向產業鏈兩端要資源
如何緩解資源緊缺給聚酯纖維行業帶來的困境?一是在原料環節,大力發展生化原料及生物質纖維、加強利用廢舊塑料瓶等再生資源,二是在終端環節,加強廢舊紡織品的循環利用。
近年來,石油資源的緊缺和石油消耗量的持續攀升對化工化纖行業造成了很大的沖擊。中國化纖工業90%以上的產品基于石油,原料成本占生產成本的80%以上,且進口量約占化纖原料總需求量的2/3,對外依存度實際上已經超過了行業平穩發展的安全警戒線,對整個產業鏈的健康發展帶來極大的投資風險和不穩定性。如何緩解資源緊缺給聚酯纖維行業帶來的困境?從目前情況分析,可行的途徑是向產業鏈兩端要資源:一是在原料環節,大力發展生化原料及生物質纖維、加強利用廢舊塑料瓶等再生資源,二是在終端環節,加強廢舊紡織品的循環利用。 生物聚酯將逐步取代合成聚酯體系 中國是一個缺油的國家,按照現有產業規劃,如果今后國內化纖工業增長所依賴的基礎化工原料依然依靠進口原油加工來支持,那么行業發展難以擺脫受制于人、大起大落的困局。如果不進行技術創新,很難在短期內提高化纖原料的自給率。豐富的生物質資源是綠色化工原料的未來出路,越來越多的化工產品可通過生物質資源得到,尤其是基于農林等副產物及廢棄物的生物技術發展,既解決了資源問題,又避免了爭糧問題,實現了農民增收,一舉多得。 早在2005年,《化纖工業“十一五”發展規劃指導意見》就把“生物法多元醇技術研發”列入了化纖生物質工程技術發展的重點,爭取以生物法丙二醇(PDO)、乙二醇(EG)、丁二醇(BG)等為重點,實現產業化突破,圍繞生物基多元醇構建中國化纖產業鏈。“十二五”期間,行業提出生物質纖維及生化原料既要注重發展總量目標,也要注重發展技術及產品目標、產業結構目標。 當然,生物基多元醇僅是生物化工技術發展的一個起點。透過對碳水化合物分子結構的理解,未來將可以由此開發出相關的多元酸和多元醇,并從原料開發與加工、設備設計與制造、產品設計與加工工藝、成品包裝與應用等多個環節實現產業升級,最終將會形成類似基于石化原料的閉合的生化纖維產業鏈。 由大成集團與東華大學聯合組成的研發機構經過2年多的探索和研究,已經完成了生物基乙二醇從聚合、紡絲、加彈、織造、染色到制衣的產業化全過程中試實驗。在以生物原料為基礎的聚酯合成與紡絲已取得階段性成果,生物基乙二醇可直接合成的聚酯,簡稱PDT(已作商標注冊),紡絲性能和染色性能比現有聚酯更為優異。尤其是生物基乙二醇中含有質量分數為2%左右的丙二醇、丁二醇、戊二醇和山梨醇等多組分二元醇,起到共聚改性效果,纖維手感柔軟、染色鮮艷、回潮率與抗靜電性能顯著提升,應用前景看好。 杜邦公司于2000年推出生物質PTT樹脂,由玉米制成的生物質1,3-丙二醇(PDO)取代石油質PDO為原料而制成的。東華大學、福建海天輕紡集團、盛虹集團等單位,通過產學研用合作,開發了高速紡絲級常溫常壓可染PTT-PET、CDPTT等新型共聚酯制備技術,形成了具有自主知識產權的PTT聚合、紡絲、織造等專有技術,集成開發了PTT切片、纖維、面料和制品,率先實現了PTT聚合國產化,形成了PTT聚合、紡絲、織造染整及面料制品的產業鏈。 此外,利用地溝油等發酵生產1,3-丙二醇的路線越來越受到關注,其中以甘油為底物發酵制備1,3-丙二醇的路線已初步實現千噸級試生產。由于2,5-呋喃二甲酸具有與對苯二甲酸(PTA)相似的性質,因此可以2,5-呋喃二甲酸與乙二醇為原料制備聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF),可能形成全生物基聚酯,徹底改變對石油資源的依賴,發展前景廣闊。國際上已實現從玉米等植物秸稈中提取2,5-呋喃二甲酸。 研發生物聚酯產品既是機遇也是挑戰。機遇是資源可持續、產品低碳、市場空間大,符合當前社會發展趨勢;挑戰是產業鏈長、技術難度大與工程開發時間長,首先是原料體系建設,要形成大規模生物合成物流體系、生物技術體系、裝置體系;其次是分離與聚合體系,必須克服生物質原料波動大的問題,并根據其組成特點開發相關催化技術,建立產品與應用體系。但有一點可以肯定,經過10~20年甚至更長時間,我國生物質聚酯將逐步取代合成聚酯體系。 再生化纖需要政策技術支撐 大力提倡發展循環經濟,建設“資源節約型、環境友好型”社會,是黨中央作出的重大戰略決策,是我國的一項基本國策。黨的十七大更提出“建設生態文明,基本形成節約能源資源和保護生態環境的產業結構、增長方式、消費模式”,并把“循環經濟形成較大規模”作為實現全面小康社會目標。再生滌綸作為化纖產業內典型的綠色環保、循環經濟的代表產業,在節約能源、保護環境等方面具有突出優勢,回收1噸纖維,減排3噸以上二氧化碳。 我國擁有世界上最大的再生聚酯產業,產量在700萬~800萬噸。目前,該產業原料以回收瓶片為主,紡絲廢絲及漿塊為輔;產品主要是棉紡和填充材料用再生滌綸短纖及POY、DTY、FDY、BCF地毯絲、工業絲等再生長絲產品,并加工成服裝、非織造布、玩具充填料及其他后道產品。 國際再生滌綸回收、加工技術的改進,打破了以往大、小化纖之間的鴻溝。再生產品質量的逐步提高逐漸削弱了原生紡的優勢,加上再生滌綸行業比原生滌綸行業的投入產出比低,再生產品逐步搶占原生滌綸市場。目前再生滌綸產品應用市場覆蓋非織造布、地毯、家紡、汽車紡織品等領域,產品已達近百種之多。近些年來仿大化滌綸短纖、再生長絲、波斯綸、超細纖維、仿羽絨纖維、阻燃纖維等再生紡高端產品的接連出現,大大豐富了再生化纖市場,使下游市場越來越多樣化,銷售渠道及數量也隨之增加。但同時,原料供應也日趨緊張。 與再生紡原料緊張相對的,是廢舊紡織品的浪費。我國聚酯纖維年產量約3000萬噸,每年廢舊紡織品的數量將近2000萬噸,絕大部分未得到再利用。究其原因,一方面是廢舊紡織品的再生利用技術還不成熟,利用物理方法回收聚酯纖維獲得的再生產品質量較差、經濟價值不高,化學降解方法流程長、成本高;二是政府還沒有把廢舊紡織品綜合利用及其產品列入《資源綜合利用目錄》并享受稅收優惠政策。鑒于此,聚酯纖維再生迫切需要先進的科技手段予以支撐,開展廢舊紡織品綜合利用關鍵技術和設備的研究,突破綜合利用過程中的技術瓶頸,提高廢舊紡織品的綜合利用水平。 為此,總后軍需裝備研究所在行業協會組織下,與東華大學、浙江富潤等單位聯合攻關。他們針于不同的聚酯纖維制品采取不同的回收方法,純滌制品利用物理回收技術;對于滌棉制品,采用解聚劑在一定條件下打斷酯鍵,將高聚物醇解為單體或者低聚物、先分離出棉纖維,再將醇解物聚合紡絲;對于毛滌制品,采用機械分離的方法得到聚酯纖維制品,再進行牽扯、開松,最后紡紗。 通過開展純滌及滌棉廢舊紡織品的回收再利用關鍵技術、熔體調質調粘、研究再生紡絲設備數字化設計、再生纖維染色改進、添加功能母粒(顏色補償技術)、共混纖維改性、再生功能面料的織物設計與深加工等技術的創新與集成,不僅能建立具有自主知識產權的纖維—纖維回收技術體系,而且還能開發出基于再生聚酯的仿棉纖維、抗老化纖維、高色牢度纖維、有色纖維、阻燃等多功能高品質纖維及其紡織產品,應用于更高端的領域;并在各產業鏈環節建設產業化示范線,針對新開發的技術和產品制定出技術規范、建設技術標準體系,逐步推廣應用。在政府、協會等各方支持下,實現在全國重要城市逐步建立紡織品再生利用基地,形成全國的廢舊紡織品回收利用網絡,最終實現紡織行業資源節約和環境協調、可持續發展的良好局面值得期待。 可以預計,今后若干年內,我國再生聚酯纖維的比例將逐步提升,如果回收紡織品比例到達30%,將為我國化纖行業提供1000萬噸原料,從而大大緩解我國纖維原料供應鏈的壓力。 轉載本網專稿請注明:"本文轉自錦橋紡織網" |