溶劑與雙酚A 的氫氧化鈉水溶液中進行反應,生產小分子量聚碳酸酯,然后縮聚為高分子聚碳酸酯。曾經工業上約90%的聚碳酸酯產品都由該法合成。
? ? ? ?
界面聚合示意圖
界面縮聚光氣法PC的優點是相對分子量高,可達到1.5~2*105,且產品純凈、光學性能好、耐水解性能較好、易加工。缺點是聚合過程需使用劇毒的光氣和有毒易揮發的有機溶劑二氯甲烷等,環境污染嚴重。
熔融酯交換法,又稱本體聚合,最早由Bayer公司開發,采用熔融態的雙酚A和碳酸二苯酯( Diphenyl Carbonate,簡稱 DPC) ,在高溫、高真空、催化劑存在狀態下進行酯交換、預縮聚、縮聚反應。
根據 DPC工藝的使用原料,又可分為傳統熔融酯交換法(又稱間接光氣法)和非光氣熔融酯交換法。
分為 2 步:(1)光氣+苯酚→DPC;(2)DPC + BPA→PC,是一種間接光氣法工藝。
該工藝流程短、無溶劑,生產成本略低于界面縮聚光氣法,但因 DPC 生產過程中還是會使用光氣,且 DPC 產品中含有微量的氯代甲酸酯基,會影響 PC 最終的產品質量,這在一定程度上限制了該工藝的推廣。
分為2步: (1)DMC +苯酚→DPC;(2)DPC + BPA→PC。該方法以碳酸二甲酯 DMC 為原料與苯酚合成得到DPC。
酯交換、縮聚得到的副產物苯酚可以循環利用到合成 DPC工藝上,從而實現物料重復利用,經濟性好;由于原料純度高,產品也無需干燥和洗滌,產品質量好。該工藝過程不使用光氣、環境友好,屬綠色環保工藝路線。
隨著國家對石油化工企業三廢排放的安全環保方面要求的提高,及對光氣使用的限制,未來非光氣的熔融酯交換技術將逐漸取代界面縮聚法,成為世界上 PC 生產技術發展的方向。
1940 年 DuPont 公司成功制得 PC并取得美國專利,這是 PC研究方面的第一件專利。
1953 年 Bayer 公司首次獲得具有實用價值的PC,并申請專利。
1955 年GE 公司申請專利,1960 年,工業化生產,商品名∶Lexan 。
1958 年Bayer 公司開始中等規模的PC 工業化生產,商品名∶ Makrolon。
日本出光于1960 年、帝人化成和三菱公司于1961 年分別投產了PC;并于
1964 年、1965 年正式開工生產。之后陸續有其它公司投產PC并推向市場。
中國聚碳酸酯行業工藝研發起步較早,但早期進展較慢。
1959年,沈陽化工研究院對聚碳酸酯生產工藝進行研究開發,但此后50余年以來并無應用本土技術的大型聚碳酸酯生產項目投產,行業發展較為緩慢。
2005年以來,大型跨國企業陸續在中國投資建廠,中國國內聚碳酸酯供應完全集中于4家外資和合資工廠,分別為科思創、帝人、中石化三菱和菱優塑料。
2014年,采用自主開發技術的浙鐵大風正式投產,拉開中國聚碳酸酯擴能潮。此后,煙臺萬華、利華益維遠、海南華盛、平煤神馬等大項目陸續簽訂,產能逐年呈現爆發式增長,聚碳酸酯進口依賴度逐步降低。
接下來我們梳理一下17家在中國的PC生產企業、技術路線、產能及規劃情況(文末有匯總總結版)。其中7家采用了光氣法或者傳統酯交換法,10家采用了非光氣酯交換法,非光氣法PC占比明顯提升。另外,其中外資企業3家,合資企業1家,中資企業13家,中資企業數量占比也迅速提升。
? ?
科思創的歷史最早可追溯到1863年成立的拜耳公司。1953年,拜耳化學家赫爾曼·施奈爾第一次嘗試就成功合成了聚碳酸酯,5年后,拜耳開始規模化生產這種多功能透明塑料,商品名稱:模克隆?( Makrolon)
2015年,拜耳材料科技公司成為一個獨立運作的法律實體,公司名稱為科思創(Covestro)。總部仍然位于勒沃庫森生產基地。

?圖片來源:科思創
2001年,拜耳開始在中國上海建設一體化工廠,2010年,公司另外投資了大約 10億歐元擴大其在中國上海基地的設施。由此,產能將增加一倍以上。包括擴張在內的總投資超過 30億歐元。此外,聚碳酸酯業務部的總部也從德國勒沃庫森遷往上海。

科思創PC產能目前為全球第一,占據全球PC產能148.5萬噸。目前在中國擁有約50萬噸/年產能,在建10萬噸/年產能。
技術路線:傳統酯交換(間接光氣法)
PC產能:60萬噸/年,其中15萬噸在建
官網:www.covestro.com
? ? ? ?
魯西化工集團股份有限公司是1998年5月經中國證監會批準,于1998年8月在深圳證券交易所掛牌交易的上市公司。

魯西集團是國有控股企業,是在1976年建設的萬噸小氮肥企業基礎上發展起來的大型綜合性化工企業集團,2020年加入中國中化控股有限責任公司(簡稱中國中化)。集團擁有生產裝置70余套,主要生產聚碳酸酯、己內酰胺、尼龍6、雙氧水、多元醇、高端新型制冷劑、有機硅、甲烷氯化物、燒堿、氯化芐、甲醇等百余類產品。

魯西化工現有PC產能30萬噸/年,在建產能10萬噸/年。
技術路線:光氣法
PC產能:40萬噸/年,其中10萬噸在建
官網:www.luxichemical.com
? ? ? ?
萬華化學集團股份有限公司,前身為煙臺萬華聚氨酯股份有限公司,成立于1998年,2001年上市。萬華化學業務涵蓋聚氨酯、石化、精細化學品、新興材料四大產業集群。

萬華化學聚碳酸酯業務隸屬于高性能聚合物事業部,生產基地位于煙臺,采用自主創新界面光氣法工藝,可提供覆蓋高中低粘度范圍的通用級PC樹脂,以及滿足特定細分市場需求的特殊級PC樹脂(如車燈級、光學透鏡級、透明阻燃級等),上游延伸完整產業鏈。

萬華化學現有PC產能21萬噸/年,在建產能14萬噸/年。
技術路線:光氣法
PC產能:35萬噸/年,其中在建14萬噸/年
官網:www.whchem.com/cn
? ? ? ?
日本帝人株式會社(TEIJIN LIMITED)成立于1918年,是日本最有名的綜合化工企業之一。帝人集團在中國開展業務始于上世紀70年代,目前在嘉興有聚碳酸酯聚合工廠,在上海有帝人化成復合塑料(上海)有限公司。
圖片來源:帝人
帝人聚碳酸酯有限公司(嘉興)“Panlite?”是帝人最先在日本實現工業化生產的聚碳酸酯樹脂。“Panlite?”在耐沖擊性、耐熱性、尺寸穩定性、電學特性、透明性以及衛生性能等諸多方面具有其突出的優點,可采用注塑、擠塑、吹塑等成型方式進行加工。現被廣泛應用于電子電器、辦公用品、精密機械、汽車、醫療、安保及家庭用品等眾多領域。
技術路線:光氣法
PC產能:15萬噸/年
官網:www.teijin-china.com.cn
? ? ? ?
三菱瓦斯化學工程塑料(上海)有限公司由三菱瓦斯化學株式會社(MGC)與三菱工程塑料株式會社(MEP)共同出資在上海化學工業區(SCIP)設立的一家專門制造聚碳酸酯的外國獨資企業,成立于2009年,從2012年5月開始商業運轉和產品銷售。
圖片來源:三菱瓦斯
三菱是世界著名的化工企業之一,主要從事無機和有機化學產品、石油化學產品、合成樹脂、合成橡膠及其他高分子產品的生產、交易等,產品涉及化工、醫藥、食品、保健、IT等多個領域,在多個領域的生產工藝上具有世界領先優勢。
技術路線:光氣法
PC產能:10萬噸/年
官網:www.mgc-ep.com
? ? ? ?
滄州大化集團有限責任公司是由中國化工集團控股、滄州市政府參股,以化肥、TDI為主導產品的大型綜合性化工企業集團,屬國有獨資企業。
2020年12月,滄州大化年產10萬噸聚碳酸酯(PC)項目投產,產出合格產品。2021年,公司發布信息,在原生產線上進行工藝改進生產共聚硅PC。
技術路線:光氣法
PC產能:10萬噸/年(在建)
官網:www.czdh.chemchina.com
? ? ? ?
中國平煤神馬集團由原平煤集團和神馬集團兩家中國500強企業重組而成,構建了以煤焦、尼龍化工、新能源新材料為核心產業,多元支撐、協同發展的產業新體系,打通了煤基尼龍、炭素和光伏三條全國能源化工行業獨具特色的產業鏈條。

按照規劃,中國平煤神馬集團將在開封、葉縣兩地,分別建設兩個40萬噸/年PC項目。
? ? ? ?
圖片來源:煤化網
2019年3月,河南平煤神馬聚碳材料有限責任公司在葉縣規劃建設,一期建設年產10萬噸聚碳酸酯項目,并配套建設年產13萬噸雙酚A項目,共計劃投資26.23億元,建設周期27個月,占地約1000畝。
技術路線:光氣法
PC產能:10萬噸/年(在建)
官網:www.zgpmsm.com.cn
? ? ? ?
利華益維遠化學股份有限公司,成立于2010年,位于山東省東營市,主要從事苯酚、丙酮、雙酚A、聚碳酸酯、異丙醇等產品的生產與銷售。與美國KBR、美國Badger、日本旭化成、日本宇部興產等國際企業合作,引進其國際領先的工藝技術。
? ? ? ?
圖片來源:利華益維遠
目前已建成投產70萬噸/年苯酚丙酮、24萬噸/年雙酚A、13萬噸/年非光氣法聚碳酸酯、10萬噸/年異丙醇產能,是國內首家擁有“苯酚、丙酮—雙酚A—聚碳酸酯”全產品、全產業鏈的企業。
2018年7月,公司13萬噸/年聚碳酸酯聯合項目一次性開工順利投產,產品質量達到了國際優等水平。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:13萬噸/年
官網:www.wyhx.net.cn
? ? ? ?
濮陽市盛通聚源新材料有限公司由河南省濮陽市盛源集團發起,聯合中原證券、中原資產、濮陽市投資集團、范縣投資集團共同出資成立,成立于2016年9月30日,注冊資金9億元,占地600畝,專業從事聚碳酸酯材料研發、生產、銷售及服務。
? ? ?
圖片來源:盛通聚源
首期建設13萬噸/年聚碳酸酯項目2019年投產,為當時國內非光氣單體裝置第一大民營企業。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:13萬噸/年
官網:www.stjywin.com
? ? ? ?
寧波浙鐵大風化工有限公司成立于2011年,是浙江省交通投資集團有限公司旗下化工板塊重點企業之一,為浙江江山化工股份有限公司全資子公司。公司專業從事PC的研發、生產和銷售,擁有PC制造技術自主知識產權。
? ? ? ?
圖片來源:浙鐵大風
公司一期10萬噸/年PC聯合裝置已于2014年底建成投產,公司采用綠色、安全、無毒和清潔的非光氣法PC生產工藝,全流程非光氣路線從源頭避免光氣的產生,項目總體規劃產能為30萬噸/年。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:10萬噸/年
官網:www.nbdaphoon.com
陽煤集團青島恒源化工有限公司成立于1999年1月,陽煤集團是全國最大的無煙煤生產供應商。陽煤集團青島恒源化工年產10萬噸聚碳酸酯項目預計2021年12月投產。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:10萬噸/年
? ? ? ?
四川中藍國塑新材料科技有限公司,由瀘州產業發展投資集團有限公司、瀘天化(集團)有限責任公司、四川天華股份有限公司、四川瀘天化股份有限公司、瀘州藍晨新材料有限公司共同出資成立,成立于2016年2月,專業從事聚碳酸酯材料研發、生產、銷售及服務。
? ? ? ?
圖片來源:中藍國塑
公司規劃建設60萬噸/年聚碳酸酯產業鏈項目,系四川省重點建設項目。其中一期2×10萬噸裝置總投資27億元,第一套10萬噸裝置2019年已建成投產。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:10萬噸/年
官網:www.sczlgs.cn
湖北甘寧石化新材料股份有限公司于2017年1月成立,主要生產聚碳酸酯、碳酸二苯酯等化工新材料產品。
公司項目分兩期建設,一期于2018年1月開工,投資10億元,新上年產7萬噸聚碳酸酯工藝裝置、年產6萬噸碳酸二苯酯工藝裝置等。二期項目將在一期項目裝置穩定運行后實施。兩期項目全部建成后,可形成年產30萬噸聚碳酸酯生產能力。公司一期聚碳酸酯項目于2019年8月投產。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:7萬噸/年
中石化三菱化學聚碳酸酯(北京)有限公司(SMP)成立于2009年,是由三菱化學株式會社(MCC)和三菱工程塑料公司(MEP)共同出資的PCR投資日本公司(PCRIJ)與中石化的合資企業。
? ? ? ?
? ? ? ? ?
中石化三菱化學(SMP) 利用三菱化學技術,在中石化北京燕山分公司廠區內建有一套15萬噸/年雙酚A(BPA)裝置和一套6萬噸/年聚碳酸酯(PC)裝置及相關配套設施。
2021年5月8日,三菱化學株式會社(MCC)宣布與中國石油化工股份有限公司達成協議,MCC決定在2021年10月底左右將由PCRIJ持有的SMP的所有股份轉讓給中石化,中石化100%控股中石化三菱化學。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:6萬噸/年
? ? ? ?
浙江石油化工有限公司成立于2015年6月,是一家民企控股、國企參股的混合所有制企業。公司投資建設4000萬噸/年煉化一體化項目位于舟山,項目總投資1730億元,生產國VI汽柴油、航煤、對二甲苯(PX)、高端聚烯烴、聚碳酸酯等20多種石化產品。
? ? ? ?
圖片來源:浙江石化
項目分兩期實施:一期年加工原油2000萬噸,年產芳烴520萬噸、年產乙烯140萬噸,已于2019年12月底建成投產;二期年加工原油2000萬噸,年產芳烴660萬噸、年產乙烯280萬噸,正在建設中。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:26萬噸/年(在建)
官網:www.zpc-cn.com
中沙(天津)石化有限公司成立于2009年,是中國石油化工股份有限公司和沙特基礎工業公司以50:50的股比共同出資設立的大型石油化工企業,主要業務包括乙烯及其衍生產品。一期項目是100萬噸/年乙烯及配套項目,已于2010年1月全面投產。
? ? ? ?
圖片來源:中國建材報
中沙石化26萬噸/年聚碳酸酯項目總占地面積66.1公頃,其中一期占地53.3公頃,總投資101.83億元,2018年開工建設。項目采用SABIC公司非光氣法熔融工藝,新建兩條生產能力均為13萬噸/年的PC生產線,是國內首套采用SABIC公司非光氣熔融縮聚法生產工藝。
2021年12月1日,中沙(天津)石化公司聚碳酸酯工程項目一線PC裝置成功產出合格的聚碳酸酯粒子,標志著中沙(天津)聚碳酸酯工程項目一線PC裝置投料試車一次成功。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:26萬噸/年(在建)
官網:www.ss-tpc.com
? ? ? ?
海南華盛新材料科技有限公司由華盛集團投資設立,華盛集團創建于2000年,目前,華盛集團業務領域覆蓋水泥、熟料、商砼、板材、光伏、化工新材料、地產、商管、物流、文化教育等。
華盛聚合PC項目位于海南省東方市東方臨港產業園,規劃用地2422畝,計劃完成總投資175億元,選用PC非光氣熔融酯交換法技術,建設世界單體最大的PC裝置。
? ? ? ?
? ? ? ?
2018年12月,海南華盛非光氣法聚碳酸酯項目開工,從國外引進最新碳酸二苯酯(DPC)裝置和PC裝置,建設2×26萬噸/年非光氣法聚碳酸酯項目,計劃于2021年7月投產。
技術路線:非光氣酯交換法
PC產能:26萬噸/年(在建)
官網:www.hsnewmaterial.com
|
企業 |
地點 |
生產工藝 |
2020年產能(萬噸) |
在建(萬噸/年) |
總規劃(萬噸/年) |
1
|
科思創 |
上海 |
傳統酯交換法 |
45 |
15 |
60 |
2
|
魯西化工 |
山東聊城 |
光氣法 |
30 |
10
|
40
|
3
|
萬華化學 |
山東煙臺 |
光氣法 |
21
|
14 |
35 |
4
|
帝人 |
浙江嘉興 |
光氣法 |
15
|
0 |
15 |
5
|
三菱瓦斯 |
上海 |
光氣法 |
10
|
0 |
10 |
6
|
滄州大化 |
河北滄州 |
光氣法 |
0
|
10 |
20 |
7
|
平煤神馬 |
河南平頂山 |
光氣法 |
0
|
10 |
40 |
8
|
利華益維遠 |
山東東營 |
非光氣酯交換 |
13
|
0 |
13 |
9
|
盛通聚源 |
河南濮陽 |
非光氣酯交換 |
13
|
0 |
13 |
10
|
陽煤集團青島恒源化工 |
山東青島 |
非光氣酯交換 |
0
|
10 |
10 |
11
|
中藍國塑 |
四川瀘州 |
非光氣酯交換 |
10
|
0 |
10 |
12
|
浙鐵大風 |
浙江寧波 |
非光氣酯交換 |
10
|
0 |
10 |
13
|
湖北甘寧石化 |
湖北宜昌 |
非光氣酯交換 |
7
|
0 |
7 |
14
|
中石化三菱化學 |
北京 |
非光氣酯交換 |
6
|
0 |
6 |
15
|
浙江石油化工 |
浙江寧波 |
非光氣酯交換 |
0
|
26 |
52 |
16
|
中沙石化 |
天津 |
非光氣酯交換 |
0
|
26 |
26 |
17
|
海南華盛 |
海南東方 |
非光氣酯交換 |
0
|
26 |
52 |
合計
|
|
|
|
180 |
147
|
419
|
聚碳酸酯作為五大工程塑料中唯一的透明塑料,綜合性能優異,在各個領域應用增長迅速,隨著中國成為最大的工業制造國家,市場的需求帶動中國PC產業快速進步和增長。PC除了直接用作注塑、板材、膜材之外,還可以和其他樹脂共混進行合金化或者添加助劑改性,進一步提升性能,如和ABS共混改善加工性和缺口敏感性、與PMMA共混改善耐刮擦性和耐候性、添加特殊阻燃劑制成薄壁透明阻燃PC等。三年內,中國PC產能將突破300萬噸,市場競爭也將趨于激烈。
原文始發于微信公眾號(艾邦高分子):17家中國聚碳酸酯(PC)生產企業盤點