介紹了雙酚A國內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀、生產(chǎn)方法和市場,建議國內(nèi)采用離子交換樹脂法盡快建設(shè)規(guī)模化雙酚A裝置,以滿足雙酚A不斷增長的需求。
關(guān)鍵詞:雙酚A 生產(chǎn) 應(yīng)用 市場
雙酚A學(xué)名2,2-二(4-羥基苯基)丙烷,是重要的有機(jī)化工原料,苯酚和丙酮的重要衍生物,主要用于生產(chǎn)聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂、聚砜樹脂、聚苯醚樹脂、不飽和聚酯樹脂等多種高分子材料。也可用于生產(chǎn)增塑劑、阻燃劑、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、橡膠防老劑、農(nóng)藥、涂料等精細(xì)化工產(chǎn)品。
1 合成工藝
雙酚A由兩分子苯酚和一分子丙酮縮合而成,該反應(yīng)的催化劑為酸性催化劑,工業(yè)上應(yīng)用的催化劑有硫酸、氯化氫和離子交換樹脂。這些不同類型的催化劑在工業(yè)上的應(yīng)用構(gòu)成了雙酚A技術(shù)發(fā)展的不同階段。
1.1硫酸法
傳統(tǒng)雙酚A生產(chǎn)方法采用硫酸為催化劑,苯酚與丙酮進(jìn)行縮合。但硫酸法選擇性差,生成的雜質(zhì)有40多種,且很難分離,雙酚A質(zhì)量較差,硫酸消耗量大,形成大量的廢酸和含酸、含酚廢水,環(huán)境污染嚴(yán)重,工業(yè)發(fā)達(dá)早已淘汰硫酸法工藝。
1.2氯化氫法
美國早利用氯化氫作催化劑生產(chǎn)雙酚A,與硫酸法相比,催化劑氯化氫易揮發(fā),可以利用真空精餾的方法從反應(yīng)系統(tǒng)中脫除,生產(chǎn)的雙酚A質(zhì)量較好。但氯化氫腐蝕性強(qiáng),對設(shè)備、管道的材料選擇要求高,投資增大,目前氯化氫法也逐漸遭淘汰。
1.3 離子交換樹脂法
為了克服上述兩種方法的弊端,各國在20世紀(jì)70年代初就開始進(jìn)行離子交換樹脂做催化劑合成雙酚A的研究。目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,該工藝大大改變了傳統(tǒng)工藝的不足,反應(yīng)物質(zhì)極易分離,后處理簡單,離子交換樹脂對設(shè)備腐蝕性較弱,系統(tǒng)運(yùn)作的可靠性大大提高,而投資費(fèi)用并未增加。縮合反應(yīng)在較大的酚酮比下進(jìn)行,苯酚既是反應(yīng)物,又是反應(yīng)溶劑,提高了縮合反應(yīng)的選擇性,縮合反應(yīng)產(chǎn)物中的雜質(zhì),可以通過簡單的精制過程獲得高品質(zhì)的雙酚A產(chǎn)品。所以樹脂法生產(chǎn)雙酚A技術(shù)已成為雙酚A生產(chǎn)的主流和發(fā)展方向。
上具有自己的雙酚A技術(shù)廠家有GE、BAYER、DOW化學(xué)、千代田、BLACHOUNIA等公司。這些廠家均具有多年雙酚A的開發(fā)與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),其中GE、BAYER、DOW、千代田技術(shù)代表當(dāng)今雙酚A合成技術(shù)的先進(jìn)水平。
2 生產(chǎn)現(xiàn)狀
2.1國外現(xiàn)狀
2000年雙酚A生產(chǎn)能力已達(dá)2 863.5 kt/a,產(chǎn)量約為2 600 kt,其中主要生產(chǎn)和地區(qū)為美國占總生產(chǎn)能力的35.7%;歐洲占35.6%;日本占15.7%;亞洲其他占11.3%。表1為主要雙酚A生產(chǎn)企業(yè)和生產(chǎn)能力。
美國市場現(xiàn)有生產(chǎn)能力有1 023 kt/a,實(shí)際產(chǎn)量970 kt/a,出口量90 kt/a,進(jìn)口量25 kt/a;歐洲現(xiàn)有生產(chǎn)能力1 020 kt/a,實(shí)際產(chǎn)量925 kt/a,歐洲地區(qū)使用量為865 kt/a,出口量為25 kt/a,進(jìn)口量85 kt/a;日本現(xiàn)有生產(chǎn)能力449 kt/a,實(shí)際產(chǎn)量約為406 kt/a,國內(nèi)實(shí)際使用量為386 kt/a,出口量65 kt/a,進(jìn)口量45 kt/a;亞洲地區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)能力為324.5 kt/a,實(shí)際產(chǎn)量約為275 kt/a。
雙酚A的商品量和貿(mào)易量較小,生產(chǎn)廠家大多用來生產(chǎn)下游產(chǎn)品,目前僅有美國Aristech公司和日本三井化學(xué)為市場雙酚A主要供應(yīng)商。
表1 2000年主要生產(chǎn)廠家與生產(chǎn)能力 kt/a
|
生產(chǎn)廠家 |
生產(chǎn)能力 |
|
美國 |
1 023 |
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GE塑料公司 |
362 |
|
DOW化學(xué)公司 |
165 |
|
Aristech化學(xué)公司 |
105 |
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殼牌美國公司 |
231 |
|
拜爾美國公司 |
160 |
|
歐洲 |
1 020 |
|
拜爾公司(德國) |
135 |
|
拜爾公司(比利時(shí)) |
220 |
|
DOW化學(xué) |
100 |
|
GE荷蘭公司 |
120 |
|
殼牌公司 |
90 |
|
西班牙General Electric |
180 |
|
俄羅斯 Nizhnevartovsk |
75 |
|
俄羅斯 Stete |
100 |
|
日本 |
449 |
|
千代田-GE化學(xué) |
80 |
|
三菱化學(xué) |
90 |
|
新日鐵 |
98 |
|
出光油化 |
66 |
|
三井化學(xué) |
115 |
|
亞洲(除日本外) |
324.5 |
|
韓國錦湖 |
33 |
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印度Kesar |
7.5 |
|
伊朗Techcorp |
45 |
|
臺灣南亞 |
124 |
|
臺灣信昌 |
25 |
|
新加坡三井 |
70 |
|
20 | |
|
巴西 |
50 |
|
Policarbonato |
20 |
|
Rhodia |
30 |
|
合計(jì) |
2 863.5 |
2.2國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀
我國目前大部分雙酚A生產(chǎn)裝置規(guī)模偏小,有的只有數(shù)百噸,且大多采用落后的硫酸法和氯化氫法生產(chǎn)工藝,產(chǎn)品成本高,設(shè)備腐蝕及三廢污染嚴(yán)重,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到聚碳酸酯級和食品級環(huán)氧樹脂生產(chǎn)的要求,只能用于通用型環(huán)氧樹脂生產(chǎn)。目前國內(nèi)雙酚A生產(chǎn)裝置主要有5套,總生產(chǎn)能力約為30 kt/a,只有無錫樹脂廠引進(jìn)波蘭技術(shù)10 kt/a的裝置正常生產(chǎn),并滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。1999年雙酚A產(chǎn)量為11 kt/a,其中無錫樹脂廠產(chǎn)量為9.7 kt/a。我國雙酚A主要生產(chǎn)廠家與生產(chǎn)能力見表2。
表2 我國雙酚A主要生產(chǎn)廠家與生產(chǎn)能力 kt/a
| 生產(chǎn)廠家 | 生產(chǎn)工藝流程 | 裝置能力 |
| 無錫樹脂廠 | 離子交換樹脂法 | 10 |
| 天津雙孚集團(tuán)公司 | 離子交換樹脂法 | 10 |
| 湖南岳陽石化總廠 | 氯化氫法 | 5 |
| 上海申聚化工廠 | 離子交換樹脂法 | 3 |
| 吉林和龍化工廠 | 雜多酸法 | 2 |
| 合計(jì) | 30 |
為了進(jìn)一步縮小國內(nèi)雙酚A生產(chǎn)與先進(jìn)水平差距,藍(lán)星公司計(jì)劃引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù),建設(shè)一套30 kt/a雙酚A裝置,生產(chǎn)聚碳酸酯級產(chǎn)品。
3 市場分析
3.1國際市場
雙酚A主要用于生產(chǎn)聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂。美國雙酚A的消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:聚碳酸酯占67.56%、環(huán)氧樹脂25.57%、其他7.87%;歐洲消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:聚碳酸酯70%、環(huán)氧樹脂24.7%、其他5.3%;日本聚碳酸酯占75.95%、環(huán)氧樹脂19.24%、其他4.81%。盡管各地雙酚A消費(fèi)結(jié)構(gòu)不盡相同,但用于聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂占總消費(fèi)量的90%以上,而且消費(fèi)于聚碳酸酯的雙酚A所占比例將越來越大。
聚碳酸酯是一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹脂,在工程塑料中用量僅次于聚酰胺。廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、醫(yī)療衛(wèi)生、包裝、光盤、辦公室自動化等領(lǐng)域,成為目前增長速度快的通用工程塑料。據(jù)統(tǒng)計(jì)2000年新增聚碳酸酯生產(chǎn)能力達(dá)510 kt/a以上,其中主要集中在亞洲地區(qū),占63%左右。德國Bayer公司決定在泰國興建80 kt/a的聚碳酸酯裝置;Bayer公司計(jì)劃在上海成立拜耳氯堿合資企業(yè),興建100 kt/a的聚碳酸酯裝置;臺灣南亞公司90 kt/a和新加坡三井公司70 kt/a裝置于1999年三季度投產(chǎn);韓國錦湖石油公司、LG化學(xué)/DOW化學(xué)公司分別計(jì)劃在韓國建設(shè)30 kt/a和130 kt/a的聚碳酸酯裝置;旭化成和臺灣奇美計(jì)劃在臺灣建設(shè)50 kt/a聚碳酸酯新裝置;1999年GE塑料公司在西班牙新增加了140 kt/a的聚碳酸酯裝置,DOW化學(xué)在德國建設(shè)的100 kt/a的聚碳酸酯生產(chǎn)線,也將正式投產(chǎn)。為滿足聚碳酸酯的需求,各地同時(shí)相繼配套建設(shè)許多雙酚A裝置。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì),對聚碳酸酯的需求每年將以8%~10%速度增長,發(fā)展中增長速度更快,亞太地區(qū)(除日本外)聚碳酸酯的增長率可達(dá)10%~15%。預(yù)計(jì)2005年以后,的增長率仍將保持6%~7%的增長速率。聚碳酸酯的高速發(fā)展刺激和推動了雙酚A工業(yè)的發(fā)展,預(yù)計(jì)今后五年雙酚A將以每年6%~8%的速率增長,亞洲地區(qū)將超過10%。雙酚A產(chǎn)品市場前景看好,今后雙酚A市場向技術(shù)先進(jìn)、聚碳酸酯級品質(zhì)和規(guī)模經(jīng)營的方向發(fā)展。
3.2國內(nèi)市場
市場的雙酚A主要用于生產(chǎn)聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂,我國目前主要用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂。2000年環(huán)氧樹脂生產(chǎn)能力120~130 kt/a,實(shí)際產(chǎn)量約為85 kt,其中90%為雙酚A型,約消費(fèi)雙酚A 50 kt。國內(nèi)目前雙酚A產(chǎn)不足需,每年需要進(jìn)口一定量產(chǎn)品來滿足國內(nèi)需求。表3為近年來我國雙酚A及主要下游產(chǎn)品的凈進(jìn)口情況。
表3 近年來我國雙酚A及主要下游產(chǎn)品凈進(jìn)口情況 kt
| 環(huán)氧樹脂 | 聚碳酸酯 | |||||
| 年份 | 雙酚A | 凈進(jìn)口 | 折雙酚A | 凈進(jìn)口 | 折雙酚A | 總雙酚A |
| 1993 | 18.38 | 22.47 | 14.61 | 22.95 | 21.12 | 54.10 |
| 1994 | 26.28 | 26.69 | 17.35 | 34.81 | 32.03 | 75.66 |
| 1995 | 8.98 | 31.94 | 20.76 | 41.20 | 37.91 | 67.65 |
| 1996 | 21.47 | 37.31 | 24.25 | 60.84 | 55.97 | 101.70 |
| 1997 | 25.70 | 56.12 | 36.48 | 62.07 | 57.10 | 119.28 |
| 1998 | 31.92 | 68.76 | 44.69 | 85.77 | 78.91 | 155.52 |
| 1999 | 64.00 | 74.88 | 48.67 | 97.26 | 90.45 | 203.12 |
| 2000 | 65.73 | 117.22 | 76.19 | 181.82 | 167.27 | 309.20 |
由于我國聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂巨大的潛在市場,國外跨國公司紛紛計(jì)劃在投資建設(shè)新裝置。
如燕山石化與美國GE公司擬合資建設(shè)50 kt/a聚碳酸酯裝置;德國Bayer公司與上海氯堿總廠簽定意向書,在上海漕涇開發(fā)區(qū)合作建設(shè)100 kt/a聚碳酸酯裝置。國內(nèi)聚碳酸酯生產(chǎn)裝置的大規(guī)模發(fā)展必將對國內(nèi)雙酚A產(chǎn)量和質(zhì)量提出更高的要求。
此外,我國環(huán)氧樹脂對雙酚A的需求量將以年均5%左右的速度增長。雙酚A的其他下游產(chǎn)品如聚砜、阻燃劑、抗氧劑、電纜料等對雙酚A要求也有一定量的增加。
預(yù)計(jì)到2005年我國雙酚A的需求量將達(dá)到300 kt。為滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,加速發(fā)展我國雙酚A產(chǎn)業(yè)十分緊迫和必要。
4 建議
雙酚A是一種重要的基本有機(jī)化工原料,針對目前生產(chǎn)與市場狀況,對我國雙酚A工業(yè)提出以下建議。
盡快淘汰和關(guān)閉一些采用硫酸法和氯化氫法生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量差、環(huán)境污染嚴(yán)重的裝置,采用先進(jìn)的離子交換樹脂法生產(chǎn)。盡管我國已開發(fā)出自己的離子交換樹脂法雙酚A的生產(chǎn)工藝技術(shù),在反應(yīng)器、結(jié)晶器和脫酚技術(shù)等方面達(dá)到國際先進(jìn)水平,但由于催化劑技術(shù)、系統(tǒng)除酸工藝和殘?jiān)欧偶夹g(shù)不盡完善,而且沒有大工業(yè)化經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)致了產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。因此應(yīng)綜合分析和借鑒國外先進(jìn)雙酚A生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),對國產(chǎn)化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善,盡快形成可以穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、低耗的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的雙酚A成本技術(shù)。
若引進(jìn)國外技術(shù),一定要選擇原料消耗低、環(huán)境污染小、產(chǎn)品質(zhì)量可以達(dá)到聚碳酸酯要求的技術(shù),這是我國新建雙酚A的基本要求。在引進(jìn)技術(shù)方面,主要在于選好關(guān)鍵設(shè)備,應(yīng)根據(jù)工藝要求,加強(qiáng)關(guān)鍵設(shè)備的選型和合理配置。不斷吸收和消化國外裝置,逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
我國目前雙酚A生產(chǎn)裝置不僅技術(shù)落后,而且規(guī)模較小,大僅為10 kt/a,而國外雙酚A生產(chǎn)規(guī)模為50~100 kt/a,隨著我國加入WTO,國外規(guī)模化、低成本產(chǎn)品將給我國雙酚A市場形成較大沖擊,因此今后國內(nèi)新建雙酚A應(yīng)采用先進(jìn)技術(shù)規(guī)模化經(jīng)營。
由于國內(nèi)雙酚A及其下游產(chǎn)品巨大市場空間和潛力,國外許多品牌已經(jīng)大舉進(jìn)入國內(nèi)市場,所以在產(chǎn)品生產(chǎn)之前,要著重抓好市場營銷戰(zhàn)略和策略的研究,應(yīng)采取國內(nèi)外市場一齊開發(fā),尤其在我國雙酚A的主要消費(fèi)地區(qū)

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