乙醇胺的生产现状及应用分析

乙醇胺的生产现状及应用分析
1 前言
乙醇胺是一乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺的总称。

它作为环氧乙烷重要的衍生物之一，是氨基醇中最有实用价值的产品，产量占氨基醇总产量的90%～95%。

乙醇胺分子中有氮原子与羟基，故兼有胺与醇的化学性质。

目前，乙醇胺产品最重要的用途是生产表面活性剂，另外还用于纺织化学品、气体净化剂、水泥促凝剂、石油添加剂、皮革软化剂、润滑油抗腐蚀剂、防积炭添加剂等。

2 乙醇胺的生产工艺
2.1 反应机理
在水作为催化剂的条件下，环氧乙烷与氨反应生成了一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇的混合物。

生成的三种乙醇胺的比例由环氧乙烷和氨的比例确定。

2.2 生产工艺流程
整个生产装置可分为以下三个工序：
①原料工序：主要是贮存原料并把符合工艺要求的原料向反应工序输送。

在此过程中，液氨被配制成95%～99%的浓氨水，与液态环氧乙烷按比例进入预混合器进行静态混合，然后进入塔式反应器或管式反应器。

②反应-蒸氨、脱水工序：进入到反应器中的原料在一定的温度下，进行高压液-液均相反应。

反应后的混合物经过高压闪蒸，脱去90%以上的氨，残余的氨在一定的温度下于蒸氨塔中蒸净。

而从蒸氨塔中出来的混合乙醇胺进入常压脱水塔，脱去物料中的大部分水，残余的水分脱水塔中蒸净。

蒸出的水和氨定期返回原料工序。

③精制工序：本工序采用连续精馏技术，混合乙醇胺从MEA塔中部进料，在高真空条件下，高纯度的MEA 从塔顶蒸出。

脱掉MEA的混合液进入DEA、TEA塔，DEA从塔顶精制而出，从侧线和塔低分别得到TEA的系列产品。

3 乙醇胺的生产技术进展
3.1 国外技术发展状况
由于乙醇胺的应用领域非常广泛，因此国外从19世纪早期就对此技术的进行了开发和应用。

生产乙醇胺的方法有以下几种：［1］
3.1.1 甲醛氰醇催化加氢法：该法利用甲醛氰醇和氢气在镍催化剂的存在下进行反应，除生成一乙醇胺和二乙醇胺外，还生成氨。

3.1.2 氯乙醇氨解法：该法始于1860年，是最古老的生产方法，法国化学家Wurty把氯乙醇和氨水在封闭管中加热合成了乙醇胺。

其缺点是在反应产物中的氯化铵难以分离。

3.1.3 硝基乙醇还原法：该法既可用硝基乙醇在镍催化下还原，也可用电解还原或酸性铁还原。

3.1.4 环氧乙烷氨解法：1897年，Knorr利用环氧乙烷和氨水反应，合成并通过分馏获得了三种乙醇胺。

该法反应过程的催化剂是水或醇胺等的羟基，不需特殊的催化剂。

表1
的发展，环氧乙烷合成乙醇胺的技术路线也相应得到了迅速发展，逐步取代了其它的几种工艺。

此后，世界范围内大规模的进行乙醇胺的生产，使乙醇胺的生产技术日趋完善和成熟。

目前，国外利用环氧乙烷合成乙醇胺技术的专利公司如表1所示。

利用环氧乙烷生产乙醇胺是目前世界上最主要的生产方法。

国外SecientificDesign Company.Inc(SD)、Oxriane International、 Union Carbide Company等公司的专利技术都已实现工业应用，其年生产规模都在万
吨以上。

表2列举了世界乙醇胺的生产情况。

表2
由表2业发达国家，生产能力约占世界总生产能力的90%，这些公司控制和主宰着世界乙醇胺工业的命运。

3.2 国内的技术发展状况
我国对乙醇胺的生产始于六十年代末期，多年来生产规模小、产品质量差，远远不能满足国民经济的需要，所需产品主要依赖进口。

目前国内的乙醇胺生产厂开工率较低，有一些厂已经转产，其主要原因是生产工艺落后。

除吉化农药厂、高桥化工厂和江苏宜兴周铁染料助剂厂外，其余的厂家均采用间歇生产技术，生产规模小，而且产品中含有大量水。

而从乙醇胺中脱水是非常困难的，使得整个生产50%以上的能耗花在脱水这道工序上，从而造成生产成本过高，在进口乙醇胺的冲击下，由于缺乏竞争力而停产。

其中由浙江大学开发的乙醇胺生产技术已在江苏宜兴周铁染料助剂厂工业应用，此技术具有如下特点：(1)采用无水液氨为直接进入反应系统的原料, 进行反应，反应系统中只含有5%水份，降低了蒸汽消耗。

(2)采用"无反应预混合"可以有效地避免ＥＯ自聚生成高沸物，并且有效提高ＭＥＡ的比率。

(3)采用高压管道反应工艺，在8 MPa 和100℃条件下可以保持管内为液相反应，既保证了充分的停留时间，又维持了ＮＨ3/ＥＯ比。

(4)产品精馏系统采用4塔式流程，可以保证ＭＥＡ、ＤＥＡ、ＴＥＡ的纯度。

目前我国乙醇胺的生产厂家如表3所示。

表3 我国乙醇胺的生产厂家及生产能力［4］
目前，我国乙醇胺的生产厂家约20家，总生产能力约63.5 kt/a。

但由于许多企业生产规模小，成本高，无法与大企业及国外产品竞争，多数处于停产或半停产状态。

2001年我国乙醇胺产量约为14 kt，根本不能满足消费的需要，仍需大量的进口。

4 乙醇胺的应用及市场消费状况
4.1 国外乙醇胺的应用及市场消费现状
国外乙醇胺主要用于表面活性剂、除草剂、气体净化剂、金属加工和水泥生产等方面。

美国是世界上最大的乙醇胺生产、消费与出口国，近年来乙醇胺的消费年均增长率为5.4%，其出口量约占世界总出口量的63.8%。

由于乙醇胺下游产品均为比较成熟的工业产品，因此未来几年乙醇胺的消费增长速度将放缓，预计约为2%～6%。

西欧乙醇胺近年来基本自给自足，有少量出口，进出口贸易也主要在西欧一些国家内进行，预计未来几年西欧乙醇胺的需求年均增长率将为3%左右。

除日本外，中国、韩国、印度和一些东南亚国家近年来乙醇胺需求增长速度较快，已成为世界乙醇胺主要进口地区。

日本主要有两家企业生产乙醇胺，近年来乙醇胺的消费量一直保持平稳态势，预计未来几年日本乙醇胺的需求增加速度仍将维持低速度。

4.2 国内乙醇胺的应用及市场消费预测
4.2.1 表面活性剂
乙醇胺最大的消费领域是表面活性剂。

它不仅可以直接作为表面活性剂，而且可以与多种酸类合成重要的常用表面活性剂，如烷醇酰胺、十二烷基苯磺酰三乙醇胺等。

而表面活性剂主要应用于洗涤剂、化工等多个领域。

目前，随着我国洗涤剂的迅速发展，尤其是液体洗涤剂呈现较快的发展势头，因此对表面活性剂需求将呈稳定较高的速度增加，预计今后几年对乙醇胺的需求年增长率约为6%，2005年将达到15 kt。

4.2.2 医药行业
用乙醇胺为原料可以合成多种基本药物，如抗感染药呋喃唑酮、吗啉双胍、酮康唑，抗寄生虫类药物四咪唑，心血管疾病用药潘生丁和重要营养强化剂牛磺酸等。

这些药物现在国内多已大量生产，尤其是牛磺酸发展和出口前景看好。

随着全国范围内医疗改革和人们保健意识的增强，预计今后几年医药对乙醇胺的年均增长率约为5%，2005年消费乙醇胺数量将达到11 kt。

4.2.3 气体净化
乙醇胺主要用作石油气体脱硫和合成气脱硫。

目前国内多家石油炼制和大中型合成氨装置使用乙醇胺脱硫工艺。

由于我国已经加入WTO，石油化工企业将会受到一定冲击，因此在气体净化方面需求量将会减缓，预计年均增长率约为4%，2005年对乙醇胺的需求量将为5 kt。

4.2.4 合成树脂工业
乙醇胺在聚氨酯工业中可作为催化剂和交联剂使用。

由于我国聚氨酯工业将引进大规模的国外生产技术，因此乙醇胺在聚氨酯行业消费将出现大幅增长，预计今后年均增长率约10%，2005年消耗量将会达到7 kt。

4.2.5 橡胶加工
三乙醇胺是重要的橡胶加工助剂之一，在橡胶加工中多用作非炭黑补强胶料的硫化活性剂，也起到分散剂和防水剂作用，特别适应于白炭黑等延迟硫化的填料作补强剂时，三乙醇胺更是不可缺少的助剂。

尽管橡胶及其助剂工业近年来来发展缓慢，但是橡胶加工助剂却是发展较快门类，而且为了适应高性能轮胎的需要，目前开始使用白炭黑部分替代炭黑做轮胎补强剂，以已成为橡胶及其轮胎工业的一大发展趋势，因此乙醇胺在橡胶加工业需求增长较快，预计2005年需求量约为3.5 kt。

4.2.6 纺织工业
乙醇胺在纺织工业中主要用作织物整理剂、柔软剂、乳化剂和生产荧光增白剂VBL等纺织助剂。

目前，我国是世界最大的合成纤维生产国，加入WTO后，我国纺织工业面临前所未有的良好发展机遇，因此纺织工业必然向高档化和规模化方向发展，对织物整理剂、柔软剂等纺织助剂将会有较大需求，因此未来乙醇胺在纺织行业消费主要是织物整理助剂等方面。

预计纺织行业对乙醇胺的需求增长率约为5%，2005年将达到3.5 kt。

4.2.7 金属清洗
由于乙醇胺具有优良的乳化性和较小腐蚀性，因此在金属清洗中具有广泛的应用。

专家预言未来我国金属清洗加工将呈较快增长速度，那么金属清洗对乙醇胺的需求2005年将会达到2 kt。

4.2.8 其他方面
乙醇胺是一种重要的有机原料，可以合成乙撑胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、农药草甘磷、水泥添加剂、兽药、航空航天、涂料等其他领域。

综上所述，预计2005年我国对乙醇胺的需求量将达到50～60 kt。

5 结论及建议
近年来，随着乙醇胺在众多工业领域日益广泛地应用，我国乙醇胺的生产越来越满足不了国内对乙醇胺的需求,每年需要大量的进口。

而且随着乙醇胺应用领域的进一步扩大,国内对乙醇胺的需求将稳步增长。

因此，应加大乙醇胺的研究开发工作,增加乙醇胺的装置竞争能力,促进我国乙醇胺工业的快速发展,应对国外产品的挑战。

乙醇胺生产不能满足需求亟待建设规模化装置
2006-8-2
我国乙醇胺产业虽然发展较早，但与国外发达国家相比，仍处于落后局面，即生产规模小，产品质量差，进口依存度高。

20世纪90年代末期，抚顺和吉林相继引进国外技术和设备，使我国乙醇胺工业走上发展之路。

但到目前为止，国内乙醇胺生产仍不能满足市场需求，因此业内专家认为，我国亟待建设规模化的乙醇胺生产装置。

截至2005年，我国乙醇胺生产企业有10多家，总产能超过5.6万吨/年。

主要生产厂家的年产能为：抚顺北方化工公司2.5万吨，抚顺华丰化工厂1万吨，吉化化工公司5000吨，宜兴银燕化工公司1万吨，佳木斯北佳化工厂3000吨，高桥石化化工三厂3000吨，清江石化公司2000吨，温州清明化工厂1000吨，天津有机化工厂1000吨。

与国际先进水平相比，国内乙醇胺的生产仍存在许多不足：许多中小企业由于生产规模小、产品质量差、生产成本高，多数处于停产或半停产状态，开工率不足50%；我国大部分乙醇胺装置距原料环氧乙烷产地有一定距离，外购环氧乙烷存在着供应中断的风险，且环氧乙烷属于危险化学品，由于运输成本高，造成生产成本随之上升；国产乙醇胺生产技术在物耗、能耗和产品分离等关键环节上尚存在不足，产品的一些指标仍有欠缺，产品色度较差，用于高档化妆品时，难以满足用户要求。

乙醇胺是重要的有机原料，可以合成多种重要的精细化工产品，如乙撑胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、农药草甘膦等。

国内乙撑胺需求依赖进口，年进口量约为1.2万吨，目前我国已建设1套万吨级规模化装置，需消耗乙醇胺7000吨/年左右；PVP是一种重要的精细化学品，广泛应用于医药、食品饮料、日化、涂料、纺织印染等领域，目前国内的需求主要依赖进口。

据预测，未来几年我国PVP市场需求年均增长率将达到10%以上，国内已建设千吨级装置，对乙醇胺的需求量也将随之增大。

我国乙醇胺主要用于表面活性剂、医药及农药、聚氨酯、气体净化、橡胶助剂等领域。

消费比例大致为：表面活性剂占31%，医药及农药行业占26%，聚氨酯占12%，气体净化占7%，橡胶助剂占5%，纺织工业占5%，金属清洗与加工占4%，其他方面约占10%。

预计未来几年，我国乙醇胺消费结构将不会发生太大变化。

随着我国经济的高速发展，乙醇胺各下游产业均以较高速度增长，国内乙醇胺产量远不能满足下游产业的需求。

2005年，国内乙醇胺产量达到3万吨，但表观消费量提高到11.65万吨，进口依存度虽稍有下降，但仍高达75%，严重影响了国内乙醇胺产业的正常发展。

2004年11月14日，商务部发布公告，对原产于日本、美国、伊朗、马来西亚、中国台湾和墨西哥的进口乙醇胺征收9%～74%的反倾销税，期限为5年。

乙醇胺反倾销措施出台后，我国乙醇胺进口快速增长的势头得到初步遏制。

据悉，抚顺北方化工公司计划在2010年将乙醇胺扩能至5万吨/年，南京化学工业园区、扬州(仪证)化学工业园区、新疆乌苏、安徽淮化精细化工公司等也有新建乙醇胺项目的意向，合计将新增产能超过10万吨/年。

但由于乙醇胺新建项目对环氧乙烷有效供应的依赖性较大，预计我国乙醇胺新增产能仍不会有大幅度增长，2010年乙醇胺产能将达到8万吨/年。

而国内乙醇胺需求仍将保持平稳增长态势，预计2006～2010年消费年均增长率为4.7%，2010年国内需求量将达到14.6万吨。

也就是说，2010年仍有8.6万吨/年的市场缺口需依赖进口解决。

因此，专家建议，在落实原料的情况下，我国有必要新建l～2套规模为4万吨/年的乙醇胺生产装置，以改变国内市场供不应求、进口依存度高的状况。