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這幾年我國環氧氯丙烷的發展現狀和前景

2016-03-22來源:未知瀏覽:
  一、環氧氯丙烷的工業生產方法
  
  目前,環氧氯丙烷的工業生產方法主要有三種:丙烯高溫氯化法、醋酸丙烯醋法和甘油法。
  
  1、丙烯高溫氯化法
  
  丙烯高溫氯化法由Shell公司于1948年首次開發成功并應用于工業生產。其工藝過程主要包括丙烯高溫氯化制氯丙烯、氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇、二氯丙醇皂化合成環氧氯丙烷三個反應單元。丙烯高溫氯化法的特點是生產過程靈活,工藝成熟,操作穩定,除了生產環氧氯丙烷外,還可生產甘油、氯丙烯等重要的有機合成中間體,副產D,D混劑(1,3-二氯丙烯和1,2-二氯丙烷)也是合成農藥的重要中間體。缺點是對丙烯純度要求高,能耗大,氯耗量高,副產物多,廢水量大和處理比較困難,設備易腐蝕,產品收率低。治理三廢的投資大,環氧氯丙烷生產成本較高。
  
  2、醋酸丙烯酯法
  
  前蘇聯科學院與日本昭和電工公司分別開發成功醋酸丙烯酯法。該法的主要原料是丙烯、氧氣、醋酸、氯氣和石灰,主要工藝過程包括4步反應:丙烯和乙酸氣相催化氧化制醋酸丙烯酷,醋酸丙烯醋水解制烯丙醇,烯丙醇與氯氣加成合成二氯丙醇,二氯丙醇皂化生成環氧氯丙烷。該法的特點是:采用乙酰氧化技術,收率高:無氯醇化反應,產品質量高;無高溫氯化工藝,反應條件溫和,副產物少;氯氣和石灰消耗量小。主要缺點是:工藝流程長,催化劑壽命短,需要耐醋酸腐蝕的不銹鋼材料,須防止烯丙醇單元發生混合氣爆炸,投資相對較高,廢水處理難度較大等。
  
  3、甘油法
  
  環氧氯丙烷原來是生產甘油的原料,然而隨著甘油價格變化以及生產環氧樹脂對環氧氯丙烷的需求量大幅增長,環氧氯丙烷的價格高于甘油的價格。從經濟角度考慮,環氧氯丙烷已經不適用于生產甘油。近年來,由于原油價格曾居高不下,因此各國大力發展生物柴油工業,用生物柴油副產的甘油生產環氧氯丙烷的技術重新受到關注。比利時索爾維(Solvay)公司開發了由甘油生產環氧氯丙烷的Epicero工藝。該工藝借助于專有的催化劑,通過甘油與氯化氫的一步反應制備中間體二氯丙醇,無須使用氯氣。此外,該工藝產生極少量的氯化副產物,水消耗量及廢水量也少。索爾維公司于2007年在法國Tavaux生產基地建成1套采用該工藝的1.0萬t/a環氧氯丙烷工業生產裝置,這也是該工藝的首次工業應用。江蘇工業學院開發的甘油法技術具有如下優點:不消耗丙烯:安全可靠,無須使用氯氣和次氯酸;投資少,僅為丙烯高溫氯化法的1/4:成本低,比丙烯高溫氯化法低3000元/t;操作條件寬松,污染大大減輕,廢水量是丙烯高溫氯化法的1/10:不需昂貴的催化劑。陶氏化學公司和我國江蘇揚農化工股份有限公司建成了甘油法環氧氯丙烷工業生產裝置。
  
  甘油法生產環氧氯丙烷的主要原料為工業甘油、質量分數為30%的燒堿和氯化氫氣體,主要有兩個步驟:甘油與干燥氯化氫在催化劑存在下反應生成二氯丙醇,二氯丙醇在堿性溶液中皂化得到環氧氯丙烷。生產工藝又可以分為連續法和間歇法。連續法是甘油氯化得到的反應液不經過處理直接進行皂化反應制備環氧氯丙烷;間歇法則是一甘油氯化后向反應液中加堿液中和過量的氯化氫,經過減壓蒸餾得到二氯丙醇,然后進行皂化反應。連續法簡單,操作方便,但由于沒有對氯化產物進行處理,所以皂化時需要過量的堿液,而且副產物較多,也不能很好地分離,對皂化產物的提純有一定的影響,間歇法雖然操作比連續法復雜,但可以充分利用原料,未反應的甘油和一氯代產物可以繼續用于生產二氯丙醇。
  
  4、主要技術指標比較
  
  環氧氯丙烷不同生產工藝的主要技術指標比較
  
  從上表可以看出,甘油法生產環氧氯丙烷工藝具有如下優點:(1)工藝流程短,投資少。(2)甘油法無需要昂貴的催化劑,生產成本較低。(3)甘油法副產物少,廢物處理成本低,污染大大降低,對環境友好。(4)整個生產過程中只消耗氣體HCl,不需要直接消耗氯氣或次氯酸,無高溫高壓,操作條件比較溫和,安全可靠。(5)甘油法不消耗丙烯,原料資源豐富,還可以再生,易形成循環經濟,經濟效益較為明顯。缺點:原料甘油的價格對成本影響很大。生物甘油市場受生物柴油市場的制約,目前全球糧食價格上漲,生物柴油的發展還有待商榷,因此甘油法發展取決于生物柴油的發展狀況。
  
  二、世界環氧氯丙烷的供需狀況及發展前景
  
  1、生產狀況
  
  近年來,環氧樹脂需求量的快速增長促進了環氧氯丙烷的發展。2008年,世界環氧氯丙烷的總生產能力達到約180.8萬t/a,其中北美洲為46.0萬t/a,約占25.6%;西歐為28.7萬t/a,約占15.9%:中東歐為19.6萬t/a,約占10.9%:亞洲為85.7萬t/a,約占47.6%。目前,世界環氧氯丙烷的生產主要呈現3個特點。(1)生產國家和地區少,而且發展不平衡,中國、美國、德國、俄羅斯、日本和中國臺灣地區的生產能力合計達到154.4萬t/a,約占世界總生產能力的85.8%。生產能力居前5位的生產商是陶氏化學公司、Hexion專用化學品公司、中國山東海力化工有限(博匯)公司、中國臺灣臺塑公司和索爾維公司。陶氏化學公司的生產能力為48.0萬t/a,分別在美國和德國建有生產裝置,約占世界總生產能力的26.7%:Hexion專用化學晶公司的生產能力為17.5萬t/a,分別在美國和荷蘭建有生產裝置,約占9.7%:中國山東海力化工有限(博匯)公司的生產能力為16.0萬t/a,約占8.9%:中國臺灣臺塑公司的生產能力為10.0萬t/a,約占5.6%:索爾維公司的生產能力為9.2萬t/a,約占5.1%。工藝路線比較單一,絕大多數裝置采用丙烯高溫氯化法。亞洲的生產能力近兒年迅速增長,尤其是中國的生產能力達到53.1萬t/a,約占世界總生產能力的29.5%,中國已經超過美國成為世界上最大的環氧氯丙烷生產國。
  
  隨著中國新建、擴建的環氧氯丙烷裝置以及比利時索爾維公司在泰國馬塔堡建的環氧氯丙烷裝置的陸續投產,預計到2012年世界環氧氯丙烷的總生產能力將超過230.0萬t/a.。
  
  2、消費狀況及發展前景
  
  2007年,世界環氧氯丙烷的總消費量約為112.0萬t,北美洲、西歐和亞洲是主要消費地區,消費量分別約占世界總消費量的20.8%,22.9%和53.6%。環氧氯丙烷主要用于生產環氧樹脂和合成甘油,其中生產環氧樹脂的消費量約占總消費量的82.1%,生產甘油約占4.0%,其他方面(包括彈性體、聚酰胺一環氧氯丙烷樹脂、縮水甘油醚、表面活性劑、阻燃劑和季銨鹽等)約占13.9%。預計今后幾年,世界環氧氯丙烷的需求量將以年均約6.0%的速率增長,到2012年總需求量將達到約150.0萬t。其中美國和西歐需求量的年均增長率為2.0%-2.5%,而亞洲需求量的年均增長率將達到約12.0%。
  
  2007年世界環氧氯丙烷主要消費地區的消費狀況
  
  三、我國環氧氯丙烷的供需狀況及發展前景
  
  l、生產狀況
  
  我國環氧氯丙烷的生產始于20世紀60年代。近兩年,由于環氧樹脂等的需求量不斷增加,國內環氧氯丙烷發展前景看好,因此許多企業新建或擴建環氧氯丙烷生產裝置。截至2009年5月,我國生產能力已經達到61.1萬t/a。
  
  隨著生產能力的不斷增大,我國環氧氯丙烷的產量也不斷增加,2002年只有6.0萬t,2006年增加到12.0萬t,2007年進一步增加到約27.9萬t,同比增長約136.4%,2002-2007年的年均增長率約為36.0%。
  
  2、擬建新建情況
  
  由于前期下游市場需求強勁,加上國內供應緊張,產品利潤較大,因此目前國內仍有多家企業還在建設或規劃建設環氧氯丙烷裝置。
  
  據預測,到2012年我國環氧氯丙烷的總生產能力將超過120.0萬t/a,到時生產能力將嚴重過剩。
  
  2009年我國環氧氯丙烷主要生產企業的情況
  
  3、進出口情況
  
  近年來,由于環氧樹脂、合成甘油等對環氧氯丙烷的強勁需求,我國環氧氯丙烷的需求量快速增長,但目前的產量不能滿足國內需求,每年都要進口。2000年進口量為2.54萬t,2005年達到11.09萬t,2000-2005年的年均增長率約為34.28%,2006年增加到14.54萬t,創歷史最高記錄,2007年國內產量迅速增加,進口量減少到8.02萬t,同比減少約44.84%:2008年進口量為6.45萬t,同比減少19.60%。進口產品主要來自美國、俄羅斯和我國臺灣地區,約占總進口量的65.0%。在進口的同時,我國環氧氯丙烷每年也有一定量的出口,2000年為0.038萬t,2006年為0.074萬t,2007年增加到0.66萬t,2008年為0.69萬t,同比增長約4.5%。
  
  4、消費狀況及發展前景
  
  近年來,我國環氧氯丙烷的表觀消費量不斷增加。1995年只有2.59萬t,2000年達到6.55萬t,1995。2000年的年均增長率為20.4%:2002年達到10.357Jt,2007年增加到約35.26萬t,同比增長約34.2%,2002-2007年的年均增長率達到約27.8%。國內產品的自給率也由2002年的57.9了%增加到2007年的約79.13%。近年來我國環氧氯丙烷的供需情況見下表。
  
  近年來我國環氧氯丙烷的供需情況
  
  目前,我國環氧氯丙烷主要用于生產環氧樹脂,約占總消費量的90%,其次是生產合成甘油占4%,生產氯醇橡膠占2%,其他領域占4%。由于國內環氧氯丙烷消費領域單一,環氧樹脂需求量的增長成為推動環氧氯丙烷發展的主要動力。
  
  目前,國內環氧樹脂需求量仍以較快的速度增長,盡管近年來生產能力迅猛增長,但仍無法滿足需求,每年需要大量進口。2005-2008年,環氧樹脂的凈進口量分別為18.2萬t,18.2萬t,17.5萬t和13.4萬t。2008年是環氧樹脂市場低潮年份。2007年產能大幅擴張、產量大幅提高,高速增長超過了實際需求,給2008年環氧樹脂市場埋下供過于求隱患,而2009年的市場形勢將更加嚴峻。環氧樹脂行情一路走低,2008年初市場尚能維持,春節以后雖然傳統旺季到來,但行情不見起色,交投不溫不火,并且.價格逐步有所下行;奧運期間因相關管制,市場漸行漸弱;年末隨著全球金融危機蔓延,使環氧樹脂市場受到重挫。華東地區的環氧樹脂價格直線下滑,液體樹脂從28000元/t降至15000元/t元,固體樹脂從23000元/t元降至10000元/t,下降幅度全部超過60%,創出了5年以來最低水平。而裝置的生產能力利用率,也被壓縮到平均50%水平以下,特別是10月創下液體樹脂30%、固體樹脂20%歷史新低。進入2008年,供過于求的陰影開始籠罩市場,新建擴建裝置多數低負荷運行,或者推遲正式運行時間。全球金融危機暴發后,液體樹脂不少停車減產;固體樹脂間歇靈活生產,整體開工仍在四五成。出口訂單減少,國內需求萎縮。由于金融危機襲來,歐美經濟衰退、消費能力下降,環氧樹脂出口遭遇寒流、訂單大幅減少。據海關資料統計,2008年9月份起我國環氧樹脂出口,全面處于極低水平,其中,9月-11月出口量與前8個月高位相比,分別減少了25.5%、43.4%、64.7%。然而在外患蔓延之際內憂又生,國內下游涂料、電子電氣、汽車及建筑等領域,需求均出現大幅銳減,致使生產廠家庫存數量猛增。2009年環氧樹脂市場仍然將延續2008年的形勢,甚至可能還將更加嚴峻,而環氧氯丙烷的產能還在持續增加,必然造成供過于求的局面,使生產廠家開工率下降,價格也將繼續下滑。
  
  5、價格走勢
  
  2006-2009年,國內環氧氯丙烷市場價格完成了從創出歷史新高到成本線附近波動的轉換。2006年,在國家經濟高速發展的大環境下,環氧樹脂的需求進入了又一輪高速增長期。在國內環氧氯丙烷供應占需求不足40%的情況下,國內某廠裝置的意外停車導致·供需平衡被打破,在第2季度初,最高市場價格上沖到26500元/t的歷史高位。自環氧氯丙烷反傾銷立案以后,國內環氧氯丙烷市場價格連續上漲。2006年6月28日,環氧氯丙烷反傾銷終裁出臺,國內企業取得了反傾銷的勝訴。然而,物極必反,連續幾年的價格上漲,高額的利潤刺激著國內新增裝置的投產和原有企業的擴建。在2006年第4季度,隨著多套擴能裝置和新建裝置的投產,市場價格從10月初的25000元/t到12月底迅速回落到19000元八,并且此后再未超過此點。2006年第4季度的市場行情是對環氧氯丙烷行業的1個預警:2007年,國內環氧氯丙烷供應量穩步增加,產量占需求量的74%,全年的市場走勢趨于理性。然而,受國家節能減排、環保政策等的影響,行業的危機也已經現出端倪。2008年,隨著化工行業景氣高峰年的結束,美國金融危機導致的全世界通貨膨脹,全球經濟增速放緩,中國經濟也面臨能源和資源的價格上漲、通貨膨脹、節能減排、綠色奧運等的影響。環氧氯丙烷行業也同樣面臨困境:上游原料價格上漲,行業生產能力過剩,下游需求增長放緩等。2008年上半年,環氧氯丙烷的市場價格一直在成本線附近波動,下半年隨著美國金融危機的到來,環氧的價格大幅下降,最低跌至6200元/t,全行業虧損,隨著中國推出拉動內需政策和部分廠家減產和停車檢修,價格逐步上升,到今年四月份,價格漲至12000元/t,隨著開工率的上升和進口量的增加,今年六月份價格跌至9200元/t。預計下半,環氧的需求量不會有大的變化,環氧產能過剩,國際油價繼續攀升,環氧價格繼續在低位盤整,部分企業將面臨虧損。
  
  四、存在的問題及發展建議
  
  近兩年,我國環氧氯丙烷的生產雖然得到了很大的發展,甘油法新技術也研發成功并應用于工業生產,但絕大多數的生產裝置仍采用以丙烯為原料的丙烯高溫氯化法或醋酸丙烯醋法,因原料成本的上升和產品價格下滑,造成裝置開工率不高。工藝水平與國外先進水平相比還比較落后,存在皂化反應廢水污染治理,丙烯高溫氯化法的總收率比國外的低,丙烯消耗普遍較高的問題。國內在環氧氯丙烷的中間產品氯丙烯和烯丙醇的開發利用以及下游產品的應用開發等方面還存在差距,在一定程度上制約了環氧氯丙烷的迅速發展。今后幾年我國仍將有多套環氧氯丙烷裝置建成投產,生產能力將嚴重過剩,市場競爭將十分激烈。為此,針對我國環氧氯丙烷行業今后的發展提出如下建議。
  
  1、慎重選擇生產路線。由于甘油氯代法相對丙烯高溫氯化法生產過程中廢水量少,加上全球生物柴油的快速發展副產大量甘油,因此國外主要生產企業未來發展趨向于甘油氯代法。但是生物柴油在我國剛剛起步,副產甘油數量還比較少,甘油的供應量和價格有較大的不可預測性;而丙烯高溫氯化法廢水量太大,原油持續高價位運行也導致了原料丙烯價格居高不下。值得關注的是,國家提出2008年環氧氯丙烷被列為禁止來料加工貿易的產品。因此,國內新建裝置在路線選擇上應持慎重態度,選擇相對有優勢的路線進行建設,避免投資風險和資源浪費。
  
  2、2009年,國內環氧氯丙烷生產企業達到11家,產能嚴重過剩,企業間應加強溝通合作,加強行業自律、控制開工率,共同維護市場,在行業內部形成共同定價機制,統一參考價格,穩定市場產品價格,共同度過目前困難時期,促進行業健康、有序、可持續發展。
  
  3、加強企業間的合作,共同進行科研開發,加強新技術的交流和應用,攻克制約企業發展的難題,努力降低生產成本和對環境的污染,提高外來企業準人的門檻并增加在國際市場的競爭力。
  
  4、加強對生產中副產物的再利用,并對廢水進行處理,以減輕對環境的污染,降低生產成本??刹捎梅逐s等方法回收生產中的副產物,如1,2,3一三氯丙烷(用于生產清洗劑、去漆劑、溶劑、脫脂劑與阻聚劑)和1,3一二氯丙烷(可用作溶劑及有機合成中間體、殺蟲劑等)。
  
  5、拓展環氧氯丙烷的應用范圍,改善消費局限性。我國環氧氯丙烷主要消費在生產環氧樹脂和生產合成甘油,在其他方面如環氧氯丙烷彈性體(即氯醇橡膠)、濕增強劑聚酞胺-環氧氯丙烷樹脂、縮水甘油酯、聚酰胺水處理劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯、季銨鹽類產品、穩定劑、離子交換樹脂、阻燃劑、水處理劑、溶劑、特種膠黏劑(聚環氧氯丙烷-蓖麻油聚氨酯密封膠)等的用量很少,應加大開發力度,以改善目前的消費局限性,使其趨于合理化,逐步與國際市場需求接軌。另外,可大力開發一些特種環氧樹脂,如聚環氧氯丙烷樹脂等。
  
  6、積極開發利用中間體產品氯丙烯和烯丙醇。氯丙烯和烯丙醇都是重要.的有機合成中間體,不但可以用來生產環氧氯丙烷,氯丙烯還可用于生產農藥、醫藥、樹脂、合成材料助劑、涂料、粘合劑等,丙烯醇又是制備1,4-丁二醇、縮水甘油、甘油i塑料助劑、香料、醫藥及農藥化學晶的重要中間體。環氧氯丙烷企業應積極開發利用氯丙烯和烯丙醇,以增強抵御市場風險的能力。
  
  7、實現上下游一體化發展。隨著環氧氯丙烷生產能力的迅速增加,市場競爭將更加激烈,產品利潤逐漸縮小。企業在原料自行配套的基礎上,應加快下游產品環氧樹脂的建設,進行上下游一體化生產,提高裝置的競爭力。
  
  8、努力開拓環氧氯丙烷的國外市場,充分發揮協會的作用,參與國際競爭。未來幾年我國環氧氯丙烷的產量將過剩,因此,除了積極擴大國內需求外,還應該不斷提高產品質量,加大出口力度,努力開拓國外市場,以化解國內的過剩危機。
  
  來源:中國環氧樹脂網
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