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疫情当下,石油化工产品在行动
2020年8期 发行日期:2020-04-16
作者:■ 中国石油石油化工研究院 付凯妹 鲜楠莹

    新冠疫情已蔓延至全球,并且仍在持续快速发酵。石油化工行业在抗击新冠肺炎疫情过程中发挥了重要作用,多种石油化工产品如聚丙烯、聚乙烯、环氧乙烷以及次氯酸钠等在疫情防控中做出了不可或缺、不可替代的贡献。
    其中,聚丙烯是医疗防护装备(医用口罩、医用防护服)的核心原料,聚乙烯是医用耗材(输液器、药品塑料外包装)的主要原料,它们都是石油经过常减压蒸馏得到石脑油馏分,而后通过乙烯裂解及聚合等化工过程生产得到的。环氧乙烷是通过乙烯直接氧化生产的,次氯酸钠是杀菌消毒剂(84消毒液)的主要成分,来自石油化工的氯碱生产系统,这些石油化工产品都为生产抗疫物资从原材料上提供了强有力的支撑和保障。
  
1. 聚丙烯在口罩、医用防护服等医疗防护装备中的应用
   
    新型冠状病毒主要通过咳嗽或打喷嚏飞沫传播,国家卫健委发布的《口罩使用指南》中强调,口罩是预防呼吸道传染病的重要防线,可以降低新型冠状病毒感染风险。口罩为民众日常生活和医护人员临床医疗提供了有效防护,也是在疫情爆发初期最紧缺的防疫物资之一。医护人员除佩戴医用口罩外,还需要通过穿着医用防护服作为细菌阻隔层,防止细菌泳移,减少交叉感染。
    在医用口罩和医用防护服中起到病毒过滤作用的主要材料是极细密且带静电的内层过滤布——熔喷无纺布,其原料为聚丙烯高熔指无纺布专用料。医用口罩和医用防护服面料一般具有多层结构(简称为SMS结构),除熔喷层外,内外层为纺粘层,外层防飞沫、内层吸湿,其原料均来自聚丙烯。作为医用口罩和医用防护服的核心原料,聚丙烯发挥了不可替代的作用。
    以医用口罩为例,从聚丙烯原料到一片合格的医用口罩产品,需要历经熔融塑形、熔喷工艺、驻极处理、超声粘合/复合成型以及环氧乙烷杀菌等5个主要步骤。其中,防粘层的制备主要是通过聚丙烯熔融塑形后制成聚丙烯纤维,而后通过纺粘/热风等工艺流程制得。熔喷层的制备则是通过熔喷工艺将聚丙烯纤维随高速高压热空气流从喷丝孔喷出,并牵伸成直径为0.3~7.0μm的超细纤维黏合成网最终加固成为熔喷无纺布。1吨聚丙烯原料可生产一次性医用外科口罩90万~100万只,或N95口罩20万~25万只。 
    2019年我国聚丙烯产能达到2549万吨/年,约占全球的30%。其中医用口罩熔喷无纺布的核心原料高熔指聚丙烯纤维产量仅占总量的4.2%。随着疫情的不断蔓延,以口罩为代表的防疫物资需求激增,极度紧缺,严重影响了抗击新冠疫情的战略部署,熔喷无纺布市场价格从原有的1.8万元/吨一度暴涨至40万元/吨。为此,以中国石油、中国石化为代表的石油化工企业应国家与民众之所急,迅速新建、改建或扩建一批聚丙烯熔喷无纺布生产线,全力应对医用口罩和医用防护服需求缺口。
    中国石油在大庆石化、兰州石化、抚顺石化、大庆油田加速建成了“三地四企”口罩生产基地,共计投产20条全自动口罩生产线,日产能突破60万只,截至目前已累积生产口罩突破1000万只。中国石化在燕山石化和仪征化纤两家企业快速建成10条熔喷布生产线,产能达到18吨/天,可日产1800万片医用平面口罩或360万片N95口罩所需的熔喷无纺布。石油化工行业在抗击新冠肺炎疫情危难时刻起到了保障供应、平抑价格的重要作用。

2. 聚乙烯在输液器等医用耗材中的应用
   
    输液器的使用量非常大,有研究显示,我国每年仅一次性输液器的使用量就超过50亿支。医用输液瓶、输液管和输液袋的原料主要有聚乙烯、高密度聚乙烯以及聚丙烯等。其中,聚乙烯是医用塑料的最主要材料之一,具有良好的化学惰性和生物安全性,并且价格低廉、易成型、相对坚韧,适合一次性使用,卫生安全。随着聚乙烯产品的不断升级和更新,在医疗卫生领域也得到广泛的应用,在抗击新冠疫情的治疗过程中,其应用范围主要涵盖了输液设施、DNA检测盒外包装、呼吸机导管、注射器以及各种医药外包装、创伤包扎材料和各种手术用品等。
    近年来,我国的聚乙烯产能呈现递增趋势,聚乙烯生产企业超过35家。从聚乙烯消费结构看,塑料薄膜的消费量占比最高,占总消费量的52%;注塑占比次之,为13%;而后是中空、管材料和拉丝,占比分别为12%、11%和6%。在救治新冠肺炎患者的过程中会消耗大量的一次性医疗耗材,而医疗耗材原料聚乙烯的充足储备显得至关重要。在疫情最严峻的关键时刻,中石油独山子石化高密度聚乙烯装置1月5日转产后对生产医用料的装置进行升级管控,立即进入超负荷运行状态,加大生产高密度聚乙烯小中空注塑料,生产负荷达到110%,每日产量达到1056吨,已累计生产1.47万吨,践行了央企责任,助力了疫情防控。

3. 环氧乙烷、次氯酸钠在杀菌消毒中的应用
   

    环氧乙烷是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要石油化工产品,是一种广谱、高效的杀菌消毒剂,可在常温下杀灭细菌。国家最新发布的《新型冠状病毒感染的肺炎防控方案》中规定,对衣服、被褥等纺织品可采用环氧乙烷方法进行消毒处理。生产医用口罩的最后,也是最重要的工序就是使用环氧乙烷对其消毒,然后才能投放市场,可见环氧乙烷在本次抗击新冠肺炎疫情中所起的重要作用。中石油辽阳石化满负荷生产消毒剂环氧乙烷,产量达到730吨/日,为抗击新冠肺炎疫情增产保供,筑牢抗击疫情物资防线。
    抗击新冠肺炎疫情,做好消毒工作才能阻断病菌的滋生和传播。目前医院采用最多的消毒剂是84消毒液,按一定比例稀释后,通过擦拭、喷洒物体表面或浸泡方式进行消毒杀菌,可有效防控疫情,阻断病毒传播。84消毒液主要成分为次氯酸钠,次氯酸钠是炼化企业氯碱系统生产过程中的副产品之一。消毒液等洗护用品是仅次于口罩的紧缺防疫物资,为满足抗疫需求,中国石油吉林石化积极扩大次氯酸钠产能,由原来的30吨/月扩大到100吨/月,可生产消毒液约12万吨,为84消毒液的生产提供了原料保障,极大缓解消毒剂急用之需。


4. 石油化工行业应对未来突发卫生事件的发展建议
   
   (1)灵活调整石油化工产品结构,提高从容应对突发公共卫生事件及健康防护常态化需求的能力
    群体公共卫生事件都会引发医用卫生料产业需求的短期激增,而类似非典、禽流感、埃博拉、新冠肺炎等重大传染性疫情不可预料地爆发,口罩、防护服等防疫物资的用量也会相应出现不确定性地大规模增长。因此,需要未雨绸缪,保持一定规模的聚丙烯、聚乙烯等石油化工产品的产能储备及衍生延伸产品生产线,以从容应对此类突发卫生事件需求,以及此后公众在疫情期间培养起来的健康防护常态化的物资需求。
   (2)努力打破石油化工产业发展瓶颈,完善从石油化工产品原料到终端产品上中下游全产业链
    一个产业的崛起,不可能单纯依靠聚丙烯一个产品或聚丙烯-熔喷料-熔喷无纺布-口罩这一个产业链取得突破,其他石油化工产品也可从这次疫情中得到借鉴。为避免因控制新冠肺炎疫情传播所采取的隔离阻断措施导致的原料供应链中断、产品生产被迫停工等受制于人的情况再次发生,应整合联动各方力量,发挥技术和人才优势,攻克有关国计民生的核心、关键产品的全产业链开发,形成产业集群,切实提升抗风险能力,才是打破石油化工产业发展瓶颈的关键所在。
   (3)大力推进科技创新,不断开发高附加值终端新产品
    通过此次抗击新冠肺炎疫情,类似聚丙烯熔喷无纺布等石油化工产品的重要性及价值被重新认识。中国石油、中国石化等大型国企不计成本、不惜代价,全力以赴打通聚丙烯-熔喷料-熔喷无纺布-口罩的上中下游全生产链,鼎力满足国家防疫需求。但当疫情得到控制后,以口罩为代表的防疫物资产能过剩将不可避免,单一的产品必然难以应对复杂多变的市场需求。因此,应统筹科研力量,持续推进科技创新,拓展石油化工产品的上中下游高端市场,例如在汽车、环保、能源和国防等领域建立更多的产品发展路线,开展针对汽车内饰材料、电池隔膜材料、环保吸油材料等高附加值产品的功能化开发,既能在危机时刻满足抗击疫情的急需,又能在和平时期满足国计民生的需求。面对新挑战、新机遇与新要求,展现出高科技石油化工产品不可替代、不可或缺的作用。  

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