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文档简介
环氧氯丙烷的生产及市场前景崔小明
(中国石化燕山石化公司,北京,102550)
环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,其生产方法主要有丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法两种。目前,世界上环氧氯丙烷的总生产能力约为1050kt/a,产量约为850kt/a。我国环氧氯丙烷的生产能力约为90kt/a,产量约为31kt/a,预计2005年我国环氧氯丙烷的需求量将达到200kt/a,缺口很大,因此,应扩大生产规模,来满足市场需要。同时还应拓展环氧氯丙烷的应用范围,改进生产技术,提高产品质量,努力开拓国外市场,参与国际竞争。
关键词:环氧氯丙烷生产市场建议
环氧氯丙烷(ECH)别名表氯醇,化学名称为1-氯-2,3-环氧丙烷,分子式C3H5OCl,
分子量92.85,是一种易挥发、不稳定的无色油状液体,有与氯仿、醚相似的刺激性气味,密度1.1806g/cm3,沸点115.2℃,凝固点-57.2℃,折射率(nD20)1.4382,闪点(开杯)40.6℃,自燃点415℃,微溶于水,能与多种有机溶剂混溶,可与多种有机液体形成共沸物。
环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途十分广泛。以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强,耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。此外,环氧氯丙烷还可用于合成甘油、硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、(缩)水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品,用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂,用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。
1生产方法[1~3]
环氧氯丙烷最早于1854年由Berthelot用盐酸处理粗甘油,然后用碱液水解时首先发现
的,数年后,Reboul提出这一物质可由二氯丙醇以苛性钠经水解反应直接制取。在此基础上,美国Shell公司于1948年建成了世界上第一座丙烯高温氯化法合成甘油的生产装置,环氧氯丙烷作为中间产物,开始大规模工业化生产。20世纪60年代前后,为适应环氧树脂的生产发展需求,环氧氯丙烷开始以氯丙烯为原料作为主要产品生产。除美国外,西欧、日本、前苏联和东欧各国都相继建成生产装置。目前,工业上环氧氯丙烷的生产方法主要有丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法两种。
1.1丙烯高温氯化法
丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的经典方法,由美国Shell公司于1948年首次开发成功并应用于工业化生产。目前,世界上90%以上的环氧氯丙烷采用此法进行生产。其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯,氯丙烯与次氯酸化合成二氯丙醇,二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反应单元。
(1)丙烯高温氯化制氯丙烯
丙烯与氯气经干燥、预热后以摩尔比4~5:1混合进入高温氯化反应器,短时间(约3s)内进行反应,生成氯丙烯和氯化氢气体。精制后得氯丙烯产品,同时副产D-D混剂(1,2-二氯丙烷和1,3-二氯丙烯),氯化氢气体经水吸收后得到工业盐酸。
CH2=CHCH2+Cl2→CH2=CHCH2Cl+HCl
(2)氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇
氯气在水中生成次氯酸(或采用介质叔丁醇和氯气在NaOH溶液中反应生成叔丁基次氯酸盐,该盐水解生成次氯酸,叔丁醇循环使用),次氯酸与氯丙烯反应生成二氯丙醇(过程中二氯丙醇浓度一般控制在4%左右)。
2CH2=CHCH2Cl+2HOCl→ClCH2CHClCH2OH+ClCH2CHOHCH2Cl
(2,3-二氯丙醇,70%)(1,3-二氯丙醇,30%)
(3)二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷
二氯丙醇水溶液与Ca(OH)2或NaOH反应生成环氧氯丙烷。
ClCH2CHClCH2OH+ClCH2CHOHCH2Cl+1/2Ca(OH)2→
CH2CH―CH2Cl+CaCl2+H2OO丙烯高温氯化法的特点是生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定,除了生产环氧氯丙烷外,还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体,副产D-D混剂(1,3-二氯丙烯和1,2-二氯丙烷)也是合成农药的重要中间体。缺点是原料氯气引起的设备腐蚀严重,对丙烯纯度和反应器的材质要求高,能耗大,氯耗量高,副产物多,产品收率低。生产过程产生的含氯化钙和有机氯化物污水量大,处理费用高,清焦周期短。
1.2乙酸丙烯酯法
前苏联科学院与日本昭和电工均开发了利用乙酸丙烯酯为原料生产环氧氯丙烷的生产工艺。前苏联是采用先氯化后水解工艺,昭和电工则采用先水解后氯化工艺。其工艺过程主要包括合成乙酸丙烯酯,乙酸丙烯酯水解制烯丙醇,合成二氯丙醇以及二氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷4个反应单元。
(1)在钯和助催化剂作用下,丙烯与氧在温度160~180℃、压力0.5~1.0MPa,乙酸存在下反应生成乙酸丙烯酯。
CH2=CHCH2+1/2O2+CH3COOH→CH2=CHCH2OCOCH3+H2O
(2)在温度60~80℃、压力0.1~1.0MPa下,以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,乙酸丙烯酯经水解反应生成烯丙醇。
CH2=CHCH2OCOCH3+H2O→CH2=CHCH2OH+CH3COOH
(3)在温度0~10℃,压力0.1~0.3MPa条件下,烯丙醇与氯通过加成反应生成二氯丙醇。
CH2=CHCH2OH+Cl2→CH2ClCHClCH2OH
(4)二氯丙醇与氢氧化钙发生皂化反应生成环氧氯丙烷。
CH2ClCHClCH2OH+1/2Ca(OH)2→CH2—CHCH2Cl+1/2CaCl2+H2O
O
与传统的丙烯高温氯化法相比较,乙酸丙烯酯法具有以下优点:(1)避免了高温氯化反应,反应条件温和,易于控制,不结焦、操作稳定,丙烯、氢氧化钙和氯气的用量大大减少,反应副产物和含氯化钙废水的排放量也大大减少。(2)开发了丙烯醇的氯化加成反应系统,成功地将氧引入环氧化物中,首次实现了由氧氧化代替氯氧化的技术,减少了醚化副反应,提高了系统的收率。(3)工艺过程无副产盐酸产生。(4)可以较容易获得目前技术还不能得到的高纯度烯丙醇。主要缺点是工艺流程长,催化剂寿命短,投资费用相对较高。
丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法各有优缺点,其主要技术指标比较见表1。
表1高温氯化法与乙酸丙烯酯法的主要技术指标比较名称高温氯化法乙酸丙烯酯法原料消耗(以100%计)/t·t-1丙烯0.66氯气2.100.89氢氧化钙1.120.65乙酸0.03氧气0.316能耗高较低三废排放量多较少ECH收率,%70~7590开工率,%7085产品成本,%1.141三废治理占总投资,%15~20<10设备维修占总投资,%51~22国外生产和消费情况[4,5]20世纪80年代以来,环氧树脂的应用开发日新月异,需求快速增长,促进了环氧氯丙烷的发展。目前世界上环氧氯丙烷的总生产能力约为1050kt/a,产量约为850kt/a,1990-2000年世界环氧氯丙烷产量增加了70%,年均增长率为6%,高于经济平均发展速度。美国、西欧和日本是世界上生产环氧氯丙烷的主要国家和地区,其生产能力占世界环氧氯丙烷总生产能力的80%。其中美国的生产能力为315kt/a,日本为137kt/a,西欧252kt/a,东欧为121kt/a。目前,国外环氧氯丙烷的主要生产厂家情况见表2。表2国外环氧氯丙烷的主要生产厂家情况(kt/a)国家或地区生产厂家生产能力工艺路线美国DOW化学公司227丙烯高温氯化法壳牌公司88丙烯高温氯化法德国DOW公司90丙烯高温氯化法Solvay德国分公司44丙烯高温氯化法法国Solvay公司33丙烯高温氯化法荷兰Shell化学荷兰分公司85丙烯高温氯化法日本大阪曹达公司40丙烯高温氯化法鹿岛化学公司47丙烯高温氯化法昭和电工24乙酸丙烯酯法住友化学14丙烯高温氯化法德山曹达12丙烯高温氯化法中国台湾长春塑料子公司12乙酸丙烯酯法韩国HanwhaChemicalCo.25丙烯高温氯化法目前,国际市场上环氧氯丙烷的主要出口国为日本和美国,亚洲和东欧各国为主要进口国,西欧的环氧氯丙烷供需基本平衡。2001年前,美国、西欧和日本等国因环保问题将不再新建环氧氯丙烷生产装置,而是利用其现有的生产装置,通过提高开工率来维持其供需平衡,只不过其出口量将大大减少。今后几年发达国家对环氧氯丙烷的消费增长率约为3%,亚洲国家的消费增长率约为5%,市场仍有较大的缺口。国外环氧氯丙烷主要用于生产环氧树脂和合成甘油,广泛应用于涂料、粘合剂、电子、制药、烟草、橡胶和化妆品等。美国、西欧、日本是环氧氯丙烷的主要消费国家和地区,其主要消费构成情况如表3所示。表3美国、西欧和日本环氧氯丙烷消费构成情况(%)消费领域美国西欧日本环氧树脂647462合成甘油19128氯醇橡胶332其他141128合计1001001003国内生产和消费情况[5~7]我国环氧氯丙烷的生产始于20世纪60年代,1965年广州助剂厂率先采用甘油法生产环氧氯丙烷,1968年之后,无锡树脂厂、沈阳化工厂等采用丙烯高温氯化法生产装置相继建成投产,但产量均不高。直到1988年齐鲁石化公司氯碱厂引进日本旭硝子、旭电化株式会社鹿岛化学公司技术建成的32kt/a生产装置投产后,我国环氧氯丙烷的生产能力才初具规模。1996年以前我国环氧氯丙烷的生产企业有9家,后来由于原料丙烯和氯气供应不足,不少厂家相继停产。目前我国环氧氯丙烷的生产厂家有5家,总生产能力约为90kt/a,产量约为31kt/a。齐鲁石化公司的环氧氯丙烷生产装置系采用日本旭硝子、旭电化株式会社的丙烯高温氧氯化法专利技术,年设计生产能力为32kt,自1998年开车以来,由于氯气的供应不能保证,至今一直未满负荷生产。岳阳树脂厂环氧氯丙烷装置是引进意大利Conser公司技术,2000年该厂改造环氧有机氯产品系列工程已经全面启动,将于2001年建成投产,届时该厂环氧氯丙烷的年生产能力将达到34kt,环氧树脂年生产能力将达到50kt,其环氧氯丙烷90%产量供配套的环氧树脂使用。天津化工厂环氧氯丙烷装置系采用日本昭和电工的乙酸丙烯酯技术,年设计生产能力为24kt,1999年投产以来,由于装置的一些技术问题没有得到很好解决,装置生产处于不稳定阶段,2000年实际产量仅为7kt。山东东营联成化工集团采用国内较为成熟的丙烯高温氧氯化技术,年设计生产能力为10kt,1999年底开车只生产中间体氯丙烯,目前已对后续装置进行了扩建改造,使环氧氯丙烷的生产装置能力达到20kt,但至今未生产出环氧氯丙烷产品。目前我国环氧氯丙烷的主要生产厂家及近几年的产量情况分别见表4和表5。表4我国环氧氯丙烷主要生产厂家情况(kt/a)生产厂家名称生产能力投产年份生产工艺备注齐鲁石化公司氯碱厂321988丙烯高温氯化法岳化环氧树脂厂101972丙烯高温氯化法拟扩至34kt/a沈阳化工股份有限公司3.51969丙烯高温氯化法天津化工厂241999乙酸丙烯酯法山东东营联成化工集团公司201999丙烯高温氯化法合计89.5表5近年来我国环氧氯丙烷的产量情况(t)年份1993199419951996199719982000产量196492020123022281942306319836310001994年以前,我国的环氧氯丙烷主要用于环氧树脂和合成甘油的生产,其中环氧树脂占环氧氯丙烷总消费量的34.6%,合成甘油占59%,其他占6.4%。后来由于合成甘油成本过高,产量逐年下降,加之环氧树脂的用途不断开拓及需求量大增,使得环氧氯丙烷的消费比例发生变化。目前我国的环氧氯丙烷主要用于生产环氧树脂,其消费比例为环氧树脂占85%,合成甘油占7%,氯醇橡胶占2%,其他如溶剂、稳定剂、表面活性剂、阻燃剂、油田化学品、水处理剂等占6%。
2000年我国环氧树脂的生产能力约为140kt/a,产量约为60kt,消耗环氧氯丙烷约为45kt,加上在溶剂、稳定剂等方面的应用,2000年我国环氧氯丙烷的表观消费量约为46kt。从生产能力来看,国内环氧氯丙烷的生产能力完全可以满足国内市场的需求,但由于我国环氧氯丙烷开工不正常,实际产量仅为30kt/a左右,还不能满足国内实际需要,因此,每年都需进口一定数量的环氧氯丙烷来满足国内需求。近年来我国环氧氯丙烷的进口情况见表6。
表6我国近年来环氧氯丙烷的进口情况(t)年份1995199619971998199920002001(1-5月)进口量29101463504618724186082540585224市场前景除了上述环氧氯丙烷的表观消费量外,我国环氧氯丙烷的巨大潜在消费量主要表现在每年进口大量的环氧树脂上。1995-2000年我国环氧树脂进口量年均增长率高达20%,2000年净进口量为117.3kt,折合环氧氯丙烷约82kt。根据有关专家预计,未来5年我国环氧树脂需求仍将保持相当高的增长速度。涂料、复合材料、电子电气、胶粘剂等是环氧树脂的主要消费领域。2000年涂料领域消耗环氧树脂约为62kt,随着市场需求不断增加,尤其是汽车工业的快速发展,对环氧树脂涂料需求增长很快,预计2005年涂料领域消费环氧树脂约为100kt。2000年复合材料领域消耗环氧树脂约为48kt,该领域亦是我国进口环氧树脂的主要领域。随着我国西部大开发战略的实施,大规模基础设施建设的实施,对复合材料将有较大的需求增长,预计2005年我国复合材料领域对环氧树脂的需求量将达到85kt。2000年我国电子电气领域消耗环氧树脂约15kt,预计2005年需求量将达到约25kt。2000年胶粘剂行业消费环氧树脂约4kt,随着我国人民生活水平的提高,城市住宅建设将进一步加强,对环氧树脂胶粘剂的需求量将高速增加。预计2005年我国对环氧树脂的需求量将达到223kt,届时将消耗环氧氯丙烷150kt以上。另外,我国合成甘油和氯醇橡胶需求增长也较快,目前国内产量远不能满足实际生产的需求,预计到2005年将消费环氧氯丙烷40kt左右。其他如缩水甘油醚、纸张增湿添加剂、阻燃剂、离子交换树脂、表面活性剂等2005年将消耗环氧氯丙烷约10kt。由此可见,2005年我国环氧氯丙烷的总需求量将达到约200kt。基于我国环氧氯丙烷目前的生产能力,可以看出未来5年内,我国环氧氯丙烷处于严重供不应求的局面,即使现有装置开足马力,仍远远不能满足今后对环氧氯丙烷的强劲需求,每年仍需花费大量的外汇来进口环氧氯丙烷及其下游产品,因此,大力发展我国的环氧氯丙烷迫在眉睫。5发展建议
(1)引进先进生产技术,扩大生产规模
由上述分析可知,2005年我国环氧氯丙烷的需求量约为200kt,而目前生产能力仅为90kt/a左右,即使加上近期拟建的齐齐哈尔化工厂年产24kt生产装置和宁波化工厂年产24kt生产装置,现有生产能力即使开足马力生产,产量也不能满足国内实际生产的需要。因此,建议在工业基础好,原料供应充足,交通运输便利的地区,利用国际先进的乙酸丙烯酯生产技术建设几套年产50kt以上环氧氯丙烷生产装置,并配套建设环氧树脂装置,形成其下游产品生产一体化。(2)拓展环氧氯丙烷应用范围,缩小消费局限程度我国环氧氯丙烷主要消耗在环氧树脂和合成甘油方面,其他如环氧氯丙烷弹性体(即氯醇橡胶)、湿强度增强剂聚酰胺-环氧氯丙烷树脂、缩水甘油酯、聚酰胺水处理剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、季胺盐类产品、稳定剂、离子交换树脂、阻燃剂、水处理剂、溶剂、特种胶粘剂(聚环氧氯丙烷-蓖麻油聚氨酯密封胶)等方面的用量很少,应大力开发。另外,一些特种环氧树脂如聚环氧氯丙烷树脂等也可以大力开发,以缩小目前的消费局限程度。
(3)努力开拓环氧氯丙烷的国外市场,以优质产品参与国际竞争
我国加入WTO指日可待,因此,环氧氯丙烷发展思路是要以加强国际竞争力为目标,实行规模化经营,为此,除了扩大国内消费量外,还应加大出口力度,努力开拓国外市场。我国齐鲁石化公司氯碱厂和天津化工厂的环氧氯丙烷生产装置都是引进国外的生产技术,优级品含量均大于99.95%,质量完全可以打入国际市场,参与国际竞争。澳大利亚、印度尼西亚等东南亚国家无环氧氯丙烷生产装置,可考虑向这些地区出口。瑞士是环氧氯丙烷主要进口国之一,每年的进口量约为30kt,因此,可考虑其为出口对象。我国香港地区是我国化工产品重要的转口贸易地区,可通过我国香港地区向其他国家和地区出口。
(4)积极开发中间产品氯丙烯和丙烯醇的利用
氯丙烯和丙烯醇都是有机合成的重要中间体,它们不但可以用来生产环氧氯丙烷,氯丙烯还可用于生产农药、医药、树脂、合成材料助剂、涂料、粘合剂等。丙烯醇又是制备1,4-丁二醇、缩水甘油、甘油、塑料助剂、香料、医药及农药化学品的重要中间体。为此,环氧氯丙烷企业应积极开发生产环氧氯丙烷中间体产品氯丙烯和烯丙醇,以增强抵御市场风险的能力。
(5)大力改进生产技术,努力降低生产成本,提高产品质量
目前,国内各环氧氯丙烷生产厂家受各种因素影响,原材料及公用工程消耗明显高于国外同类厂家水平。因此必须进一步加强科学管理和技术措施,降低成本,提高产品质量,以增强在国际市场上的竞争力。参考文献1俞石波.湖北化工,1999,(1):35
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3张廷深.中国化工信息,1999,(36):6
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6王沛喜.化学推进剂与高分子材料,2001,(1):18
7蔡卫东.中国化工信息,2001,(22):9ProductionandMarketProspectsofEpichlorohydrinCuiXiaoming(YanshanPetrochemicalCompany,SINOPEC,Beijing,102550)Epichlorohydrinisoneofimportantorganicchemicalmaterialsandfinechemicals.Itsmainproductionmethodsincludethehigh-temperaturechlorinationofpropyleneandtheprocessviaallylacetate.Atpresent,theglobaltotalcapacityofepichlorohydrinhasreachedabout1,050kt/awiththeproductionof850kt/a.Thecapabilityofepichlorohydrininourcountryisabout90kt/awiththeproductionof31kt/a.Itisestimatedthatthedomesticdemandofepichlorohydrinin2005willreach200kt/awithabigshortage.Therefore,expandingtheproductionscaletosatisfythemarketdemandisnecessary.Atthesametime,itisalsoneededtoextendtheapplicationscopeofepichlorohydrin,improvetheproductiontechnologyandproductquality,expandtheoverseasmarket,andparticipatetheinternationalcompetition.Keywords:epichlorohydrin,production,market,propose环氧氯丙烷的生产及国内外市场分析
1生产工艺
1.1丙烯高温氯化法
丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的经典方法,世界上90%以上的环氧氯丙烷采用此法进行生产。其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯,氯丙烯次氯酸化合成二氯丙醇,二氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反应单元。丙烯与氯气经干燥、预热后以摩尔比4-5:1混合进入高温氯化反应器,短时间(约3s)内进行反应,生成氯丙烯和氯化氢气体。精制后得氯丙烯产品,同时副产D-D混剂(1,2—二氯丙烷和1,3—二氯丙烯),氯化氢气体经水吸收后得到工业盐酸;氯气在水中生成次氯酸(或采用介质叔丁醇和氯气在NaOH溶液中反应生成叔丁基次氯酸盐,该盐水解生成次氯酸,叔丁醇循环使用),次氯酸与氯丙烯反应生成二氯丙醇(过程中二氯丙醇浓度一般控制在4%左右);二氯丙醇水溶液与Ca(OH)2或NaOH反应生成环氧氯丙烷。
丙烯高温氯化法的特点是生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定,还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体,副产D-D混剂也是合成农药的重要中间体。缺点是原料氯气引起的设备腐蚀严重,对丙烯纯度和反应器的材质要求高,能耗大,氯耗量高,副产物多,产品收率低。生产过程产生的含氯化钙和有机氯化物污水量大,处理费用高,清焦周期短。
1.2醋酸丙烯酯法
醋酸丙烯酯法工艺过程主要包括合成醋酸丙烯酯,醋酸丙烯酯水解制烯丙醇,合成二氯丙醇以及二氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷4个反应单元。在钯和助催化剂作用下,丙烯与氧在温度160-180℃、压力0.5—1.0MPa,醋酸存在下反应生成醋酸丙烯酯;在温度60-80℃、压力0.1-1.0MPa下,以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,醋酸丙烯酯经永解反应生成烯丙醇;在温度0—10℃,压力0.1—0.3MPa条件下,烯丙醇与氯通过加成反应生成二氯丙醇;二氯丙醇与氢氧化钙发生皂化反应生成环氧氯丙烷。
与传统的丙烯高温氯化法相比较,醋酸丙烯酯法的特点是避免了高温氯化反应,反应条件温和,易于控制,不结焦、操作稳定,丙烯、氢氧化钙和氯气的用量大大减少,反应副产物和含氯化钙废水的排放量也大大减少;开发了丙烯醇的氯化加成反应系统,成功地将氧引入环氧化物中,首次实现了由氧氧化代替氯氧化的技术,减少了醚化副反应,提高了系统的收率;工艺过程无副产盐酸产生;可以较容易获得目前技术还不能得到的高纯度烯丙醇。不足之处是工艺流程长,催化剂寿命短,投资费用相对较高。
1.3甘油法
甘油可以用环氧氯丙烷为原料来生产,然而随着甘油价格的变化以及生产环氧树脂对环氧氯丙烷的需求量的大增,环氧氯丙烷的单价高于甘油。从经济的角度考虑,环氧氯丙烷已经不适合用来生产甘油。近年来,由于原油价格居高不下,各个国家大力发展生物柴油工业,用生物柴油副产的甘油生产环氧氯丙烷技术开始重新引起人们的关注。
甘油法生产环氧氯丙烷的主要原料为工业甘油、30%的烧碱和气体氯化氢,工艺过程主要分为甘油、催化剂与干燥氯化氢反应生成二氯丙醇;二氯丙醇在碱性溶液中环合皂化得到环氧氯丙烷产品两个步骤。其中又可以分为连续法和间歇法。连续法是指甘油氯化后不经过任何处理直接进行环化反应来制备环氧氯丙烷,间歇法则是甘油氯化后用碱液中和过量的氯化氢,再经过减压蒸馏得到二氯丙醇,然后再进行环化反应。连续法工艺简单,操作方便,由于没有对氯化产物进行任何的处理,所以环化时需要过量的碱液,同时副产物较多,也不能很好地分离,对环化产物的提纯有一定的影响;间歇法则可以弥补连续法的不足,虽然在操作上比连续法复杂,但它可以对原料加以充分利用,未反应的甘油和一氯代产物则可以下次再通氯化氢得到二氯丙醇。
1.4主要技术指标比较
环氧氯丙烷不同生产工艺的主要技术指标比较见表1。
从表1可以看出,甘油法生产环氧氯丙烷工艺具有如下优点:(1)工艺流程短,投资少;(2)甘油法无需要昂贵的催化剂,生产成本较低;(3)甘油法副产物少,废物处理成本低,污染大大降低,对环境友好;(4)整个生产过程中只消耗气体HCl,不需要直接消耗氯气或次氯酸,无高温高压,操作条件比较温和,安全可靠;(5)甘油法不消耗丙烯,原料资源丰富,还可以再生,易形成循环经济,经济效益较为明显。
2
世界环氧氯丙烷的供需现状及发展前景
2.1
生产能力
2007年,全世界环氧氯丙烷的总生产能力达到约174.0万t/a,其中北美地区的生产能力为46.0万t/a,约占世界总生产能力的26.4%;西欧地区的生产能力为28.7万t/a,约占总生产能力的16.5%;中东欧地区的生产能力为19.6万t/a,约占总生产能力的11.3%;亚洲地区的生产能力为79.7万t/a,约占总生产能力的45.8%。
世界环氧氯丙烷的生产主要呈现以下几个特点。一是区域发展不平衡,主要生产能力集中在美国、我国大陆、德国和俄罗斯,合计生产能力约占世界总生产能力的71.3%。二是生产能力更趋集中在少数跨国公司。全球生产能力主要为陶氏化学公司、Hexion专用化学品公司和索维尔公司三大生产厂商所控制。其中,陶氏化学公司的生产能力为48.0万t/a,约占世界总生产能力的27.6%,分别在美国和德国建有生产装置;Hexion专用化学品公司的生产能力为17.5万t/a,约占总生产能力的10.1%,分别在美国和荷兰建有生产装置;索维尔公司的生产能力为9.2万t/a,约占总生产能力的5.3%。三是工艺路线比较单一,主要采用丙烯高温氯化法进行生产。四是我国的产能近几年发展迅速,已经超过美国成为世界上最大的环氧氯丙烷生产国家,生产能力达到47.1万t/a,约占世界总生产能力的27.1%。预计到2012年全世界环氧氯丙烷的总生产能力将超过约230.0万t/a。2007年世界(不含我国大陆)主要的环氧氯丙烷生产厂家情况见表2。
2.2消费现状及发展前景
2007年,世界环氧氯丙烷的总消费量约为112.0万t,其中北美地区的消费量为23.3万t,约占总消费量的20.8%;西欧地区的消费量为25.7万t,约占总消费量的22.9%;中东欧地区的消费量为3.0万t,约占总消费量的2.7%;亚洲地区的消费量为60.0万t,约占总消费量的53.6%。产品主,要用于生产环氧树脂和合成甘油,其中生产环氧树脂消费环氧氯丙烷约占世界总消费量的82.1%,合成甘油的消费量约占4.0%,其他方面(包括弹性体、聚酰胺—环氧氯丙烷树脂、缩水甘油醚、表面活性剂、阻燃剂和季铵盐等)的消费量约占13.8%。预计今后几年,世界环氧氯丙烷的需求量将以年均约6.0%的速度增长,2012年总需求量将达到约150.0万t。其中美国和西欧地区需求量的年均增长率约为2.0%-2.5%,而亚洲地区需求量的年均增长率将达到约12.0%。2007年世界主要地区环氧氯丙烷的消费情况见表3。
2.2.1美国
2007年,美国环氧氯丙烷的总消费量约为23.3万t,约占世界总消费量的20.8%,其中,生产环氧树脂消费环氧氯丙烷16.8万t,约占国内总消费量的72.1%;生产聚酰胺—环氧氯丙烷(PAE)树脂消费量为4.2万t,约占总消费量18.0%;生产环氧氯丙烷弹性体的消费量约占总消费量的1.7%,其他方面(包括缩水甘油醚、表面活性剂、阻燃剂和季铵盐等)的消费量为0.4万t/a,约占总消费量的8.2%。预计今后几年,美国环氧氯丙烷的需求量将以年均约2.4%的速度增长,2012年总需求量将达到约26.2万t。美国环氧氯丙烷的消费构成及预测见表4。
2.2.2西欧
2007年,西欧环氧氯丙烷的总消费量约为25.7万t,约占世界总消费量的22.9%,其中,生产环氧树脂消费环氧氯丙烷21.8万t,约占国内总消费量的84.8%;合成甘油消费2.5万t,约占总消费量的9.7%;其他方面(包括缩水甘油醚、聚酰胺—环氧氯丙烷树脂、表面活性剂以及环氧氯丙烷弹性体等)的消费量为1.4万t,约占总消费量的5.5%。预计今后几年,西欧地区环氧氯丙烷的需求量将以年均约1.8%的速度增长,到2012年总需求量将达到约28.1万t。西欧地区环氧氯丙烷的消费构成及预测见表5。
2.2.3日本
2007年,日本环氧氯丙烷的总消费量约为11.23万t,约占世界总消费量的10.0%,其中,生产环氧树脂消费环氧氯丙烷9.05万t,约占国内总消费量的80.6%;合成甘油消费0.68万t,约占总消费量的6.1%;其他方面(包括缩水甘油醚、离子交换树脂、表面活性剂以及环氧氯丙烷弹性体等)的消费量为1.50万t,约占总消费量的13.3%。预计今后几年,日本环氧氯丙烷的需求量将以年均约0.5%的速度增长,2012年总需求量将达到约11.5万t。日本环氧氯丙烷的消费构成及预测见表6。
3我国环氧氯丙烷的供需现状及发展前景
3.1生产现状
我国环氧氯丙烷的生产始于20世纪60年代,截止到2007年底,我国环氧氯丙烷的生产厂家已经达到10多家,总生产能力约为47.1万t/a,除江苏扬农化工集团有限公司的6.0万t/a采用甘油法生产工艺外,其余均采用氯丙烯法生产工艺。其中,山东海力化工有限公司是我国目前最大的环氧氯丙烷生产厂家,生产能力为16.0万t/a,约占国内环氧氯丙烷总生产能力的34.0%。2007年我国环氧氯丙烷的主要生产厂家情况见表7。
随着生产能力的不断增加,我国环氧氯丙烷的产量也不断增加。2002年产量只有6.0万t,2006年增加到12.0万t,2007年进一步增加到约27.9万t,同比增长约136.4%,2002—2007年产量的年均增长率约为36.0%。
3.2拟建新建情况
由于下游市场需求强劲,加上国内供应紧张,产品利润空间较大,目前国内仍有多套环氧氯丙烷装置正在建设或计划建设中。若国内这些计划建设项目部分顺利建成投产,预计到2012年,我国环氧氯丙烷总生产能力将达到约90万-100万t。我国拟建新建环氧氯丙烷生产厂家情况见表8。
3.3进出口情况
2000年我国环氧氯丙烷的进口量为2.54万t,2005年达到11.09万t,2000—2005年进口量的年均增长率约为34.28%。2006年进口量进一步增加到14.54万t。2007年,由于国内产量的迅速增加,进口量减少到8.02万t,同比减少约4
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