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

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

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