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国内外环氧氯丙烷的供需状况及发展前景

2022-02-23 来源:乌哈旅游
第45卷第5期2009年5月氯碱工业V01.45,No.5May,2009Chlor・・AlkaliIndustry【产品】国内外环氧氯丙烷的供需状况及发展前景李玉芳‘,李明(北京江宁化工技术研究所,北京100076)[关键词】环氧氯丙烷;生产工艺;生产状况;市场[摘要]介绍环氧氯丙烷的工业生产方法,分析其国内外生产状况、消费状况与发展前景。[中图分类号】TQ223.26[文献标志码]A[文章编号]1008—133X(2009)05-0027—06SupplyanddemandstatusanddevelopmentprospectsofepoxychloropropaneathomeandabroaduYu一参∞Ig,uM流gTechnology,Beijing100076,China)(BeijingJiangningResearchInstituteofChemicalKeywords:epoxychloropropane;productionprocess;productionstatus;marketAbstract:Theindustrialproductionmethodsofepoxychloropropaneareintroduced.Theproductionstatus,consumptionstatusanddevelopmentprospectsathomeandabroadarealsoanalyzed.1环氧氯丙烷的工业生产方法目前,环氧氯丙烷的工业生产方法主要有3种:丙醇皂化生成环氧氯丙烷。该法的特点是:采用乙酰氧化技术,收率高;无氯醇化反应,产品质量高;无高温氯化工艺,反应条件温和,副产物少;氯气和石灰消耗量小。主要缺点是:工艺流程长,催化剂寿命短,需要耐醋酸腐蚀的不锈钢材料,须防止烯丙醇单丙烯高温氯化法、醋酸丙烯酯法和甘油法。1.1丙烯高温氯化法丙烯高温氯化法是工业生产环氧氯丙烷的经典方法,1948年由美国Shell公司首先开发成功并应用于工业生产。目前,全球90%以上的环氧氯丙烷是采用该法生产的。该法采用的主要原料是丙烯、氯气和石灰,主要工艺过程包括丙烯高温氯化、氯丙烯次氯酸化和二氯丙醇皂化。该法的特点是:生产大型化、连续化和自动化,生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定,中间产物氯丙烯既可用作精细化工原料,又可作为商品出售。不足之处是:转化率较低,氯气消耗量大,副产物多,设备易腐蚀,“三废”问题较为突出等‘11。1.2醋酸丙烯酯法前苏联科学院与日本昭和电工公司分别开发成功醋酸丙烯酯法。该法的主要原料是丙烯、氧气、醋酸、氯气和石灰,主要工艺过程包括4步反应:丙烯和乙酸气相催化氧化制醋酸丙烯酯,醋酸丙烯酯水解制烯丙醇,烯丙醇与氯气加成合成二氯丙醇,二氯元发生混合气爆炸,投资相对较高掣¨。1.3甘油法环氧氯丙烷原来是生产甘油的原料,然而随着甘油价格变化以及生产环氧树脂对环氧氯丙烷的需求量大幅增长,环氧氯丙烷的价格高于甘油的价格。从经济角度考虑,环氧氯丙烷已经不适用于生产甘油。近年来,由于原油价格曾居高不下,因此各国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的技术重新受到关注。比利时索尔维(Solvay)公司开发了由甘油生产环氧氯丙烷的Epicerol-l-_艺。该工艺借助于专有的催化剂,通过甘油与氯化氢的1步反应制备中间体二氯丙醇,无须使用氯气。此外,该工艺产生极少量的氯化副产物,水消耗量及废水量也少。索尔维公司于2007年在法国Tavaux生产基地建成1套采用该工艺的1.0万t/a环氧氯丙烷工业生产装置,这也是该工艺的首次・[作者简介]李玉芳(1966一),女,高级工程师,现于北京江宁化工技术研究所从事管理和信息研究工作。[收稿日期]2008—07—15(修回日期2009—02—13)27万方数据氯碱工业2009年工业应用"J。江苏工业学院开发的甘油法技术具有如下优点:不消耗丙烯;安全可靠,无须使用氯气和次氯酸;投资少,仅为丙烯高温氯化法的1/4;成本低,比丙烯高温氯化法低3000:Yr/t;操作条件宽松,污染大大减轻,废水量是丙烯高温氯化法的1/10;不需昂贵的催化剂旧J。陶氏化学公司和我国江苏扬农化工股份有限公司也建成甘油法环氧氯丙烷工业生产装置。甘油法生产环氧氯丙烷的主要原料为工业甘油、质量分数为30%的烧碱和氯化氢气体,主要有2个步骤:甘油与干燥氯化氢在催化剂存在下反应生成二氯丙醇,二氯丙醇在碱性溶液中皂化得到环氧氯丙烷。生产工艺又可以分为连续法和间歇法。连续法是甘油氯化得到的反应液不经过处理直接进行皂化反应制备环氧氯丙烷;间歇法则是甘油氯化后向反应液中加碱液中和过量的氯化氢,经过减压蒸馏得到二氯丙醇,然后进行皂化反应。连续法简单,操作方便,但由于没有对氯化产物进行处理,所以皂化时需要过量的碱液,而且副产物较多,也不能很好地分离,对皂化产物的提纯有一定的影响。间歇法虽然操作比连续法复杂,但可以充分利用原料,未反应的甘油和一氯代产物可以继续用于生产二氯丙醇。t/a,约占25.6%;西欧为28.7万t/a,约占15.9%;中东欧为19.6万t/a,约占10.9%;亚洲为85.7万t/a,约占47.6%。目前,世界环氧氯丙烷的生产主要呈现3个特点。①生产国家和地区少,而且发展不平衡,中国、美国、德国、俄罗斯、日本和中国台湾地区的生产能力合计达到154.4万t/a,约占世界总生产能力的85.8%。生产能力居前5位的生产商是陶氏化学公司、Hexion专用化学品公司、中国山东海力化工有限(博汇)公司、中国台湾台塑公司和索尔维公司。陶氏化学公司的生产能力为48.O万t/a,分别在美国和德国建有生产装置,约占世界总生产能力的26.7%;Hexion专用化学品公司的生产能力为17.5万t/a,分别在美国和荷兰建有生产装置,约占9.7%;中国山东海力化工有限(博汇)公司的生产能力为16.0万t/a,约占8.9%;中国台湾台塑公司的生产能力为10.0万t/a,约占5.6%;索尔维公司的生产能力为9.2万t/a,约占5.1%。②工艺路线比较单一,绝大多数装置采用丙烯高温氯化法。③亚洲的生产能力近几年迅速增长,尤其是中国的生产能力达到53.1万t/a,约占世界总生产能力的29.5%,中国已经超过美国成为世界上最大的环氧氯丙烷生产国。随着中国新建、扩建的环氧氯丙烷装置以及比利时索尔维公司在泰国马塔堡建的环氧氯丙烷装置的陆续投产,预计到2012年世界环氧氯丙烷的总生产能力将超过230.0万t/a【4J。2008年世界(不含中国大陆)环氧氯丙烷主要生产企业的情况见表l。2世界环氧氯丙烷的供需状况及发展前景2.1生产状况近年来,环氧树脂需求量的快速增长促进了环氧氯丙烷的发展。2008年,世界环氧氯丙烷的总生产能力达到约180.8万t/a,其中北美洲为46.0万表12008年世界(不含中国大陆)环氧氯丙烷主要生产企业的情况万L/a28万方数据第5期李玉芳等:国内外环氧氯丙烷的供需状况及发展前景2.2消费状况及发展前景2007年,世界环氧氯丙烷的总消费量约为112.0万t,北美洲、西欧和亚洲是主要消费地区,消费量分别约占世界总消费量的20.8%、22.9%和53.6%。环氧氯丙烷主要用于生产环氧树脂和合成0,聚酰胺一环氧氯丙烷树脂1.4%,环氧氯丙烷弹性体4.6%,其他方面3.O%,到2012年需求量将达到约26.2万t。近年来美国环氧氯丙烷的消费状况及预测见表3。表3近年来美国环氧氯丙烷的消费状况及预测万I甘油,其中生产环氧树脂的消费量约占总消费鼍的82.1%,生产甘油约占4.o%,其他方面(包括弹性体、聚酰胺一环氧氯丙烷树脂、缩水甘油醚、表面活性剂、阻燃剂和季铵盐等)约占13.9%。预计今后几年,世界环氧氯丙烷的需求量将以年均约6.0%的速率增长,到2012年总需求量将达到约150.0万t。其中美国和西欧需求量的年均增长率为2.0%一2。5%,而亚洲需求量的年均增长率将达到约12.0%。2007年世界环氧氯丙烷主要消费地区的消费状况见表2”J。表22007年世界主要地区环氧氯丙烷的消费状况万t2.2.2西欧2008年,西欧有法国、德国和荷兰3个国家的共4家企业生产环氧氯丙烷,合计生产能力为28.7万t/a,约占世界总生产能力的15.9%。其中采用丙烯高温氯化法的生产能力约占96.5%,采用甘油法的约占3.5%。德国是主要生产国,生产能2.2.1美国力为16.7万t/a,约占西欧生产能力的58.2%。2007年,西欧环氧氯丙烷的消费量约为25.7万t,约占世界总消费量的22.9%。消费构成为:环氧树脂约占84.8%,合成甘油约占9.7%,其他方面(包括缩水甘油醚、聚酰胺一环氧氯丙烷树脂、表面活性剂以及环氧氯丙烷弹性体等)约占5.5%。预计今后几年,西欧环氧氯丙烷的需求量将以年均约1.8%的速率增长,其中,在环氧树脂方面的消费增长率为年均2.4%,合成甘油一3.5%,其他方面1.4%,到2012年需求量将达到约28.1万t。近年来西欧环氧氯丙烷的消费状况及预测见表4。292008美国有2家企业生产环氧氯丙烷,合计生产能力为46.0万t/a,约占世界总生产能力的25.6%,全部采用丙烯高温氯化法。2007年,美国环氧氯丙烷的消费量约为23.3万t,约占世界总消费量的20.8%。消费构成为:环氧树脂约占72.1%,聚酰胺一环氧氯丙烷(PAE)树脂约占18.0%,环氧氯丙烷弹性体约占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)约占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%的速率增长,其中,在环氧树脂方面的消费增长率为年均2.5%,合成甘油为万方数据氯碱表4近年来西欧环氧氯丙烷的消费状况及预测万t2.2.3日本2008年,日本有3家企业生产环氧氯丙烷,合计生产能力为12.0万t/a,约占世界总生产能力的6.7%,全部采用丙烯高温氯化法。2007年,Et本环氧氯丙烷的消费量约为11.23万t,约占世界总消费量的10.0%。消费构成为:环氧树脂约占80.6%,合成甘油约占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)约占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%的速率增长,其中,在环氧树脂方面的消费增长率为年均0.2%,合成甘油一0.9%,其他方面0.0%,到2012年需求量将达到约11.5万t。近年来日本环氧氯丙烷的消费状况及预测见表5。裹5近年来日本环氧氯丙烷的消费状况及预测万t3我国环氧氯丙烷的供需状况及发展前景3.1生产状况我国环氧氯丙烷的生产始于20世纪60年代。近两年,由于环氧树脂等的需求量不断增加,国内环氧氯丙烷发展前景看好,因此许多企业新建或扩建环氧氯丙烷生产装置。江苏扬农化工集团有限公司采用甘油法的第1期3.0万t/a环氧氯丙烷装置于2006年9月正式投产,这是国内首套采用甘油法的环氧氯丙烷生产装置,该公司的第2期3.0万t/a30万方数据工业2009晕装置于同年12月建设完工;江苏安邦电化有限公司在江苏淮阴于2007年建成1套采用丙烯高温氯化法的2.0万t/a环氧氯丙烷生产装置;山东鑫岳化工集团有限公司从日本引进丙烯高温氯化法生产工艺,于2006年投产1套4.0万t/a生产装置,2007年完成技改突破瓶颈,总生产能力达到6.0万t/a;山东海力化工有限(博汇)公司从日本引进丙烯高温氯化法生产工艺,于2006年建成1套8.0万t/a生产装置,2007年又新建1套同等规模的生产装置,总生产能力达到16.0万t/a,成为目前我国最大的环氧氯丙烷生产企业;由江苏三木集团与日本蝶理株式会社合资兴办的江苏三蝶化工公司在泰兴建设的1套采用丙烯高温氯化法的2.5万t/a环氧氯丙烷生产装置于2007年建成投产;天津渤天化工有限公司于2007年新建1套2.8万t/a生产装置。另外,蓝星(盐城)新材料有限公司的3.0万t/a生产装置和山东中海精细化工公司的第1期3万t/a环氧氯丙烷生产装置于2008年建成投产。截至2008年年底,我国已经有11家环氧氯丙烷生产企业,总生产能力约为53.1万t/a。2008年我国环氧氯丙烷主要生产企业的情况见表6。表6枷8年我国环氧氯丙烷主要生产企业的情况万t/a随着生产能力的不断增大,我国环氧氯丙烷的产量也不断增加:2002年只有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%,2002q007年的年均增长率约为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,产品利润较大,因此目前国内仍有多家企业还在建设第5期李玉芳等:国内外环氧氯丙烷的供需状况及发展前景或规划建设环氧氯丙烷装置。山东华泰集团(华泰盐化工基地)拟与美国杜邦公司合作,在山东东营经济开发区新材料园内建第1期50万t/a离子膜法烧碱项目,同时配套建设10.0万t/a环氧氯丙烷生产装置;美国陶氏化学公司打算在江苏张家港建设15.0万t/a环氧氯丙烷生产装置,计划在2009年开车;台湾三义化工和义芳化学投资1.18亿美元,计划在扬州建设4.0万t/a环氧氯丙烷生产装置;台塑集团打算在浙江宁波建1套8.0万t/a用甘油作原料的环氧氯丙烷生产装置;柳州化学工业集团有限公司拟建1套采用丙烯高温氯化法的17.0万t/a环氧氯丙烷生产装置;陶氏化学精细化工(上海)有限公司拟在上海化学工业区与上海华谊集团下属的上海天原华胜化工有限公司合作,建l套采用甘油法的15.0万t/a环氧氯丙烷生产装置;广西田东石化工业园区计划在“十一五”期间建1套采用甘油法的5.0万t/a环氧氯丙烷生产装置;青海省格尔木市拟建2.0万t/a环氧氯丙烷项目,已开始招商;武汉祥龙电业股份有限公司拟建1套2.4万t/a环氧氯丙烷生产装置;由东营中海石油化工有限公司与沾化海明化工公司共同组建的中海精细化工公司拟建1套8.0万t/a环氧氯丙烷生产装置(第1期3.0万t/a装置已经建成投产):因此可以预计,到2012年我国环氧氯丙烷的总生产能力将超过90.0万t/a。3.3进出口情况近年来,由于环氧树脂、合成甘油等对环氧氯丙烷的强劲需求,我国环氧氯丙烷的需求量快速增长,但目前的产量不能满足国内需求,每年都要进口:2000年进口量为2.54万t,2005年达到11.09万t,2000--2005年的年均增长率约为34.28%;2006年增加到14.54万t,创历史最高记录;2007年国内产量迅速增加,进口量减少到8.02万t,同比减少约44.84%;2008年进口量为6.45万t,同比减少19.60%。进口产品主要来自美国、俄罗斯和我国台湾地区,约占总进口量的65.0%。在进口的同时,我国环氧氯丙烷每年也有一定量的出口:2000年为0.038万t,2006年为0.074万t,2007年增加到0.66万t,2008年为0.69万t,同比增长约4.5%。3.4消费状况及发展前景近年来,我国环氧氯丙烷的表观消费量不断增加:1995年只有2.59万t,2000年达到6.55万t,1995--2000年的年均增长率为20.4%;2002年达万方数据到10.35万t,2007年增加到约35.26万t,同比增长约34.2%,2002--2007年的年均增长率达到约27.8%。国内产品的自给率也由2002年的57.97%增加到2007年的约79.13%。近年来我国环氧氯丙烷的供需情况见表7。表7近年来我国环氧氯丙烷的供需情况目前,我国环氧氯丙烷主要用于生产环氧树脂,约占总消费量的90%,其次是生产合成甘油占4%,生产氯醇橡胶占2%,其他领域占4%。由于国内环氧氯丙烷消费领域单一,环氧树脂需求量的增长成为推动环氧氯丙烷发展的主要动力。目前,国内环氧树脂需求量仍以较快的速度增长,尽管近年来生产能力迅猛增长,但仍无法满足需求,每年需要大量进口。2005--2008年,环氧树脂的净进口量分别为18.2万t,18.2万t,17.5万t和13.4万t。从国内环氧树脂市场缺口来看,未来国内环氧氯丙烷市场需求量仍将以较快的速度增长。预计到2012年,我国环氧氯丙烷的市场需求量将达到约66.O万t,而届时的生产能力将超过90.O万t/a,生产能力过剩,市场竞争将十分激烈∞J。4存在的问题及发展建议近两年,我国环氧氯丙烷的生产虽然得到了很大的发展,甘油法新技术也研发成功并应用于工业生产,但绝大多数的生产装置仍采用以丙烯为原料的丙烯高温氯化法或醋酸丙烯酯法,但丙烯的供应不能满足需求,因此装置开工率不高。工艺水平与国外先进水平相比还比较落后:存在皂化反应废水污染治理的问题;丙烯高温氯化法的总收率比国外的低;丙烯消耗定额普遍高(一般比国外高30%左右),只有中国石化齐鲁分公司氯碱厂使用聚合级丙烯作原料,加之引进的技术较为先进,丙烯的消耗定额接近国外水平。另外,国内在环氧氯丙烷的中间产品氯丙烯和烯丙醇的开发利用以及下游产品的应用开发等方面还存在差距,在一定程度上制约了环氧氯丙烷的迅速发展。今后几年我国仍将有多套31氯碱工业2009年环氧氯丙烷装置建成投产,生产能力将过剩,市场竞争将十分激烈。为此,针对我国环氧氯丙烷行业今后的发展提出如下建议。(1)积极采用安全环保的甘油法生产技术。我国是能源消费大国,原油自给率只有约50%,大力发展生物能源是我国既定的长远目标,因此我国未来定有大量的生物甘油资源有待利用。利用生物甘油为原料生产环氧氯丙烷能促进生物能源产业的顺利发展,减少国家对石油的依赖,具有重大的经济和社会价值。(2)提高技术水平,降低生产成本。目前,受各种因素的影响,国内环氧氯丙烷生产企业的原材料及公用工程消耗明显高于国外同类企业的水平,必须进一步加强科学管理和采取技术措施,降低成本,特种环氧树脂,如聚环氧氯丙烷树脂等。(5)积极开发利用中间体产品氯丙烯和烯丙醇。氯丙烯和烯丙醇都是重要的有机合成中间体,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、黏合剂等,丙烯醇又是制备1,4一丁二醇、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。环氧氯丙烷企业应积极开发利用氯丙烯和烯丙醇,以增强抵御市场风险的能力。(6)实现上下游一体化发展。随着环氧氯丙烷生产能力的迅速增加,市场竞争将更加激烈,产品利润逐渐缩小。企业在原料自行配套的基础上,应加快下游产品环氧树脂的建设,进行上下游一体化生产,提高装置的竞争力。(7)努力开拓环氧氯丙烷的国外市场,参与国际竞争。未来几年我国环氧氯丙烷的产量将过剩,因此,除了积极扩大国内需求外,还应该不断提高产品质量,加大出口力度,努力开拓国外市场,以化解国内的过剩危机。参考文献[1]徐伟箭,陈康庄.浅议环氧氯丙烷生产技术及其发展[J].氯碱工业,2006(9):29—33.[2]FreddyG.SoNywillmakeepichlorohydrinfromglycerol提高产品质量,以增强在国际市场上的竞争力。(3)加强对生产中副产物的再利用,并对废水进行处理,以减轻对环境的污染,降低生产成本。可采用分馏等方法回收生产中的副产物,如1,2,3一三氯丙烷(用于生产清洗剂、去漆剂、溶剂、脱脂剂与阻聚剂)和1,3一二氯丙烷(可用作溶剂及有机合成中间体、杀虫剂等)。(4)拓展环氧氯丙烷的应用范围,改善消费局限性。我国环氧氯丙烷主要消费在生产环氧树脂和生产合成甘油,在其他方面如环氧氯丙烷弹性体(即氯醇橡胶)、湿增强剂聚酰胺一环氧氯丙烷树脂、缩水甘油酯、聚酰胺水处理剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、季铵盐类产品、稳定剂、离子交换树脂、阻燃剂、水处理剂、溶剂、特种胶黏剂(聚环氧氯丙烷一蓖麻油聚氨酯密封胶)等的用量很少,应加大开发力度,以改善目前的消费局限性,使其趋于合理化,逐步与国际市场需求接轨。另外,可大力开发一些(上接第2页)这为以电石为原料生产聚氯乙烯的青海省氯碱企业的加快发展创造了积极的条件【4]。[J].IndustrialBioprocessing,2006,28(3):8-9.[3]佚名.甘油直接生产环氧氯丙烷成本低[N].中国化工报,2007一03—16(2).[4]崔云梓.环氧氯丙烷市场及生产技术现状[J].齐鲁石油化工,2008,36(2):147—152.[5]李明.环氧氯丙烷的消费现状及发展前景[J].化工文摘,2006(4):22—23.[6]梁诚.环氧氯丙烷存产能过剩隐忧[N].中国化工报,2008—05—08(3).[编辑:高旭东】参考文献[1]青海省发展和改革委员会.青海柴达木地区矿产资源综合开发利用规划[EB/OL].(2008一12—25).http://www.qhei.gov.cn/xbkf/dybg/dybs4—2.shtm.4结语建设大型烧碱装置和聚氯乙烯装置符合国家开发西部和改变西部地区贫穷落后面貌的战略方针。在成本竞争与政策导向下,国内氯碱生产的重心正逐渐向西部地区转移。作为资源大省的青海省,应抓住国家实施西部大开发政策的契机,发挥优势条件,将资源优势转化为产业优势、成本优势、经济优势,实施以原料为核心的成本领先战略,进行技术创新和管理创新,提升企业竞争力,尽早把青海省打造为氯碱化工基地,促进青海省的经济快速发展。32[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.国家发展改革委关于提高西北电网电价的通知[EB/OL].(2009—03一17)[2009一03一18].http://www.sgcc.Corn.cn/dlfw/djze/images/20090317/14489.PDF.[3]王德祥,黄锦荣,鹿志军.我国氯碱行业生产现状及发展战略[J].氯碱工业,2004(12):J一4.[4]蒋维江.浅析西部氯碱企业发展前景[J].氯碱工业,2004(5):l一2.[编辑:高旭东]万方数据

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