丁二酸二甲酯市场调研报告
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丁二酸二甲酯市场调研报告
摘要:综述了丁二酸二甲酯的生产合成工艺及市场状况。
关键词:丁二酸二甲酯生产工艺市场分析
丁二酸二甲酯是一种非常重要的顺酐下游产品,其附加值较高,广泛应用于光稳定剂622和783、高档涂料、杀菌剂、医药中间体、有机溶剂、食品添加剂、制酒、香精与香料加工、气相色谱固定液等方面。目前,工业上主要以丁二酸和甲醇为原料,采用酸催化酯化合成丁二酸二甲酯。
1 丁二酸二甲酯基本概况
丁二酸二甲酯又名琥珀酸二甲酯,英文名Dimethyl succinate,简称DMS;分子式:C4H10O4;分子量:146.14;CAS:106-65-0。外观无色结晶或液体。比重1.1198,熔点19℃,沸点196.4℃,折射率1.4197,闪点90℃,易溶于醚、甲醇、乙醇和丙酮,微溶于水。主要用于合成光稳定剂、高档涂料、杀菌剂、医药中间体,是一种非常重要的化工中间体。
2 丁二酸二甲酯应用情况
丁二酸二甲酯主要应用于光稳定剂、高档涂料、杀菌剂、医药中间体的合成,也可用作有机溶剂。
光稳定剂方面[1],光稳定剂是抑制或减缓由于光氧化作用而使高分子材料发生降解的助剂,随着高分子材料的快速发展,尤其是合成材料在户外应用的日益增加,光稳定已成为了塑料助剂的重要类别。受阻胺类光稳定剂由于具有非常优异的光稳定作用,目前是应用最为广泛的光稳定剂,也是最具有发展前景的光稳定剂。其主要品种有GW622、783、944、770、544、628 等。丁二酸二甲酯主要用于GW622(聚(1-羟乙基-2,2,6,6,-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯)和GW783(622与944的复合产品)的合成,目前GW622、783、944、770是国内生产和应用的品种。
高档涂料方面[2],喹吖啶酮类颜料属于高档有机颜料,该类有机颜料由于优异的性能和广泛的用途被引起了大家的普遍关注,其具有色彩鲜艳、着色力高、几乎不溶于有机溶剂、耐晒性能高(达8 级)、耐热性能高(达400℃)、牢度特别优异等特点。广泛用于高档涂料、工程塑料、油墨金属和合成纤维原浆着色等领域。丁二酰丁二酸二甲酯是制备喹吖啶酮类高级有机颜料的关键中间体,丁二酰丁二酸二甲酯主要是通过过量的丁二酸二甲酯与甲醇钠作用发生自身缩合而成。
杀菌剂方面[3],丁二酸二甲酯主要用于合成琥珀酸酯类的杀菌防霉剂和表面活性剂,如PMDS-10 、SuPer AD-It(组成为二(苯汞)十二烷基琥珀酸酯)和含琥珀酸酯的Gemini阳离子表面活性剂。
另外,丁二酸二甲酯还可用于合成多种医药中间体,如2-甲氧羰基琥珀酸二甲酯、2-氰基丁二酸二甲酯、5-甲氧基甲基-2,3-吡啶二羧酸等。此外,丁二酸二甲酯还可用作有机溶剂和食品添加剂,食品添加剂主要用于配制水果和果酒类香精。
3 丁二酸二甲酯生产工艺
现有丁二酸二甲酯的工艺技术主要有三种:丁二酸酯化法、丁二酸酐酯化法和顺酐酯化加氢法,目前工业生产主要采用丁二酸酯化法。
丁二酸酯化法[4-8]是以丁二酸和甲醇为原料在酸催化下合成丁二酸二甲酯,主要的酸催化剂有硫酸、对甲苯磺酸、杂多酸(如磷钨酸)和酸性树脂,但以硫酸、对甲苯磺酸和杂多酸为催化剂,对设备要求高,环境污染大,与现在的低碳、环保要求不相符,而酸性树脂催化剂保持较高的酯化率需较高的醇酸比及较多的催化剂耗量,且其催化剂价格较贵。另外,丁二酸酯化法酯化反应速度慢,反应难以进行彻底,使产物难于精制分离。
丁二酸酐酯化法是以丁二酸酐和甲醇为原料在酸催化下合成丁二酸二甲酯,与丁二酸酯化法相比,虽然催化剂一样,但其可降低一半的水生成,可降低分离能耗。其缺点是丁二酸酯化法丁二酸酐原料市场价格要远远高于丁二酸。
顺酐酯化加氢法[9]是以顺酐和甲醇为原料先合成马来酸单甲酯,马来酸单甲酯再与甲醇反应得马来酸二甲酯,马来酸二甲酯经电化学加氢还原反应得丁二酸二甲酯。该方法以顺酐为起始原料,大大降低了生产成本,反应速率较快。但该反应需进行16个步骤的反应及分离,整个工艺繁琐,且马来酸二甲酯的电化学加氢还原法存在电极腐蚀严重,电流效率和原料转化率不高,电解槽维修困难,投资大、占地面积大,不利于大规模生产等缺点。
因此,开发一种以顺酐为原料的高收率、低成本、高纯度、工艺简单、可连续大规模生产丁二酸二甲酯的技术具有很好的发展前景。
4 丁二酸二甲酯生产状况
2010年,据不完全数据统计国内丁二酸二甲酯生产能力要大于8000t/a,价格维持在2.0万元/吨左右。主要生产厂家见表1。
表1 国内丁二酸二甲酯主要生产企业产能、工艺和价格统计情况
生产商产能/t.a-1生产工艺价格/万元.t-1
陕西宝鸡宝玉化工有限公司1000 丁二酸酯化法 2.4
廊坊朗奇化工有限公司700 丁二酸酐酯化法 1.8
河北华戈精细化学有限公司3000 丁二酸酯化法 2.2
北京永宏泰达化工有限公司1000 丁二酸酯化法 2.2
辽阳易晨化工有限公司500 丁二酸酯化法 2.2
常州市松盛香料有限公司2000 丁二酸酯化法 2.2
连云港优胜化工有限公司/ 丁二酸酯化法 2.0
总计>8000 / 1.8-2.4
5 丁二酸二甲酯消费及需求状况
目前,我国丁二酸二甲酯的下游消费领域主要是光稳定剂和高档涂料方面。目前用到丁二酸二甲酯为原料的主要光稳定剂产品是GW622和GW783,对GW622和GW783的产能调研发现,丁二酸二甲酯用作光稳定剂的需量约3000t/a左右。丁二酸二甲酯在高档涂料放面主要是用作喹吖啶酮类高级有机颜料中间体丁二酰丁二酸二甲酯的合成。喹吖啶酮类高级有机颜料的优异性能和日益广泛的用途使市场对其需求量与日俱增,这就拉动了丁二酰丁二酸二甲酯专业化生产的发展,同时也正是丁二酰丁二酸二甲酯专业化和商业化生产才又为喹