投资4875万元！陕煤发力新型二氧化碳基可降解材料PCHC 赛道

导读：PCHC是一种重要的脂肪族聚碳酸酯，不仅具有生物可降解性，同时还具有优良的阻隔氧气和水的性能，可用作工程塑料、一次性医药和食品包装材料等，是一种绿色化工产品，并且与可降解材料聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）相比，由于PCHC主链上插入了刚性基团环己基，使得PCHC具有较高的玻璃化温度（约 120℃），有助于改善 PPC 耐温性差的问题，因此 PCHC 有望成为继 PPC之后最重要的二氧化碳基聚合物。

近日， 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司发布，二氧化碳基可降解材料-聚碳酸环己撑酯（PCHC）制备中试项目环境影响评价公众参与第二次公示。

本项目采用研发的高活性非金属催化剂，进行二氧化碳/ 环氧环己烷共聚制备二氧化碳基可降解材料—聚碳酸环己撑酯（PCHC）的中试试验。

项目情况

建设地点：渭北煤化工业园，在租用的蒲洁能化公司厂区内东南侧预留用地

建设单位：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司
建设性质：新建（中试项目）

项目总投资：4875 万元，其中环保投资 28 万元，占总投资的 0.57%

占地面积：租用蒲洁能化公司厂区内东南侧预留用地 17.1 亩，该地块用于本项目及同期拟建的多元醇项目的建设；

中试时间：本项目中试期拟进行 300 个批次的中试试验，中试期时间跨度约为1年。

建设内容和建设规模：主要建设一套100吨/年的二氧化碳基可降解材料-聚碳酸环己撑酯（PCHC）制备中试装置。

项目意义

• 本项目以温室气体二氧化碳作为原料，固碳率高达 31%， 本项目中试成功后，待工业化装置建设时， 该工艺技术可以使陕煤集团下属煤化工企业和热电企业运行过程中排放废气中的 CO2 实现资源化利用， 有利于陕煤集团碳达峰、碳中和行动的扎实推进，进而有利于更好地应对气候变化、推动绿色低碳发展、促进碳减排实施路径的多元化发展，符合党中央做出的实现碳达峰、碳中和重大战略决策的要求。

• 本项目中试产物 PCHC 具有生物降解性，属于可降解材料，同时 PCHC 具有优良的综合性能，可以成为现行广泛使用的不可降解塑料的理想替代材料，从根本上解决“白色污染”问题，助力塑料污染治理目标如期实现。

• 本项目可以有效缓解高分子材料工业对石油等化石资源的依赖程度，实现高分子材料工业原料来源的多样化，同时实现人工碳循环，促进经济高质量发展。

• 本项目的实施可以有效促进新材料产业技术的进步，可以补齐产业链短板，推动新材料产业向高附加值产业延伸。目前，实验室小试阶段已取得了催化剂及反应工艺的基础研发数据，基本具备了进行工程化开发的条件。因此，有必要尽快进行中试，通过中试解决原料预处理、聚合反应、螺杆脱挥等放大过程中的技术难点，获得PCHC制备过程中的最佳工艺参数，形成从原料到 PCHC 材料的完整工艺，为后续项目实现工业化示范提供技术支撑。

那么，PCHC到底是什么材料，它与另一种CO2基可降解材料——聚甲基乙撑碳酸酯（PPC），它们之间有什么区别呢？

1、PCHC和PPC的原料区别：

聚碳酸环己撑酯（PCHC）和聚甲基乙撑碳酸酯（PPC），都是CO2和环氧化合物共聚制备的脂肪族聚碳酸酯。PCHC的原料是CO2和环氧环己烷（CHO），PPC的原料是CO2和环氧丙烷（PO）。CO2是一种来源丰富、价格低廉的可再生C1资源，所以两者最大区别是环氧化合物的来源问题。

而我国的环氧丙烷产量400-500万吨，来源易得。但环氧环己烷产能太小，可能成为PCHC未来工业化量产的掣肘。资料显示，国内规模化生产CHO厂家有岳阳昌德化工有限公司（5000吨/年）、岳阳石化总厂隆兴实业公司（不足100吨/年）、山东高密银鹰股份有限公司（2006年200吨/年，此后一直停车）。目前欧美地区的CHO生产装置较少，日本仅有一套约50吨/年的装置，无法满足本国需求。

2、PCHC和PPC的固碳优势：

CO2的大量排放是造成全球气候变暖的主要原因，以CO2为原料合成的脂肪族聚碳酸酯，具有优越的气体阻隔性能和良好的生物降解性，CO2基聚碳酸酯的制备，已经成为CO2化学利用领域的重要发展方向。

PCHC固碳率达到31%，PPC固碳率达到30%-42%。这两种材料，都兼备了减碳和降解的优势。在制备高附加值可降解材料的同时，可以实现温室气体CO2的减排和资源化利用，可助力碳达峰、碳中和目标的实现，同时还能缓解塑料工业对化石资源的依赖程度，实现塑料工业原料来源的多样化，是一条低污染、环境友好的途径。

3、PPC优缺点：

PPC具有高阻隔性、透明性、可降解性能以及超低温柔性等特点，可用于生产高附加值的超低温食品保鲜膜、环保包装袋等薄膜类制品、一次性医药和食品包装材料等。

但是，PPC的玻璃化转变温度比较低（约30-40℃），耐温性较差，在一定程度上限制了PPC的规模化应用。

4、PCHC优缺点：

由于PCHC主链上插入了刚性的六元环基团—环己基，限制了分子链段的自由运动，增加了分子链的刚性，使得PCHC具有较高的玻璃化温度（约120℃）。PCHC属于耐高温的生物降解脂肪族聚碳酸酯，有助于改善PPC材料耐温性差的问题，因此PCHC有望成为继PPC之后最重要的CO2基聚合物。

同市场上主流的可降解塑料相比，PCHC具有较好的耐热性和耐候性，拉伸断裂强度较高，综合性能优良， 并且具有生产成本低等诸多优势，具有广阔的市场应用前景。

但是，PCHC产品也有缺点，第一，PCHC产品的降解速度很慢，难以达到国家标准的要求。因为PCHC生产工艺尚处于实验室研究阶段，暂无国家、行业或企业的PCHC产品质量标准，而陕煤公开的环评报告中也已删除相应的技术指标和限值，因此我们暂时无法获得相关数据。第二，PCHC产品的原材料环氧环己烷，目前世界上每年只有5000吨，所以产业化有一定难度。