國內外雙酚A生產現狀與發展趨勢
介紹了雙酚A國內外生產現狀、生產方法和市場,建議國內采用離子交換樹脂法盡快建設規?;p酚A裝置,以滿足雙酚A不斷增長的需求。
關鍵詞:雙酚A 生產 應用 市場
雙酚A學名2,2-二(4-羥基苯基)丙烷,是重要的有機化工原料,苯酚和丙酮的重要衍生物,主要用于生產聚碳酸酯、環氧樹脂、聚砜樹脂、聚苯醚樹脂、不飽和聚酯樹脂等多種高分子材料。也可用于生產增塑劑、阻燃劑、抗氧劑、熱穩定劑、橡膠防老劑、農藥、涂料等精細化工產品。
1 合成工藝
雙酚A由兩分子苯酚和一分子丙酮縮合而成,該反應的催化劑為酸性催化劑,工業上應用的催化劑有硫酸、氯化氫和離子交換樹脂。這些不同類型的催化劑在工業上的應用構成了雙酚A技術發展的不同階段。
1.1硫酸法
傳統雙酚A生產方法采用硫酸為催化劑,苯酚與丙酮進行縮合。但硫酸法選擇性差,生成的雜質有40多種,且很難分離,雙酚A質量較差,硫酸消耗量大,形成大量的廢酸和含酸、含酚廢水,環境污染嚴重,工業發達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雙酚A,與硫酸法相比,催化劑氯化氫易揮發,可以利用真空精餾的方法從反應系統中脫除,生產的雙酚A質量較好。但氯化氫腐蝕性強,對設備、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70年代初就開始進行離子交換樹脂做催化劑合成雙酚A的研究。目前已實現工業化,該工藝大大改變了傳統工藝的不足,反應物質極易分離,后處理簡單,離子交換樹脂對設備腐蝕性較弱,系統運作的可靠性大大提高,而投資費用并未增加??s合反應在較大的酚酮比下進行,苯酚既是反應物,又是反應溶劑,提高了縮合反應的選擇性,縮合反應產物中的雜質,可以通過簡單的精制過程獲得高品質的雙酚A產品。所以樹脂法生產雙酚A技術已成為雙酚A生產的主流和發展方向。
上具有自己的雙酚A技術廠家有GE、BAYER、DOW化學、千代田、BLACHOUNIA等公司。這些廠家均具有多年雙酚A的開發與生產經驗,其中GE、BAYER、DOW、千代田技術代表當今雙酚A合成技術的先進水平。
2 生產現狀
2.1國外現狀
2000年雙酚A生產能力已達2 863.5 kt/a,產量約為2 600 kt,其中主要生產和地區為美國占總生產能力的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生產企業和生產能力。
美國市場現有生產能力有1 023 kt/a,實際產量970 kt/a,出口量90 kt/a,進口量25 kt/a;歐洲現有生產能力1 020 kt/a,實際產量925 kt/a,歐洲地區使用量為865 kt/a,出口量為25 kt/a,進口量85 kt/a;日本現有生產能力449 kt/a,實際產量約為406 kt/a,國內實際使用量為386 kt/a,出口量65 kt/a,進口量45 kt/a;亞洲地區現有生產能力為324.5 kt/a,實際產量約為275 kt/a。
雙酚A的商品量和貿易量較小,生產廠家大多用來生產下游產品,目前僅有美國Aristech公司和日本三井化學為市場雙酚A主要供應商。
表1 2000年主要生產廠家與生產能力 kt/a
|
生產廠家 |
生產能力 |
|
美國 |
1 023 |
|
GE塑料公司 |
362 |
|
DOW化學公司 |
165 |
|
Aristech化學公司 |
105 |
|
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) |
220 |
|
DOW化學 |
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 |
80 |
|
三菱化學 |
90 |
|
新日鐵 |
98 |
|
出光油化 |
66 |
|
三井化學 |
115 |
|
亞洲(除日本外) |
324.5 |
|
韓國錦湖 |
33 |
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印度Kesar |
7.5 |
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伊朗Techcorp |
45 |
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臺灣南亞 |
124 |
|
臺灣信昌 |
25 |
|
新加坡三井 |
70 |
|
20 | |
|
巴西 |
50 |
|
Policarbonato |
20 |
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Rhodia |
30 |
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合計 |
2 863.5 |
2.2國內生產現狀
我國目前大部分雙酚A生產裝置規模偏小,有的只有數百噸,且大多采用落后的硫酸法和氯化氫法生產工藝,產品成本高,設備腐蝕及三廢污染嚴重,產品質量達不到聚碳酸酯級和食品級環氧樹脂生產的要求,只能用于通用型環氧樹脂生產。目前國內雙酚A生產裝置主要有5套,總生產能力約為30 kt/a,只有無錫樹脂廠引進波蘭技術10 kt/a的裝置正常生產,并滿負荷運轉。1999年雙酚A產量為11 kt/a,其中無錫樹脂廠產量為9.7 kt/a。我國雙酚A主要生產廠家與生產能力見表2。
表2 我國雙酚A主要生產廠家與生產能力 kt/a
| 生產廠家 | 生產工藝流程 | 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 | 30 |
為了進一步縮小國內雙酚A生產與先進水平差距,藍星公司計劃引進先進的技術,建設一套30 kt/a雙酚A裝置,生產聚碳酸酯級產品。
3 市場分析
3.1國際市場
雙酚A主要用于生產聚碳酸酯和環氧樹脂。美國雙酚A的消費結構為:聚碳酸酯占67.56%、環氧樹脂25.57%、其他7.87%;歐洲消費結構為:聚碳酸酯70%、環氧樹脂24.7%、其他5.3%;日本聚碳酸酯占75.95%、環氧樹脂19.24%、其他4.81%。盡管各地雙酚A消費結構不盡相同,但用于聚碳酸酯和環氧樹脂占總消費量的90%以上,而且消費于聚碳酸酯的雙酚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。廣泛應用于汽車、電子電氣、建筑、醫療衛生、包裝、光盤、辦公室自動化等領域,成為目前增長速度快的通用工程塑料。據統計2000年新增聚碳酸酯生產能力達510 kt/a以上,其中主要集中在亞洲地區,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公司計劃在上海成立拜耳氯堿合資企業,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;韓國錦湖石油公司、LG化學/DOW化學公司分別計劃在韓國建設30 kt/a和130 kt/a的聚碳酸酯裝置;旭化成和臺灣奇美計劃在臺灣建設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化學在德國建設的100 kt/a的聚碳酸酯生產線,也將正式投產。為滿足聚碳酸酯的需求,各地同時相繼配套建設許多雙酚A裝置。
據業內人士估計,對聚碳酸酯的需求每年將以8%~10%速度增長,發展中增長速度更快,亞太地區(除日本外)聚碳酸酯的增長率可達10%~15%。預計2005年以后,的增長率仍將保持6%~7%的增長速率。聚碳酸酯的高速發展刺激和推動了雙酚A工業的發展,預計今后五年雙酚A將以每年6%~8%的速率增長,亞洲地區將超過10%。雙酚A產品市場前景看好,今后雙酚A市場向技術先進、聚碳酸酯級品質和規模經營的方向發展。
3.2國內市場
市場的雙酚A主要用于生產聚碳酸酯和環氧樹脂,我國目前主要用于生產環氧樹脂。2000年環氧樹脂生產能力120~130 kt/a,實際產量約為85 kt,其中90%為雙酚A型,約消費雙酚A 50 kt。國內目前雙酚A產不足需,每年需要進口一定量產品來滿足國內需求。表3為近年來我國雙酚A及主要下游產品的凈進口情況。
表3 近年來我國雙酚A及主要下游產品凈進口情況 kt
| 環氧樹脂 | 聚碳酸酯 | |||||
| 年份 | 雙酚A | 凈進口 | 折雙酚A | 凈進口 | 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氧樹脂巨大的潛在市場,國外跨國公司紛紛計劃在投資建設新裝置。
如燕山石化與美國GE公司擬合資建設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,在上海漕涇開發區合作建設100 kt/a聚碳酸酯裝置。國內聚碳酸酯生產裝置的大規模發展必將對國內雙酚A產量和質量提出更高的要求。
此外,我國環氧樹脂對雙酚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。
預計到2005年我國雙酚A的需求量將達到300 kt。為滿足國民經濟發展需求,加速發展我國雙酚A產業十分緊迫和必要。
4 建議
雙酚A是一種重要的基本有機化工原料,針對目前生產與市場狀況,對我國雙酚A工業提出以下建議。
盡快淘汰和關閉一些采用硫酸法和氯化氫法生產的產品質量差、環境污染嚴重的裝置,采用先進的離子交換樹脂法生產。盡管我國已開發出自己的離子交換樹脂法雙酚A的生產工藝技術,在反應器、結晶器和脫酚技術等方面達到國際先進水平,但由于催化劑技術、系統除酸工藝和殘渣排放技術不盡完善,而且沒有大工業化經驗,導致了產品質量不穩定。因此應綜合分析和借鑒國外先進雙酚A生產技術和經驗,對國產化技術進行改進和完善,盡快形成可以穩產、高產、低耗的擁有自主知識產權的雙酚A成本技術。
若引進國外技術,一定要選擇原料消耗低、環境污染小、產品質量可以達到聚碳酸酯要求的技術,這是我國新建雙酚A的基本要求。在引進技術方面,主要在于選好關鍵設備,應根據工藝要求,加強關鍵設備的選型和合理配置。不斷吸收和消化國外裝置,逐步實現國產化。
我國目前雙酚A生產裝置不僅技術落后,而且規模較小,大僅為10 kt/a,而國外雙酚A生產規模為50~100 kt/a,隨著我國加入WTO,國外規模化、低成本產品將給我國雙酚A市場形成較大沖擊,因此今后國內新建雙酚A應采用先進技術規?;洜I。
由于國內雙酚A及其下游產品巨大市場空間和潛力,國外許多品牌已經大舉進入國內市場,所以在產品生產之前,要著重抓好市場營銷戰略和策略的研究,應采取國內外市場一齊開發,尤其在我國雙酚A的主要消費地區










































