我国顺酐生产消费现状及发展建议
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我国顺酐生产消费现状及发展建议
顺酐是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐,在化工和制药领域具有广泛的应用。近年来,我国顺酐的表观消费量不断增加。无论是我国顺酐的生产技术,还是生产能力都得到了很大的发展,但是与国外先进水平相比还存在一些问题。
文/燕丰
作者供职于北京燕山石化公司研究院
顺酐又名马来酸酐、失水苹果酸酐,是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐,主要用于生产不饱和聚酯树脂(UPR)、醇酸树脂。此外,还可用于生产1,4-丁二醇(BDO)、γ-丁内酯(GBL)、四氢呋喃(THF)、马来酸、富马酸和四氢酸酐等一系列重要的化工产品,在农药、医药、涂料、油墨、润滑油添加剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添加剂以及表面活性剂等领域具有广泛的应用。
目前,顺酐的工业生产方法按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种,其中苯氧化法应用最为广泛,但由于苯资源有限,C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生,尤其是富产天然气和油田伴生气的国家,拥有大量的正丁烷资源,因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速,已经在顺酐生产中占主导地位,其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80%。
生产现状
我国顺酐的工业生产始于20世纪50年代,但直到20世纪80年代,引进多套万吨级顺酐生产装置以后,我国顺酐的生产才步入正常发展的轨道。目前我国采用苯固定床氧化法生产顺酐的技术已经比较成熟,已经能够设计制造万吨级苯法固定床列管式反应器,且使用性能良好,为更大规模和更高要求顺酐反应器的国产化提供了极好的条件。
1994年辽宁盘锦有机化工厂引进美国SD公司正丁烷固定床水吸收工艺建成一套1.0万吨/年顺酐生产装置,1996年山东东营胜利油田石油化工有限公司引进美国Lummus正丁烷流化床溶剂吸收工艺技术建成一套1.5万吨/年顺酐生产装置,2003年新疆吐哈石油天然气化工厂采用国内正丁烷氧化技术,建成一套生产能力为2.0万吨/年顺酐生产装置。但由于受资源条件的限制,我国正丁烷顺酐生产技术的发展显得相对迟缓,2001年盘锦有机化工厂顺酐生产装置已经改为苯氧化法进行生产,东营胜利油田石油化工有限公司的顺酐装置也由于种种原因曾经停产,直到2004年上半年才恢复开车生产。
随着我国顺酐生产能力的不断增加,产量也不断增加。1995年我国顺酐的产量只有4.5万吨,2000年增加到10.2万吨,1995~2000年产量的年均增长率约为17.8%。2002年我国顺酐的产量为17.4万吨,2003年增加到20.8万吨,同比增长20.7%,1998~2003年产量的年均增长率约为21.7%。2004年我国顺酐的产量约为24.0 万吨。
消费现状及市场前景
近年来,我国顺酐的表观消费量不断增加。1995年我国顺酐的表观消费量只有5.04万吨,2000年增加到11.1万吨,2003年达到20.9万吨,比2002年增长16.8%,1998~2003年表观消费量的年均增长率为22.2%。2003年我国顺酐的消费结构为:不饱和聚酯树脂对顺酐的需求量约占总需求量的71.1%,涂料约占6.2%,酒石酸约占3.8%,润滑油添加剂约占0.9%,农用化学品约占1.4%,琥珀酸及酐约占2.4%,BDO、THF等加氢产品约占2.8%,其他方面约占11.4%。
(1)不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯树脂是我国顺酐最主要的消费领域。不饱和聚酯树脂是热固型树脂的主要品种之一,由于其具有优良的机械性能、电性能和耐化学腐蚀性能,并且加工工艺简便,因此具有广泛的用途。预计2005年我国不饱和聚酯树脂的实际产量将达到约90.0万吨,对顺酐的需求量将达到约
18.0万吨。
(2) BDO、THF等加氢产品。顺酐酯化加氢可以生产BDO、GBL以及THF等系列产品,这些有机和精细化工产品,都是国内目前较为紧俏的产品,有着广阔的开发应用前景。预计到2005年这些产品对顺酐的需求量约为1.2万吨。
(3)涂料领域。顺酐在涂料方面的应用主要是用于生产醇酸树脂涂料和氨基树脂涂料。醇酸树脂涂料是18大类涂料中消费量最大的一类,产量和消费量约占涂料总量的三分之一。预计到2005年我国对涂料的需求量将达到约250.0万吨,其中醇酸树脂和氨基树脂涂料的需求量将达到约87.5万吨,相应对顺酐的需求量将达到约1.5万吨。
(4)酒石酸。顺酐合成富马酸,进而合成酒石酸是顺酐传统的应用领域之一。酒石酸主要用作食品酸味剂,其盐类用作镜子镀银和金属处理,此外还可用在制革和电讯器材行业中。预计未来几年我国酒石酸对顺酐的需求量将以年均约4.0%的速度增加,到2005年对顺酐的需求量将达到约1.4万吨。
(5)润滑油添加剂。只有生产无灰分散剂的润滑油添加剂生产才需要消耗顺酐。2003年我国无灰分散剂的产量约为3.5万吨左右,对顺酐的需求量约为0.2万吨。预计到2005年我国润滑油添加剂的需求量将达到约15.8万吨,其中无灰分散剂的需求量将达到约7.0万吨左右,届时对顺酐的需求量将达到约0.4万吨。
(6)农用化学品。在农药方面,顺酐主要用于生产杀虫剂,包括有机磷杀虫剂,如马拉硫磷和达净松以及除虫菊酯杀虫剂胺菊酯等。预计2005年我国农药行业对顺酐的需求量约为0.4万吨。
(7)琥珀酸及其酐。琥珀酸主要用于生产涂料、染料、粘合剂和医药中间体,由琥珀酸生产的醇酸树脂具有良好的曲扰性、弹性和抗水性;琥珀酸和氨基蒽醌
反应可以生产蒽醌染料;在医药工业中,琥珀酸还可用于生产磺胺药、维生素A、维生素B和止血药等。另外,它还可用作润滑剂、照相化学品和表面活性剂的原料。由顺酐制得的琥珀酸酐是涂料、医药、合成树脂和染料的原料,由其制造的涂料具有优良的扰曲性和抗水性,在医药上可用于生产维生素A和碘胺药等。2003年我国琥珀酸及其酐的产量约为0.28万吨,对顺酐的需求量约为0.5万吨,预计到2005年我国琥珀酸及其酐对顺酐的需求量将达到约0.6万吨。
(8)其他方面。在其他方面,顺酐还可用于生产四氢苯酐、改性松香以及化学助剂等产品。2003年我国顺酐在这些的消费量约为2.4万吨,预计2005年需求量将达到约2.6万吨。
由此可见,到2005年我国对顺酐的总需求量将达到约26.1万吨, 不饱和聚酯树脂仍将是主要的消费领域。
存在问题及发展建议
经过多年的发展,无论是我国顺酐的生产技术,还是生产能力都得到了很大的发展,但是与国外先进水平相比还存在一些问题,主要表现在:(1)消费比例不合理,应用范围小而单一。从世界范围看,顺酐在不饱和聚酯树脂方面的消费比例一般占45%-50%,而我国在该领域顺酐消费比例2003年却高达71.1%。这说明我国顺酐的应用范围小且单一,应对市场风险能力较差;(2)布局不合理。顺酐最主要的用途是不饱和聚酯树脂行业,而目前我国不饱和聚酯树脂的生产单位却绝大部分集中在华东的江苏、浙江、福建和华南的广东,与之配套生产原料的顺酐生产企业却大部分在长江以北地区;(3)装置开工率较低。按2003年统计,我国顺酐装置2003年开工率仅54.0%,远低于世界约84%的平均开工率;(4)生产技术单一。目前我国顺酐的生产技术主要依赖苯法工艺,还不能与国际流行的正丁烷法生产工艺接轨,与之相配套的催化剂研究和后续精制工艺优化水平还有待进一步提高。(5)单套装置生产能力小。目前我国顺酐的生产厂家虽然有20多家,但生产装置规模普遍偏小,单套装置最大规模正丁烷法为2.0万吨/年,苯法为2.0万吨/年,还有许多千吨级规模的生产装置,市场竞争能力差。