氯乙酸可行性研究报告

第一章项目提出的背景1.1市场环境氯乙酸是一种重要的基础化工原料，广泛应用于农药、医药、染料、油田化学、造纸工业、食品及纺织品等行业中，近年以来，伴随我国经济的迅速发展，国内市场对氯乙酸的需求迅速增长，尤其是对高端氯乙酸的需求急速增长，促使了我国氯乙酸进入迅速发展时期，从而促使氯乙酸的产能迅速提高。我国氯乙酸生产起步较晚，直到20世纪80年代中期我国氯乙酸的生产才开始得到发展，不过历时20数年的氯乙酸产业已经成为了国内较为重要的耗氯精细化工产品之一，无论对于氯碱企业实现氯气附加值的转化，还是对于社会工业、农业、医药等行业的发展均作出了很大奉献。由于特殊的化学构造决定了氯乙酸可以参与多种化学反应，生产多种产品。农药工业是我国氯乙酸的重要消费领域，氯乙酸可以合成20余种常用的杀虫剂、除草剂和植物生产调整剂；氯乙酸在医药行业中重要用于生产多种维生素和激素类药物，近年来我国维生素行业发展迅速，并成为全球重要的维生素生产国与出口国。此外，氯乙酸还可以合成表面活性剂、高级醇酯类、柔软剂、钙皂分散剂、日化护理剂、塑料助剂等，这些领域对氯乙酸的需求相对比较稳定且展现上升趋势。分析第三部分市场状况，抛开金融危机的影响可以看出尽管氯乙酸产能陆续有所扩大，但它是有市场的，目前各厂家库存合理，出货也都正常。1.2政策环境乙酸催化氯化法制氯乙酸不属于国家《产业构造调整目录》（）中限制和淘汰类项目，政策上有保障。第二章市场预测分析2.1产品市场分析2.1.1氯乙酸产品用途（1）氯乙酸在农药上的应用氯乙酸可用于制备萘乙酸、对氯苯氧基乙酸、萘氧乙酸、2，4－滴、2，4－滴丁酷、2，4，5－涕、2甲4氯、甲草胺、乙草胺、丁草胺、杀草胺、克草胺、异丙甲草胺、青草胺、草甘膦、敌稻瘟、氟乙酞胺、乐果氧、乐果、喹硫磷、稻瘟灵、苄嘧黄隆、氯嘧黄隆、吡嘧黄隆、甲霜灵、酚硫杀等20余种农药，近年来中国除草剂发展迅速，伴随中国农药工业构造调整，将大幅度提高除草剂在农药行业中的比例。并且中国农村对价格适中的老式杀虫剂乐果等需求将稳中有升。因此估计未来5年内农药行业对氯乙酸的需求量将以年均10%左右速度增长。（2）氯乙酸在羧甲基纤维素中应用该领域是国外氯乙酸最大的消费领域之一，此类产品重要作为上浆剂、粘结剂、保水剂，广泛用于纺织、油田、陶瓷、烟草、建筑等行业。我国羧甲基纤维素发展起步较晚，不过近年来发展迅速。国内销售量为13.2万吨，出口3.8万吨。估计～该领域对氯乙酸的需求年均增长率将超过10%，羧甲基纤维素消耗氯乙酸10.2万吨。（3）氯乙酸在医药上的应用氯乙酸可以用于制备甲砜氯霉素、巴比妥、苯巴比妥、舒宁、利眠宁、5－氟脲嘧啶、5－氟－4－羟基嘧啶、6－巯基嘌呤、溶癌呤、氨蝶呤、乙亚胺、布洛芬、萘普生、保泰松、维生素A、维生素维B6、氯酯醒、咖啡因、肾上腺素、盐酸异丙基肾上腺素、氨苯蝶啶、抗癫灵、肝乐、安络血、利多卡因、延痛心、呋喃坦啶、磺胺间甲氧嘧啶、氨基酸、2－氰基丙烯酸甲酯等医药，氯乙酸在医药行业中重要用于生产多种维生素和激素类药物等。近年来我国维生素行业发展迅速，国内多种维生素的出口量超过12万吨，成为全球重要维生素生产国与供应国，维生素类产品出口前景看好，估计～医药工业对氯乙酸的需求年均增长率保持在10%左右，该领域消耗氯乙酸3.5万吨。（4）氯乙酸在染料上的应用氯乙酸重要用于合成阳离子荧光黄4GL、阳离子艳黄10GFF、阳离子深黄GL、分散荧光黄GL、分散荧光黄FFL、分散黄H3GL、防脆硫化黑、还原桃红R、还原大红G、还原桃红3B、靛蓝、还原黑BBN、还原黑BL等染料。氯乙酸重要用于合成还原、硫化、分散和活性染料。近年来伴随国内染料颜料出口增长，对氯乙酸的需求大幅增长。但部分老式的染料品种，未来市场需求增长缓慢，加上我国染料颜料产能过剩日趋明显，估计～该领域对氯乙酸年均需求增长率为5%，染料行业将消耗氯乙酸1.72万吨。（5）氯乙酸在其他精细化工行业的应用以氯乙酸为原料可以衍生出多种精细化工中间体，如丙二酸、丙二腈、巯基乙酸、氨基乙酸、巯基乙酸酯等，此外氯乙酸还可以合成表面活性剂、高级醇酯类、柔软剂、钙皂分散剂、日化护理剂、塑料助剂等，该领域对氯乙酸的需求相对比较稳定，估计～这些领域对氯乙酸的需求年均增长率为8%，这些领域将消耗氯乙酸约11.96万吨。2.1.2世界氯乙酸的生产现实状况世界氯乙酸的总生产能力约为65万t,实际产量约为58万t,需求量为60万t。西欧是世界上氯乙酸的重要生产地,生产能力约为35万t/a,生产厂家重要有荷兰阿克苏-诺贝尔企业、德国科莱恩企业和法国Alkema企业等。西欧氯乙酸的产能在26万t/a以上,生产24.5万t/a,约占世界氯乙酸总产量的约50%,产品重要用于生产羧甲基纤维素(CMC)和除草剂等。氯乙酸净出口5万t,约50%出口到美国;东欧氯乙酸的生产能力每年约10万t,其中俄罗斯的生产能力约为8万t;美国氯乙酸的生产能力每年5万t左右,短缺2.5万t。南非及南美也各有每年3万t左右的氯乙酸生产能力。亚洲氯乙酸的生产国重要有日本、印度和中国,生产能力总计约为25万t/a,其中日本氯乙酸的市场需求量约为6万t/a,生产厂家重要有日本电气化学企业(生产能力达2.7万t/a)等。全球氯乙酸生产能力约为678kt／a，产量约为550kt，其中北美地区生产能力为44kt／a，占全球总生产能力的6.5％：西欧地区生产能力250kt／a，占36.8％；日本生产能力为50kt／a，占7.4％；中南美洲生产能力6kt／a，占0.9％；中东欧生产能力为10kt／a，占1.4％：中国生产能力占260kt／a，占38.3％；其他国家和地区生产能力为58kt／a，约占8.7％。全球氯乙酸重要用于生产羧甲基纤维素（CMC）、PVC热稳定剂巯基乙酸、2，4~氯苯氧基乙酸（2，4-D）等。全球氯乙酸的消费构造为，羧甲基纤维素消耗氯乙酸187.5kt，占总消费量的34.1％；巯基乙酸消费72.2kt，占13.1％：2，4-D及其盐消费77.9kt，约占14.2％：医药、农药等其他领域消费211.7kt，约占38.6％。国外氯乙酸生产厂家及产能见下表：表2.1-1世界氯乙酸重要生产企业生产厂家生产能力（万吨/年）生产厂家生产能力（万吨/年）AkzoNobel企业荷兰6.0万吨/年；瑞典4.0万吨/年(停产)；中国(2+4(扩建))万吨/年)Hercules企业2.5Atofina企业4Niacet企业2CABB企业德国9.5；印度1.5Daicel化学工业企业1.7Nitriokemia企业0.6Denak企业2ZakladyChemiczneRokita企业0.5中国＞60Dow化学企业52.1.3世界氯乙酸消费现实状况及发展前景近年来全球氯乙酸生产与消费基本保持平衡，西欧迅速需求增长在不停放缓，日本国内需求仍然延续前几年的低迷，大洋洲和中东欧需求保持稳定增长的态势，中南美洲需求增长较快，美国自以来国内需求增长较快，目前中国和西欧已经成为全球最重要的氯乙酸生产地区和国家，除中国外全球生产日趋集中，重要是AkzoNobel企业、Clariant企业、DowChemicals企业等控制全球氯乙酸生产、供应与贸易，目前西欧是全球氯乙酸重要出口地区，此外日本、中国也有一定数量的出口；而美国、东欧和中南美洲成为全球氯乙酸重要的进口地区。世界各地区需求量分别为:西欧/东欧21.5万t/a,北美8.5万t/a,日本3万t/a,中国21万t/a,其他地区6万t/a,合计约为60万t/a。世界需求年增长率为3%~5%,亚洲需求最快,中国需求的年增长率超过8%。2.1.4中国氯乙酸生产现实状况据记录资料显示，国内氯乙酸产能已经超过全球总产能的二分之一以上，到达68．15万t／a，其中硫黄法为39万t／a，占57％；醋酐法29．15万t／a，占43％，生产企业超过百家。从区域分布看，华北、华东地区产能集中，占到了73％，并且未来扩能较多；尤其河北省氯乙酸企业数量多达l5～17家，占全国总产能的25．8％。未来三五年内估计国内氯乙酸扩能总和在31．3万t／a，其中河北8．5万t／a、江苏6．5万t／a、山东6．5万t／a、河南6万t／a，加上既有的产能，总产能已经靠近100万t／a；而较为确切的在投产的产能为9．3万t／a，到年终氯乙酸产能至少将到达77．4万t／a。我国氯乙酸产能状况见下表：表2.1-2国内氯乙酸产能表区域既有产能合计所占比例硫磺法醋酐法华东1.714.516.223.80%华南0.60.651.251.80%华北29.5433.549.20%华中3.769.714.20%西南32.55.58.10%东北0.51.522.90%小计3929.1568.15100%我国目前重要氯乙酸生产厂家见下表：表2.1-3国内氯乙酸重要生产企业生产厂家生产能力（万吨/年）生产厂家生产能力（万吨/年）阿克苏诺贝尔化工6河北省石家庄合诚2.5无锡格林艾普化工3河北邦隆化工2.5广西田东新特化工3江苏同泰化工2石家庄志诚农药化工3山东华阳2烟台恒邦化工2.6三门峡捷马电化2平煤集团开封东大化工2.6济源方升2石家庄恒谊化工2.5重庆三阳化工22.1.5中国氯乙酸消费现实状况及发展前景近年来，我国氯乙酸的消费量不停增长。表观消费量为25.3万吨；增长到34万吨；增长到55万吨，同比增长约61.7%。我国氯乙酸重要用于生产农药、医药、染料、羧甲基纤维素和羧甲基淀粉等。的消费构造为：农药方面对氯乙酸的消费量约占总消费量的43%；羧甲基纤维素和羧甲基粉方面的消费量约占总消费量的22%；医药方面的消费量约占总消费量的6%；染料方面的消费量约占总消费量的5%；有机合成等其他方面的消费量约占总消费量的24%。（1）农药。农药工业是我国氯乙酸的重要消费者。在农药上，氯乙酸可用于草甘磷、生产杀虫剂乐果、氧化乐果、除草剂2，4-D、乙草胺、丁草胺、甲草胺、克草胺、硫氰乙酸、萘乙酸、萘乙酸甲酯、喹恶磷、稻瘟灵、对氯苯氧乙酸等。草甘膦作为高效、低毒、灭生性的除草剂，已经使用了28年，近年由于抗草甘膦的转基因农作物的大规模推广，使得其施用愈加以便，草甘膦的市场需求迅速增长，不停替代其他类的除草剂，已经持续数年占据世界农药销售的首位。全球草甘膦消费到达50万吨左右，估计全球草甘膦的需求量将以年均18%的左右的速度增长，到，全球的需求量将到达130万吨左右。我国成为全球最大的生产国和供应国，由于草甘膦发展潜力巨大，并且我国已经完全掌握了重要的生产工艺，近年我国草甘膦发展速度远远超过了国际平均水平。以来，增速维持在25%以上。我国草甘膦的生产工艺重要分为甘氨酸法和IDA法，其中甘氨酸法占75%，占据主导地位，并且新建的产能大部分仍然采用甘氨酸法。甘氨酸法中根据生产甘氨酸的工艺不一样分为氯乙酸法和氢氰酸法，目前国内甘氨酸50%由氯乙酸氨解制备。有关资料显示，伴随下游草甘膦行业的高度景气，甘氨酸也进入到一种黄金时代。我国需甘氨酸16万吨以上，但国内供应量仅有10万吨左右，缺口很大。而甘氨酸消费量将到达20万吨，消费量将到达49万吨，其需求增长日益强劲。制1吨甘氨酸需氯乙酸1.6吨，再结合前面数据（20万吨×0.5×1.6＝16万吨），仅甘氨酸将消费氯乙酸16万吨左右，加上其他农药对氯乙酸的需求，估计到农药版块将消费氯乙酸50万吨左右。（2）羧甲基纤维素和羧甲基淀粉。羧甲基纤维素和羧甲基淀粉是我国氯乙酸的第二大消费领域。由氯乙酸生产的羧甲基纤维素（CMC）)和羧甲基淀粉，作为上浆剂、粘结剂、保水剂广泛应用于纺织、油田、陶瓷、烟草、建筑等行业。我国CMC的产量约为15万吨，消费氯乙酸约6万吨；羧甲基淀粉的产量约为8.5万吨，消费氯乙酸约1.7万吨，合计消费氯乙酸7.7万吨。由于我国油田大多处在采油后期，油田钻井用泥浆助剂对CMC的需求量将大幅度增长。加上CMC的应用领域还在不停拓展，因而对氯乙酸的需求量将稳步上升，将成为我国氯乙酸消费增长最快的领域之一。估计总需求量将到达约13.1万吨。（3）医药。在医药工业中，氯乙酸是生产催眠、镇静药巴比妥、维生素B6、维生素A的反应中间体。此外还可用作生产咖啡因、茶碱、肾上腺素、氨基酸、“保泰松”、“氯喹”等的原料。我国医药行业对氯乙酸的需求量约为2.1万吨。估计到需求量将到达约4.6万吨。（4）染料。在染料工业中，氯乙酸可用于生产阳离子荧光黄4GL、阳离子艳黄10GFF、阳离子深黄GL、分散荧光黄GL、分散荧光黄FFL、分散黄H3GL、防脆硫化黑、还原桃红R、还原大红G、还原桃红3B、还原黑BBN、还原黑BL、合成靛蓝以及萘氨基乙酸等产品。需求量约为1.5万吨。估计到总需求量将到达约2.8万吨。（5）有机合成及其他方面。由于氯乙酸分子中A位活泼氢原子和存在极强的羧基和电性能强的氯元素，轻易发生酯化、酰胺化、氨化、氰化、硫氰化、水解等多种化学反应，因此在有机合成中是一种重要的原料和中间体，可用于制取精细化学品丙二酸、丙二腈、丙二酸酯、巯基乙酸、巯基乙酸酯等;氯乙酸的衍生物乙酸甜菜碱是一种很好的两性表面活性剂，重要用于洗发香波、护发素及溶液的配方中。此外，氯乙酸还可用于生产阳离子表面活性剂、高级醇酯类、柔软剂、钙皂分散剂等，也可用于生产冷烫精以及洗涤剂等产品。我国有机成及其他方面对氯乙酸的需求量约为8.4万吨。估计到需求量将到达约18.7万吨。由此可见，我国对氯乙酸的总需求量约34.1万吨，估计总需求量将到达约73万吨。其中农药、羧甲基纤维素和有机合成是重要的消费领域，其消费量分别约占总消费量的54.5%和36.9%。2.1.6目的市场拟建的氯乙酸生产项目的产品目的市场重要定位于国内，在条件成熟的状况下销往国外。国内重要为东部和东南部市场，重点为中石化、中石油、中海油和合资企业等企业。国外为东南亚地区，如日本、韩国、俄罗斯等。2.2价格预测2.2.1国外市场产品价格近年趋势表2.2-1进口氯乙酸价格近年趋势年份单位价格变化范围备注美元/吨1446.3年平均美元/吨1636年平均美元/吨1720年平均（1-6月）注：上述表中带*标识的数据为全球金融危机最低谷时市场价。2.2.2国内市场产品价格近年趋势～氯乙酸价格记录图-国内氯乙酸市场价格走势图伴随国内产能的增长，市场竞争加剧，整体价格辞别高价时代，处在低位震荡区间。在至上六个月期间，氯乙酸市场受下游需求的拉动及国内整体市场供不求的影响，价格展现上扬趋势，最高价位可达10000元/吨，最低价位也靠近7000元/吨。在经历了六个月至一年的集中扩产后，在里我国氯乙酸产能迅速放大，下六个月，新增的氯乙酸产能逐渐投放市场，价格方面也开始急速下滑，企业亏损面增大。但转入下六个月，氯乙酸行业动工严重局限性，而下游甘氨酸、草甘膦需求强势，带动价格一路走高，6月中旬氯乙酸出厂价格在10000-11000元/吨。国内氯乙酸市场自下六个月延续至上六个月以来的萎靡走势终在进入第四季度，国内氯乙酸市场开始进入迅速下滑通道，初在经济危机等影响下，氯乙酸下游甘氨酸及草甘膦行业动工严重缺失，其他下游行业也体现平淡，氯乙酸市场价格急速跌入3500元/吨左右水平，之后截至底，国内氯乙酸平均市场价格范围在4200-4800元/吨。国内氯乙酸市场受到双重压力的特性突出，相称一段时间内，企业陷入“欲升不能、欲降不忍”的尴尬境地。国内氯乙酸市场延续去年同期走势，整体发展仍不是十分理想，仿佛仍未走出金融危机的阴影。除旺季时期氯乙酸利润较高之外，其他时期氯乙酸的价格大多围绕成本线上下波动。据不完全记录，在今年有大概9万吨的新增产能投入市场。目前，今年新建或扩建的氯乙酸装置已进入正常运行的寥寥无几，面对尴尬的市场，大多企业仍在找寻最佳入市的机会。2.2.3产品价格变化趋势预测氯乙酸市场价格保持坚挺走势，各地供应商报价均有不一样幅度的上涨，乙酸、液氯等原料价格上涨仍旧是主因，且部分卖家存在惜售心理。然而，氯乙酸价格在高位继续上涨，加重了下游的观望情绪，需求愈加疲软。上六个月，市场行情进入僵持阶段，市场利空原由于需求淡季以及调控措施对于国内原料价格的打压。估计下六个月，伴随经济环境开始恢复，中日韩自由贸易区施行，一系列刺激需求举措实行，以及国际形势逐渐缓和，国内整体需求或将出现向好转变，使得氯乙酸市场走势出现好转。第三章工艺技术方案3.1工艺技术方案的选择3.1.1原料路线确实定本项目所需乙酸、醋酐、液氯、液碱等原料均购置自周围地区，原料供应有保障。3.1.2氯乙酸生产工艺技术方案比较（1）三氯乙烯水解法该法以浓硫酸为催化剂，三氯乙烯与水发生水解反应生成氯乙酸，反应式如下：C1CH+CCl2+2H2O→ClCH2COOH+2HCl反应温度130—150℃，反应完全后，产物中氯乙酸质量分数约为50％，水为1％—2％，其他为硫酸。反应产物经真空蒸馏得到高纯氯乙酸产品，产率为90％一95％。生产1t氯乙酸消耗三氯乙烯1.50—1.85t，硫酸(质量分数为95％)0.60t，副产氯化氢0.70—0.75t，产品纯度达98％(质量分数)以上。三氯乙烯水解法因工艺过程较简朴、产品纯度高而得到发展，欧洲曾采用此工艺建工业化生产装置，但由于原料昂贵，近年来已被淘汰。（2）氯乙醇氧化法重要以氯乙醇为原料，在60℃下用60％硝酸进行氧化得到氯乙酸，产品收率可以到达90％左右。其长处是工艺简朴、收率较高、产品纯度高。缺陷是因氯乙醇紧缺，原料成本高。我国企业均不采用此法，世界上只有很少国家采用该法。（3）氯乙酰氯水解法该法是在碱性条件下，氯乙酰氯发生水解反应得到氯乙酸。反应式如下：ClCH2COCl+H2O→ClCH2COOH+HCl其长处是工艺简朴，轻易操作。然而在我国氯乙酰氯的生产是用氯乙酸来合成的，我国没有企业采用此工艺。（4）乙酸催化氯化法此措施使用乙酸为原料，重要使用硫磺、醋酐两种催化剂，在一定温度范围内，将氯气通入乙酸中，控制氯化深度，乙酸被氯化成氯乙酸。该措施是世界上采用最多、工艺技术最为成熟的最普遍的合成措施。其反应式如下：CH3COOH+Cl2→ClCH2COOH+HCl①硫磺催化氯化法该法以硫磺为催化剂，采用间歇式生产，工业生产常在主反应釜后再串联一种副反应釜，用来吸取未反应完的氯气，以提高原料的运用率，生产过程分为氯化、结晶、抽滤等环节。氯化液中除了一氯乙酸外，尚有二氯代、三氯代产物、乙酰氯以及未反应完的冰乙酸，需要通过结晶法进行提纯。国内自20世纪50年代引入硫磺法生产氯乙酸，一直应用至今，尤其生产规模在1万t/a如下的装置多采用此法，而在国外该法已经淘汰。该法生产工艺简便、操作灵活、设备投资少，但原料消耗高，生产周期长，成本高，污染严重，产品纯度在94％～97％，不能生产99％以上高纯度产品。催化剂硫磺粉残存在产品氯乙酸和副产盐酸中，有时还导致管道设备堵塞，生产不能正常进行，由于残硫的存在，该法生产的氯乙酸在食品和医药领域应用受到限制。在结晶提纯过程中不可防止要产生母液，工业上每生产1t氯乙酸产品将排出母液0.15～0.25t，母液中含乙酸10％～30％，氯乙酸25％～35％，二氯乙酸30％～40％，三氯乙酸、乙酰氯等其他杂质5％～10％，母液须回收处理且成本较高。②醋酐催化氯化法根据生产过程不一样，又可分为间歇法和持续法，两种措施在国内外均有采用。a.间歇法生产工艺与硫磺法类似，使用醋酐做催化剂，采用主、副两釜串联，重要工序同样包括氯化、结晶、抽滤等过程。产品纯度有所提高，结晶过程如采用动态熔融结晶技术(瑞士苏尔寿专利)，产品纯度可到达99％以上，但仍有母液生成。b.持续法持续氯化法是以乙酸、气/液氯为原料，乙酸酐和硫酸为催化剂，经乙酸氯化、蒸馏、结晶、分离、干燥等过程得到氯乙酸。乙酸、乙酸酐、氯气按一定的配比在氯化反应器中于90―140℃进行反应。反应物在冷凝器内水冷，氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、乙酸及乙酸酐在此冷凝。不凝物在次级冷凝器内低温冷凝，冷凝物重要为乙酰氯，可以返回反应器循环运用。气相是氯化氢，深入净化后加工为浓盐酸。氯化粗产品于真空蒸发器内加工后，蒸出粗馏液，重要成分为深度氯化产物二氯乙酸和三氯乙酸，将粗馏液打入脱氯装置，在催化剂钯的催化下加氢，使二氯乙酸和三氯乙酸脱氯转化为氯乙酸。床层温度为120—125℃，在真空蒸馏塔底得到纯净的氯乙酸，塔顶馏出乙酸可以循环使用。其长处是产品质量高，原料消耗少，原料氯可以使用液相氯，也可用气相氯。用醋酐作为均相催化剂催化效率高，并且环境保护，对设备腐蚀较小。缺陷是反应转化率较低，汽耗和电耗有所增长。3.1.3工艺技术方案确实定本项目采用乙酸催化氯化法制氯乙酸，选用醋酐作为催化剂，采用持续的生产工艺。3.2工艺流程简述反应式如下：

CH3COOH+Cl2→ClCH2COOH+HCl（1）氯乙酸合成：将定量的乙酸、醋酐投入氯化罐中，开汽升温至60℃，通氯气、待氯化液比重到达1.35g/ml时，通氯完毕，将料液压至结晶罐中，加入定量的母液，分段控温结晶，待温度降到40℃时，结晶完毕，放料离心，氯乙酸成品包装、入库、离心母液进母液储罐，待外销。（2