从HPPO技术看环氧丙烷的持续竞争力

环氧丙烷(PO)是一种重要的丙烯衍生物，是一种非常重要的有机化合物原料，具有广阔的发展前景。

目前，制备环氧丙烷的主要工艺有氯醇法、共氧化法（PO/SM和PO/TBA）和过氧化氢的直接氧化法(HPPO)，2022年全球1600多万吨/年的产能中，这几种工艺的占比分别为28%、42%和28%。氯醇法制备环氧丙烷生产工艺最早实现了工业化，但对环境污染严重，属于落后产能，逐步进行淘汰中。共氧化法主要的缺点是联产叔丁醇或苯乙烯，受市场行情制约，同时设备造价高、施工周期长、工艺流程复杂、丙烯纯度要求高。

HPPO是丙烯经双氧水直接氧化制环氧丙烷技术，即在低温、低压条件下，丙烯结合双氧水在甲醇/水混合液中，借助特殊的钛硅催化剂，在固定床反应器中发生选择性氧化反应，一步生成环氧丙烷的绿色生产技术。该技术的特点是流程短、工艺简便、原子利用率高、投资省、反应条件温和、能耗低、基本无污染、产品收率高、其它副产品少。因此，它被国际公认为绿色环保生产技术。

与氯醇法和共氧化法相比， HPPO技术的优势更加明显。以1万吨/年环氧丙烷装置做个对比，在投资方面，包含污水废渣等处理，HPPO技术约为氯醇法的52%，约为共氧化法的40%；在环氧丙烷收率方面，HPPO技术收率95%以上，而氯醇法、共氧法分别为88%、91%-93%；水、电、汽等公用工程消耗方面，HPPO技术综合来看比氯醇法、共氧化法低35%-40%；公用工程用工数，HPPO技术为50人，氯醇法、共氧法分别为81人、70人；单位环氧丙烷生产成本方面，HPPO技术分别为氯醇法和共氧化法的86%和81.9%。

HPPO法最早由意大利Enichem公司于20世纪80 年代初开发成功，它是在有钛硅分子筛（TS-1）催化剂存在下，使丙烯与双氧水在甲醇溶剂中反应生成环氧丙烷和水。该法原料利用率高，绿色环保，投资成本低，代表了PO 生产发展方向。当前HPPO 工艺的核心技术主要掌握在巴斯夫、陶氏化学、赢创、伍德等极少数国际化工巨头手里。国际巨头凭借垄断优势，技术转让要价极高。据某大型石化企业内部人士透露，仅环氧丙烷制备部分的技术转让费就要价上千万欧元。不止于此，双氧水制造技术还要捆绑销售、单独计价。

我国对该工艺的研发起步较晚，直到2014年才由中石化长岭分公司建成国内第1套完全自主研发并拥有完全自主知识产权的10万t/a HPPO装置，从而突破了国外对该技术的垄断。

中国人均GDP在2025年有望突破8.5万人民币，正式迈入高收入国家行列，发展模式也将从高增长向高质量转型。高质量发展是全方位的变革，是经济社会发展方式由注重速度转向注重质量和效益的发展，涉及各领域各行业质量、效率的提升和结构的优化，绿色可持续发展是重中之重。在中国，随着“双碳”目标的发布以及相关节能减排政策的落地，绿色环保逐渐成为企业发展的重要话题，企业的环境绩效也被推到显要位置。

随着环保力度不断加大，氯醇法将逐渐退出历史舞台，而供给缺口将由更为绿色的工艺HPPO法进行替代，预计未来几年中国HPPO法的环氧丙烷增量近200万吨。主要来自华谊在广西钦州30万吨/年HPPO，三岳化工15万吨/年HPPO，维远股份30万吨/年HPPO，天辰在泉州30万吨/年HPPO，齐翔腾达30万吨/年HPPO，东民祥化工15万吨/年HPPO装置，以及卫星化学的2套40万吨/年HPPO装置。这其中，最具有规模优势的是卫星化学。2021年12月28日，卫星化学旗下企业江苏嘉宏新材料有限公司在江苏连云港徐圩新区进行二次环评公示。项目总投资113.8亿，其中包含6套45万吨/年过氧化物装置、2套40万吨/年环氧丙烷装置。环氧丙烷装置主要采用中触媒新材料股份有限公司的双氧水直接氧化法工艺。继中国最大的丙烯酸、乙烷裂解产能后，随着HPPO产能投放，卫星化学也将拥有中国最大的绿色PO产能。

作者：赵军，《中国石油和化工》杂志编委