石油化学行业热点话题——可持续性

过去几年来，石油化学产业受全球经济持续疲软及低油价影响，屡遭“业绩冲击（earning shock）”，经历着一场重大危机。再加之，尽管石油化学在过去数十年来，与人类历史同步发展，丰富了人们的生活，但如今却被指为导致洪涝灾害、干旱、异常高温等气候反常现象在全球各地出现的罪魁祸首。

在全球石化行业为了进入稳定而可持续发展的“下一代石化产业”孤军奋战的背景下，韩华拟通过“未来型原创技术”的研发来寻找其答案。

韩华从“未来型化学原创技术”中寻求“可持续性”

韩华为有效应对全球性环境问题，对绿色化学产品、化学材料、化学工艺的研发予以高度关注。正因如此，韩华化学于2015年11月携手韩国最权威的技术科学大学——韩国科学技术院（KAIST）成立“KAIST-韩华化学未来技术研究所”，为确保可持续的能源，致力于技术研发工作。如：下一代石油化学物质原创技术、可大幅降低能源消耗的高纯工艺技术等。

韩国科学技术院（KAIST）-韩华化学未来技术研究所 | 研究所所长兼教授李相烨

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韩国科学技术院（KAIST）-韩华化学未来技术研究所
研究所所长兼教授李相烨

Q1. 请您介绍一下未来技术研究所的成立背景。

A1. 众所周知，韩国科学技术院（KAIST）是一所享有国际声誉的理工科大学，韩华化学是领军世界的石油化学企业之一。一旦双方携手合作，就能造福于人类，为我们子孙后代打造更美好的生活环境。那么，我们所能做的选择也就不言而喻了。要与志同道合的伙伴携手探索解决方案，应对气候变化等地球所面临的危机。“韩国科学技术院-韩华化学未来技术研究所”就在此背景下成立。目前，有四个研究团队把解决上述问题作为目标，埋头苦干推进研究工作。这个目标是我们想要达成，也是一定要达成的目标。

Q2. 目前研究所正推进哪些研究工作？

A2. 目前共有四个研究项目，其中，由我负责的项目是基于生物的化学物质生产研究，也就是说，以可再生的生物质能作为原料开发化学物质。当然，我们以研究为目的所使用的是非粮生物质能，因为我们不能和粮食竞争。目前有相当多的生物质能被白白地浪费掉，因此我们正在研发技术，将这些被浪费掉的生物质能转换为可持续的原料，以取代石油、天然气等化石燃料，或者制造出日常生活中必需的聚合物前驱物等化学物质。一言以蔽之，我们研究的最终目标在于通过化学产业的“去石油化”，开辟基于生物的可持续发展的化学产业时代。这就是韩华化学所追求的目标，也是韩国科学技术院的研究重点。我们双方基于上述共识，正努力解决上述问题。

上述合作项目并非单纯的学术研究，而是可进一步进入实用化阶段的研发工作。这不仅有望确保有助于应对不确定未来的尖端原创技术，而且还能发展可持续的绿色化学产业，因此其意义非凡。

1. 01
   生物技术领域 研发非粮生物质能的环保生物工艺
2. 02
   材料/表面改性领域 优化高吸水性树脂表面关联改性
3. 03
   催化剂领域 研发高效混合催化剂
4. 04
   工艺领域 研发高效的工艺、产品及系统

未来技术研究所的研究范围包括如下：生物领域、材料/表面改性领域、催化剂领域、工艺设计和工程领域等。

未来技术研究所的核心研究一旦成功推进，有望开发可通过环保高效的工艺进行生产的技术。以此为后盾，韩华不仅能具备技术实力，引领基于生物的绿色“去原油”化学产业，而且还能建立实现能效最大化的化学产品生产系统。

石化产业是否在100年后也能持续坚持下去？能否让在太平洋深处由塑料等垃圾形成的“塑料岛”销声匿迹？石油化学的未来可以在“可持续能源解决方案”中找出答案。韩华今后也会继续对未来型化学原创技术进行投资，提出能够克服如今石化行业所面临之诸多危机的方案。

众矢之的：邻苯二甲酸盐

“邻苯二甲酸盐（Phthalate）”是一种塑料增塑剂，常见的环境激素之一。环境激素是指干扰生物体内分泌的化学物质，具有影响生殖系统的毒性，其对人体的危害性通过数十年来的多项研究予以证明。正因如此，欧盟从2015年开始全面禁止生产、销售和进口邻苯二甲酸盐，越来越多的国家逐渐加强对邻苯二甲酸盐的使用限制。

可是我们在日常生活中使用的塑料瓶、化妆品、牙膏、定型喷雾等产品都含有邻苯二甲酸盐，我们如何才能离开邻苯二甲酸盐呢？为了带头实现“零（ZERO）邻苯二甲酸盐”，韩华道达尔催化剂研究团队开始研究了环保催化剂。

韩华研发环保PP催化剂 加入“零（ZERO）邻苯二甲酸盐”行列

作为塑料材料之一，聚丙烯（Polypropylene，简称PP）被广泛用于食品容器、医疗器械、家电、汽车等众多领域，全球年产量约达5千万吨。目前在聚丙烯（PP）生产工艺中约有80-90%采用“齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）”催化剂，该催化剂把邻苯二甲酸盐作为控制性能的核心成分，即内部电子供体（internal donor）。换句话说，聚丙烯（PP）产品的80-90%都含有微量的邻苯二甲酸盐。

随着人们对“无邻苯二甲酸盐”产品的需求越来越增多，韩华道达尔催化剂研究团队从2009年开始致力于研发下一代环保聚丙烯（PP）催化剂技术。其结果，在2015年以绿色环保的新型化学物质作为内部电子供体，成功研发“环保聚丙烯（PP)”催化剂。

韩华道达尔研究团队所研发的下一代环保聚丙烯（PP）催化剂完全不含邻苯二甲酸盐，而且采用自主研发的微孔（micropore）载体，活性和立构规整性均佳。不仅如此，采用韩华道达尔环保催化剂的聚丙烯（PP）产品，其物性和加工性能都与采用一般催化剂的产品一致，因此可适用于所有用途的产品。

微孔（micropore）载体

韩华道达尔环保聚丙烯（PP）催化剂的特性

无邻苯二甲酸盐

高活性

立构规整性好

依靠技术实力 发挥绿色领导力

韩华道达尔等韩华集团旗下石化事业部门正率先开发除环境激素外，不排放环境有害物质或有危害之虞物质的绿色环保技术。其结果，成功研发了环保增塑剂、无卤素（Halogen Free）复合物、固态储氢物质等。

韩华石化事业部门的研究团队为积极应对日趋严重的环境问题，同时勾勒下一代化学产业发展蓝图，而不遗余力地研发绿色环保技术。韩华始终走在化学产业研发的最前列，今后也将一如既往地作为绿色产业的领袖，更加巩固其地位。

韩华石化事业部门绿色环保技术开发成功案例

• 
  环保增塑剂

  韩华化学开发不含邻苯二甲酸盐（Non-phthalate）系列的环保增塑剂³，正准备投入商业生产。不仅如此，公司为了开发高质量的通用环保增塑剂以及具有特殊功能的增塑剂，持续进行研究开发和生产工艺开发，以及安全性和加工性能评估工作。

  • ³ 增塑剂：在塑料或涂料加工中添加这种物质，可以使其柔韧性增强，容易加工，可合法用于工业用途。
• 
  无卤素（Halogen Free）复合物

  最近在电子产品、汽车、建筑等复合物市场的所有领域上，对不含卤素（Halogen）⁴ 的环保产品的需求与日俱增。韩华化学成功开发并向市场供应的难燃⁵ 复合物不含卤素、RoHS限制使用的六种有害化学物质⁶ 、重金属、邻苯二甲酸盐、挥发性有机化合物（VOCs）⁷ 等有害物质，而且其物性和经济性均佳。

  • ⁴ 卤素（Halogen）：一种包括氟、氯、溴等元素，对人体有毒性，影响内分泌系统的物质。
  • ⁵ 难燃：具有难以燃烧的特性
  • ⁶ RoHS指令限制使用以下六类有害物质：水银（汞—）、铅、镉、铬（六价）、多溴联苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）。
  • ⁷ VOCs（volatile organic compounds）：挥发性有机化合物

“韩华制造”的EVA成为全球太阳能电池市场上最畅销的产品

随着温室气体减排成为全球热门话题，太阳能正迅速发展成为下一代绿色能源。2016年，全球新增太阳能装机容量达到302吉瓦，同比增长32.7%。

太阳能是一种将光能转为电能的辐射能，而将太阳能转化为电能的器件就是太阳能电池组件。从太阳光直接照射的部分看下去，按玻璃、密封材料、电池片、密封材料和背板顺序组成。作为电池组件的重要组成部分，密封材料是厚度为0.5毫米的薄膜，它对电池片起到密封作用，不仅可以防止水分渗入电池片，起到绝缘作用，而且还能保护太阳能电池片不受外力冲击。作为密封材料的原料, EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）从约30年前就开始用于太阳能电池的密封材料。

韩华道达尔为了有效应对全球能源需求和瞬息万变的市场环境，领先研发有别于现有产品、具有高附加值的EVA。为质量创新而不懈努力的结果，韩华道达尔的光伏电池用高附加值EVA产能达24万吨，排名世界第一；全球市场份额约占35%，跃居全球第一。

在世界首次采用管式法工艺成功实现VAM含量达28%的EVA商业化生产

EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）的醋酸乙烯单体（Vinyl Acetate Monomer, VAM）含量低，被视为通用产品；含量高，则被视为高附加值产品。用于太阳能发电的光伏电池用密封材料采用高含量EVA，韩华道达尔研究团队所研发的EVA是VAM含量高达28%的高附加值特化产品。

EVA的生产工艺根据反应器的不同，可分为管式反应器的管式法（Tubular）和圆筒形反应器的釜式法（Autoclave）。EVA的生产工艺一般在反应温度230度以上、反应压力2500Pa以上的超高温、超高压的条件下进行，而管式法工艺由于运行条件和设备制约因素，很难安装小规模测试设备，无法保证其数据的可靠性，因此在大规模的商业工厂难以进行试生产。

正因如此，大部分的EVA生产商采用釜式法工艺，它虽有利于生产VAM含量高的EVA，但生产效率较低。
韩华道达尔研究团队为了生产高含量EVA而采用了管式法工艺。研究团队凭借采用管式反应器聚合工艺技术生产高质量LDPE的经验，成功研发了引发剂配方（Formulation）。再加上，通过与生产线的协作，自主研发了能取代小规模试验性设备，安全测试管式法工艺的模拟软件。

Ji Yong Park, Manager of Hanwha Total Petrochemical

韩华道达尔 Park Jiyong 队长表示，管式法工艺由于无法通过小规模试验进行事前评估，也无法通过小规模样品制造进行评估，因此在产品研发方面有很多困难。我们研究团队为了进行技术攻关，通过自主开发的工艺解释和产品设计用模拟器，找出最佳的聚合条件后，经过最少次数的试生产，成功开发为生产技术。