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走近名企|巴斯夫凭什么玩转催化剂行业?
2022年03月31日 发布 分类:行业要闻 点击量:385
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3月28日,全球领先化工集团BASF(巴斯夫)在最初宣布一年后,重申了其雄心勃勃的气候目标——到2030年其温室气体排放量比2018年减少25%(达到1640万吨),并在2050年实现净零排放。当然,可再生能源是减排的主要动力,但这毕竟是个长期过程,当下则需要调整工艺和开发新技术以实现短期目标,巴斯夫视其催化剂业务为主要助力——比如,催化剂可将CO2转化为其他可利用资源,同时可把甲烷等转化为H2这样的清洁能源。


催化剂产品应用非常广泛,比如汽车交通行业的排放控制中减少汽油发动机产生的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx);比如炼油用FCC催化剂、加氢催化剂和吸附剂是生产天然气、硫磺、烯烃、过氧化氢、芳烃等石化产品不可缺少的耗材;还可以选择性去除有机合成中使用的常见保护基团和去除肽合成中使用的保护基团等等……巴斯夫催化剂部门在全球拥有40多个生产基地,5000多名员工,1100多个研发专家,专利无数,授权产品遍布全球,在2019年的销售额约为590亿欧元,可见催化剂市场之庞大可观。而这也意味着很难用一篇文章将其催化剂产品进行介绍,哪怕只是皮毛简介,所以文本将重点介绍相关领先技术和理念。

一、回收


催化剂常用到铂、钯和铑等贵金属,而巴斯夫表示,回收是仅次于矿山世界上最大的贵金属来源,因此其在美国、英国、俄罗斯、中国、日本和德国都设有回收公司。今年2月,巴斯夫与贺利氏在中国平湖成立合资企业即通过回收废催化剂来实现循环经济解决方案。

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二、专利

巴斯夫将电池正极材料列入催化剂产品阵营,重点是其拥有阿贡国家实验室 (ANL)镍钴锰(NCM)正极活性材料专利唯一许可,全球范围商业化生产传统到高镍如NCM721和NCM811全系列正极产品;并在2021年与Umicore(优美科)签署了一项非独家专利交叉许可协议,涵盖范围广泛的正极活性材料 (CAM) 及其前体 (PCAM),包括镍钴锰 (NCM)、镍钴等化学物质铝(NCA)、镍钴锰铝(NCMA)和富锂、高锰高能NCM(HE NCM)。受益于这种专利政策,巴斯夫的客户可以继续使用现有的产品平台,不受许可供应商的供应阻碍

三、售后

以航空航天为例,巴斯夫以其臭氧+VOC转换器OEM的身份服务于全球范围内的商用客机、支线飞机和公务机的空气净化,同时通过熟的MRO程序维修、升级和更换产品保证正常使用。2021年第四季度,巴斯夫启动上海MRO项目建设,除了支持亚太地区客户,也补充其在北美维修中心的售后力量。

四、定制(OEM

巴斯夫在催化剂领域的OEM已有50多年的历史,可以为化学工艺催化剂、工业催化剂、精炼催化剂以及吸附剂开发定制催化剂,其不同的商业模式包括从完全商业化的制造过程的收费到联合开发安排,为客户提供了更多的灵活性。

独有技术

技术是一切生意的核心竞争力。氮氧化物分解、脱销脱硫,裂解转化或吸收,无论何种型号用在哪个行业,其根本的催化剂技术优势转化成的产品优势。


巴斯夫的吸附剂产品组合包括专有的氧化铝、二氧化硅、硅铝溶胶和广泛的贱金属氧化物保护床材料系列。吸附剂通常以球形颗粒、棒状、模制品或流体动力学直径在0.5至10毫米之间的整体形式使用。它们必须具有高耐磨性、高热稳定性和小孔径,这可以带来更高的暴露表面积和更高的表面吸附能力,吸附剂还必须具有能够快速传输目标分子的独特孔结构。

传统硅胶产品是通过酸化硅酸钠或“水玻璃”,然后水洗沉淀物,然后脱水而成,巴斯夫则采用专有的油滴溶胶-凝胶工艺生产(当胶体Al/Si颗粒落入油柱时会产生溶胶)。这样的好处是原始珠中存在的水分含量的减少允许更大的孔径控制和水热稳定性,并且可以对硅铝溶胶的化学成分进行精细控制,进一步强调所得珠子产品的差异。

巴斯夫还用专有的成型工艺制造活性氧化铝和特定吸附剂球形产品,其可以达成密度高、抗压强度高、粉尘小的优异效果。

六、围绕碳中和开发投资新项目

1.蒸汽裂解装置

巴斯夫、SABIC 和林德签署了一项联合协议,以开发和演示电加热蒸汽裂解炉的解决方案——使用可再生能源发电来运行石化行业的裂解装置。

2.甲烷热解

甲烷热解

除了用于清洁能源,化工合成例如氨也需要氢气为原料。甲烷热解技术则将甲烷或天然气被直接分解成氢和固体碳的成分,与其他无排放制氢工艺相比,甲烷热解只需要大约五分之一的电能。巴斯夫路德维希港建造了一个中试反应堆并正在启动。高纯固体碳则可被用于其他,比如钢铁和有色金属,电池材料等。

3.水电解

水电解

这项技术需要高性能、低PGM负载的催化剂

水电解制氢是另一清洁路线,但水电解消耗很高电力。巴斯夫与西门子合作,计划在路德维希港建设一个容量为50兆瓦的水电解厂,并将其整合到一体化系统中。

4.碳封存(CCS

完全防止CO2的排放不现实,那么另一条路线则是将其捕获封存。巴斯夫正在计划参与最大的欧盟碳中和项目,其中正利用到其吸附剂产品技术提供分离、脱水、运输和储存二氧化碳的解决方案。

5.无碳生产

甲醇是化学工业的重要原料,巴斯夫致力于开发一种新的气候友好型生产这种基础化学品的工艺,不仅仅是减少排放,而是没有任何排放。在巴斯夫的新工艺中,合成气是通过天然气或沼气的部分氧化产生的,在合并和处理此处产生的废气流时首先用纯氧燃烧,再气体洗涤工艺除去CO2,再将其捕获返回过程,补充氢气进行循环合成。


小结


巴斯夫在催化剂领域的技术和产品积累之多,小编的水平无法做到在一篇文章中进行总结。诸如,将低成本碳源回收转化为高附加值产品,如甲醇制乙醇,甘油制备丙二醇;再有氧化铝催化剂对乙醇脱水制备烯烃;还有将通常利用MeOH以两步法生产的二甲醚(DME)用创新的一步法生产,等等,而这都是巴斯夫催化剂的价值和意义所在。


粉体圈 启东

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