近年来，受下游需求拉动，国内双酚A（BPA）产能飞速发展，2020—2022年的3年间，产能增幅136%，达到400万吨/年。然而，BPA工艺国产化的进程仍在路上。近日，一则国产BPA催化剂成功应用于浙石化的消息在业内引起了强烈反响，这无疑为BPA行业注入了一剂强心剂。
十年磨一剑
６月初，凯瑞环保科技股份有限公司（以下简称“凯瑞环保”）在北京召开的媒体沟通会上宣布，公司研发的KC122C型BPA催化剂已在浙江石油化工有限公司（以下简称“浙石化”）24万吨/年BPA工业装置上实现国产化。
据凯瑞环保总工程师毛进池介绍，近十年来，我国BPA产量不断增长，2019年国内产能仅为170万吨/年，2020—2022年的3年间产能疯狂扩张136%。截至2022年底，国内BPA总产能已高达401.5万吨/年。2023—2025年，我国仍有14个已宣布的在建BPA项目，涉及产能349万吨/年。预计2025年我国BPA产能将达到750.5万吨/年，其中Badger工艺BPA装置占比约50%，预计非负载型的树脂催化剂年需求量约为1.7万m3，加上其他负载型树脂催化剂，全年在线运行树脂催化剂共计约3万m3。目前除凯瑞环保的200m3的 BPA催化剂在浙江石化装置运行外，其余的1.7万m3左右的BPA催化剂均为进口。
KC122C型BPA催化剂具有反应活性好，催化活性高，选择性高；机械强度好、长时间运行不破碎，床层压差小，耐高温、热稳定性强；合适的粒度分布，减小床层压差等优势。早在10年前，凯瑞环保就确立课题专门攻关BPA装置两种不同类型的树脂催化剂，即负载型与非负载型BPA树脂催化剂，历经小试、中试、侧线试验，其中仅侧线试验就经历了在德国和泰国的3次测试。直至今日在浙石化24万吨/年BPA工业装置上投入运行，一举成功，可谓十年磨一剑。
毛进池认为，这次的一举成功背后有着太多的辛酸：“太不容易了！中间经历了很多曲折，有几次几乎就到了失望崩溃的边缘，出现的问题就是解决不了，我们硬挺到了目前这个状态。我们靠一技之长，一己之力，经历了漫长的过程。”
85%以上的化工反应要用到催化剂，催化剂决定着产品的成本和质量，而催化剂占装置投资的比例大约0.05%，在产品成本中大约占0.02%，因此是高技术含量、高粘性、高附加值的高端新材料。“客户更换供应商的意愿较小，因此，这个市场进入壁垒较高。” 凯瑞环保副总经理兼销售总公司总经理张勇表示。
对于催化剂的开发，张勇颇有心得：“首先，我们对催化剂本身的性能、应用领域、应用环境要有一个基本的了解。这样才能对症下药，研究出一个适用性非常强，产品性能又非常高的催化剂。”
在生产企业高度集中的树脂催化剂领域，凯瑞环保处于龙头地位。产品广泛应用于石油、石化、化工、医药、环保等领域，在不同的行业均有较高的市场占有率。
敢为人先
当前，国际市场离子交换树脂生产企业主要集中在美国、德国和日本等国家，以陶氏杜邦公司、英国漂莱特公司、德国朗盛公司、日本三菱化学为代表的企业占据了国际市场主要份额。
树脂催化剂是生产工艺流程中的关键点之一。浙石化24万吨/年BPA规模较大，换用国产催化剂的压力是一般人难以想象的。“所以我们是经过全方位的评估，在有把握的情况下提供了这样的平台，让凯瑞环保的催化剂在我们的装置上进行工业化应用。”浙石化运行部经理高嵩表示。
成立于2008年的凯瑞环保是催化树脂龙头企业，其MTBE醚化树脂、甲乙酮水合树脂、BPA催化剂等让国内大型石化企业摆脱了所需树脂催化剂长期依赖国外少数企业供应的局面。在欧洲、东南亚、俄罗斯等地区，凯瑞环保生产的树脂催化剂市场份额逐年上升，发展潜力不容小觑。正因如此，浙石化选择为凯瑞环保的国产催化剂提供一展身手的平台。
在张勇看来，凯瑞环保其实是一家产品+技术+系统解决方案的供应商，“从这个意义上讲也不同于一般的制造业，我们基于提供催化、净化产品，又提供催化、净化产品的应用技术，同时也提供设备、管道、仪表等，也就是工程的一体化。产品与技术主要应用于石油化工、精细化工，尤其这几年在新能源、新材料领域开发的产品和技术较多。”
关于KC122C型BPA催化剂得以成功应用的关键因素，张勇总结道：“一是较长时间的研发积累过程，早在2004年，凯瑞环保就开始研究BPA催化剂；二是早在十年前便对BPA行业未来的发展趋势有了预判，尽管这个预判具有一定的风险性；三是在研发和克服关键技术难点的过程中，集中了国内催化剂、反应动力学、热力学等方面知名和优秀的专家学者们的智慧，因此走在了行业内其他企业的前面；四是选择了好的时机，3年疫情间，国外催化剂的问题就暴露出来了，产品甚至出现了几乎断供的现象，原来七八个月前要预订的产品需要提前一年去预订，而恰好这时我们的催化剂产品投放了市场。”
国产化意味着什么？
截至2022年底，国内共有7家公司10套BPA装置使用Badger工艺，总产能高达228.5万吨/年，占国内总产能的56.9%，成为目前BPA行业发展的主流工艺技术路线，年催化剂需求量在5300~5400吨。仅2022年一年，国内就有沧州大化、万华化学、中化恒瑞、浙石化二期4家公司5套Badger工艺BPA装置建成投产，新增产能116万吨/年。而预计到2025年，我国将有21套Badger工艺BPA装置，总产能将达到484.5万吨/年，占行业总产能64.5%。届时，BPA催化剂年需求量将达11300~11400吨，同比增长113%。
浙石化目前拥有两套BPA装置，装置规模为单套24万吨/年，年总产量48万吨，均采用的是美国 Badger工艺技术。其催化剂均为聚苯乙烯系强酸性阳离子树脂，配套的催化剂厂家均为进口生产商，主要有朗盛化学、陶氏化学和漂莱特。其中，1#BPA装置目前使用的是朗盛树脂，于2020年10月份开工投产，是全球首套投产的年产24万吨的BPA装置；2#BPA装置目前使用的是漂莱特和朗盛树脂，于2021年12月份开工投产。
如张勇所言，3年疫情期间，BPA催化剂进口确实出现了一些状况。高嵩表示，受国际大环境和3年疫情影响，加之国内BPA产能激增，各厂商进口催化剂普遍存在供货周期长、价格上涨、货源紧张等情况，甚至面临断供风险。浙石化装置在投用凯瑞环保的KC122催化剂后，BPA产品的产收率、纯度、总有机杂质等指标均正常；从催化剂前期预处理和投用后的表现看，KC122C催化剂的活性、选择性、耐温性、洁净度等均与国外催化剂水平相当。
在高嵩看来，BPA催化剂实现国产化具有重大意义——彻底打破Badger工艺BPA催化剂完全依赖进口，受制于人的局面；促进国内高新技术企业实现技术突破和实现自身价值；可适当降低采购成本，缩短供货周期，大幅降低供货依赖性风险。作为首个在Badger工艺BPA装置实现国产催化剂工业化的成功案例，KC122C催化剂必将改变Badger工艺BPA及催化剂行业的供需关系，给整个BPA行业带来深远影响。
研发之路行而不辍
作为工信部专精特新“小巨人”企业、国家火炬计划重点高新技术企业及院士合作重点单位，长期以来，凯瑞环保在研发上的投入一直保持较高水平。凯瑞环保以自我研发为主（拥有一个研究院和一个省级技术中心），院校合作为辅（与天津大学和中石油研究院共同成立石油和化工行业催化蒸馏技术工程研究中心），充分整合社会资源，形成一支无边界化的研发团队。目前，公司已先后完成多项科研成果，形成200多项具有自主知识产权的专利技术和专有技术，能准确及时地提供给用户更新的产品和技术。
张勇表示，未来公司的发展将以催化剂树脂和吸附分离树脂为主，重点在新材料、新能源领域进行拓展，以工艺技术带动树脂催化剂、设备等的销售，为客户提供集成式应用解决方案。
对于BPA催化剂的未来研发方向，毛进池表示，未来凯瑞环保将进一步提高非负载型BPA树脂催化剂产品的质量，同时继续开发负载型树脂催化剂，进一步满足国内BPA装置所需要的两种类型的树脂催化剂。此外，也将进一步与国内科研院校合作，开发BPA装置整套工艺技术。