崔小明
(中國石化北京燕山石油化工股份有限公司,102550)
摘要:介紹了甲乙酮的工業(yè)生產(chǎn)方法、國內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀和市場情況,提出了發(fā)展我國甲乙酮生產(chǎn)的建議。
關(guān)鍵詞:甲乙酮 生產(chǎn) 應(yīng)用 市場
甲乙酮(簡稱MEK)又名甲基乙基酮、2-丁酮,是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑,具有優(yōu)異的溶解性和干燥特性,其溶解能力與丙酮相當(dāng),但具有沸點(diǎn)較高,蒸汽壓較低的優(yōu)點(diǎn),對各種天然樹脂(如松香、樟腦等)、纖維素酯類(如硝化纖維素、乙基纖維素、醋酸纖維素)、合成樹脂(如醇酸樹脂、酚醛樹脂、聚醋酸乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、香蘭酮-茚樹脂、對氯基苯磺酰胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、氯化橡膠、聚氨酯樹脂等)具有良好的溶解性能。另外,甲乙酮可與多種烴類溶劑互溶,在磁帶、合成革、涂料、膠粘劑和油墨等工業(yè)部門具有廣泛的用途。此外,甲乙酮還可用作精制潤滑油脫蠟和石蠟脫油的溶劑,用于生產(chǎn)過氧化甲乙酮、甲基戊基酮、甲乙酮肟、丁二酮、甲基假紫羅蘭酮等化工產(chǎn)品,廣泛用作香料、催化劑、抗脫皮劑、抗氧劑以及阻蝕劑等,用途十分廣泛。
1 生產(chǎn)方法[1、2]
甲乙酮的生產(chǎn)方法主要有正丁烯法、正丁烷液相氧化法、丁二烯催化水解法、丁烯液相氧化法、異丁苯法、異丁醛異構(gòu)化法和發(fā)酵法等十余種,但已經(jīng)工業(yè)化的生產(chǎn)方法只有正丁烯法、正丁烷液相氧化法和異丁苯法3種。其中正丁烯兩步法是目前國內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)甲乙酮普遍采用的方法。
1.1 正丁烯法
正丁烯法生產(chǎn)甲乙酮有一步法和兩步法之分。一步法是正丁烯在催化劑溶液中直接與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成甲乙酮。該法因反應(yīng)選擇性低,目前并沒有用于工業(yè)化生產(chǎn)。正丁烯兩步法
是先將正丁烯水合生成仲丁醇,然后脫氫生成甲乙酮。該法是目前世界上生產(chǎn)甲乙酮最主要
的方法,其產(chǎn)量約占世界甲乙酮總產(chǎn)量的80%。我國的甲乙酮裝置主要采用此法進(jìn)行生產(chǎn)。
目前,工業(yè)上正丁烯水合制仲丁醇的方法主要有以硫酸為催化劑的間接水合法和以離子交換樹脂或雜多酸為催化劑的直接水合法兩種工藝。
(1) 硫酸法間接水合工藝。硫酸法正丁烯間接水合工藝是生產(chǎn)仲丁醇的傳統(tǒng)方法。工
業(yè)裝置始建于20世紀(jì)30年代,目前已經(jīng)有埃克森、殼牌、日本丸善石油化學(xué)等公司擁有各自的專利生產(chǎn)技術(shù)。用濃度為80%左右的硫酸吸收預(yù)處理過的主要含正丁烯的混合C4餾分,反應(yīng)生成丁基硫酸酯,丁基硫酸酯經(jīng)水解得到仲丁醇水溶液,再經(jīng)精餾制得仲丁醇。反應(yīng)壓力為0.5 MPa,反應(yīng)溫度為26~27℃,硫酸與正丁烯比為1.2:1(物質(zhì)量的比),正丁烯轉(zhuǎn)化率為92%~93%,仲丁醇選擇性為85%。該法技術(shù)成熟,對原料正丁烯純度要求不苛刻,反應(yīng)條件比較溫和,工藝簡單,操作容易控制,不足之處是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的稀酸,設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,三廢較多,裝置投資較大。
(2)樹脂法直接水合工藝。該法由德國RWE-DEA公司于1984年開發(fā)成功,是目前國內(nèi)外生產(chǎn)仲丁醇最主要的方法。以樹脂為催化劑,正丁烯通過質(zhì)子催化作用生成仲丁醇,反應(yīng)在三相條件下進(jìn)行,反應(yīng)溫度為150~170℃,反應(yīng)壓力為5.0~7.0 MPa,水與正丁烯配比約為1:1(物質(zhì)量的比),樹脂多選用耐熱性好的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。該法工藝流程簡單,產(chǎn)品回收精制容易,三廢少,對設(shè)備腐蝕性小,仲丁醇選擇性高,不足之處是對原材料正丁烯要求較高,一般要求C4餾分中正丁烯含量要高于90%。另外,樹脂催化劑耐高溫性能較差,壽命短,易失活,正丁烯單程轉(zhuǎn)化率較低(不高于10%)。
(3)雜多酸法直接水合工藝。該技術(shù)由日本出光興產(chǎn)公司于1985年開發(fā)成功。正丁烯在雜多酸催化劑作用下直接水合制得仲丁醇。雜多酸催化劑的主要成分是鉬磷酸,同時加入有機(jī)金屬化合物添加劑。反應(yīng)溫度為200~230℃,反應(yīng)壓力為19.0 MPa左右,仲丁醇選擇性大于99%。在該反應(yīng)中,正丁烯既是反應(yīng)物,同時也對產(chǎn)物仲丁醇起著超臨界萃取劑的作用。該法工藝流程簡單,催化劑性能穩(wěn)定,壽命長,反應(yīng)為氣-液相反應(yīng),反應(yīng)器效率較高,高沸點(diǎn)副產(chǎn)物不在反應(yīng)器內(nèi)積存,不足之處是正丁烯單程轉(zhuǎn)化率低,反應(yīng)需要在高壓和較高溫度下進(jìn)行。
正丁烯水合生成仲丁醇不同生產(chǎn)工藝的比較見表1。
正丁烯水合生成仲丁醇不同生產(chǎn)工藝的比較見表1
項目名稱 樹脂法直接水合工藝 雜多酸法直接水合工藝 硫酸法間接水合工藝
原料純度要求 必須提濃 必須提濃 無須提濃
單程轉(zhuǎn)化率,% 10 5 單程90
總轉(zhuǎn)化率,% 85 85 95
催化劑 固相強(qiáng)酸性磺酸型 液相雜多酸加入 硫酸
陽離子交換樹脂 添加劑改善選擇性
反應(yīng)壓力/MPa 5.0~7.0 19.0 0.5
反應(yīng)溫度/℃ 150~170 200~230 26~27
控制要求 高 高 低
三廢情況 沖洗水 沖洗水 酸性廢水
能耗 低 較高 高
設(shè)備腐蝕 很小 很小 較嚴(yán)重
維修費(fèi)用 低 低 高
投資費(fèi)用 較低 較低 較高
仲丁醇脫氫制甲乙酮的方法可分為氣相脫氫和液相脫氫兩種工藝。
(1) 仲丁醇?xì)庀嗝摎洹_@是目前工業(yè)上生產(chǎn)甲乙酮普遍采用的方法。采用氧化鋅或
鋅銅合金為催化劑,將仲丁醇加熱氣化,在反應(yīng)溫度355~375℃、反應(yīng)壓力0.34 MPa下,于脫氫反應(yīng)器中進(jìn)行脫氫反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷凝分離得到甲乙酮,仲丁醇的轉(zhuǎn)化率及甲乙酮的選擇性均在90%以上;不足之處是產(chǎn)品純度較低,催化劑壽命較短。
(2) 仲丁醇液相脫氫。以骨架鎳或亞鉻酸銅作催化劑,反應(yīng)溫度控制在150~200℃
常壓操作,仲丁醇的單程轉(zhuǎn)化率低,但甲乙酮的選擇性在99%以上。該法具有工藝流程簡單,催化劑壽命長,產(chǎn)品分離簡單,能耗低,產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn),不足之處是仲丁醇的單程轉(zhuǎn)化率低于氣相法。
仲丁醇脫氫兩種工藝的比較見表2所示。
表2 仲丁醇脫氫工藝比較
項目名稱 氣相脫氫工藝 液相脫氫工藝
催化劑 氧化鋅 浮于聚異丁烯
溶液中的骨架鎳
反應(yīng)溫度/℃ 355~375 150~200
反應(yīng)壓力/MPa 0.34 常壓
反應(yīng)器 列管式,較小 釜式,較大
加熱介質(zhì) 直接火 蒸汽
單程轉(zhuǎn)化率,% 約85 25~30
選擇性,% 100 99.5
催化劑再生周期 無需再生
催化劑壽命/a 3
1.2 丁烷液相氧化法
丁烷液相氧化法的主要產(chǎn)品是醋酸,甲乙酮是作為副產(chǎn)而產(chǎn)生的(約為醋酸產(chǎn)量的16%)。美國聯(lián)合碳化物公司以及塞拉尼斯公司均采用此法生產(chǎn)甲乙酮。目前美國約20%的甲乙酮通過該法得到。
該工藝為氣-液相反應(yīng),催化劑為醋酸鈷-醋酸鈉,溶劑為醋酸,反應(yīng)溫度為160~165℃,壓力為5.6 MPa,甲乙酮和醋酸的質(zhì)量比約為0.4:1,副產(chǎn)物主要為醋酸乙酯、丙酸、乙醛等。該法的缺點(diǎn)是產(chǎn)物回收分離系統(tǒng)復(fù)雜,投資高能耗大,目前正逐步被淘汰。
1.3 異丁苯法
以三氯化鋁為催化劑,反應(yīng)溫度控制在50~70℃,正丁烯與苯經(jīng)烴化反應(yīng)生成異丁基苯;異丁基苯于110~130℃,0.1~0.49 Mpa條件下,液相氧化生成過氧化氫異丁基苯,然后在酸催化劑存在下分解,于20~60℃提濃氧化液,生成甲乙酮和苯酚,最后分離精制得產(chǎn)品。通常情況下,每生產(chǎn)1 t甲乙酮可聯(lián)產(chǎn)1.26~1.28 t苯酚,副產(chǎn)0.2~0.26 t苯乙酮,丁烯利用率達(dá)67%~70%,該法的特點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和,設(shè)備腐蝕較輕,有利于工業(yè)化生產(chǎn),但工藝過程較為復(fù)雜,操作條件嚴(yán)格。
2 國外生產(chǎn)和消費(fèi)情況[3~4]
甲乙酮自20世紀(jì)60年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來,其產(chǎn)量以年均5%~10%的速度遞增。目前,世界上甲乙酮的總生產(chǎn)能力約為1 200 kt/a,產(chǎn)量約為1 000 kt/a,其中美國的生產(chǎn)能力約占28%,歐洲約占30%,日本約占16%,亞太(日本除外)約占18%,南美約占5%,南非約占3%。世界甲乙酮生產(chǎn)能力最大的6家公司是美國Shell化學(xué)公司、Exxon Mobil化學(xué)公司、英國Exxon Mobil化學(xué)公司、日本丸善石油化學(xué)株式會社、Shell化學(xué)公司和日本東燃化學(xué)公司,生產(chǎn)能力合計為636 kt/a,約占世界甲乙酮總生產(chǎn)能力的53%。2001年世界甲乙酮的主要生產(chǎn)廠家見表3。
表3 2001年世界甲乙酮主要生產(chǎn)廠家情況 kt/a
生產(chǎn)廠家 生產(chǎn)能力 生產(chǎn)工藝
美國Exxon Mobil化學(xué)公司 135 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
美國Celanese公司 40 正丁烷液相氧化
美國Shell化學(xué)公司 136 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
巴西Oxiteno 公司 36 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
法國Atofina石油化學(xué)公司 50 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
德國Sasol-Condea化學(xué)公司 60 樹脂法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
英國Exxon Mobil化學(xué)公司 135 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
荷蘭Shell化學(xué)公司 70 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
羅馬尼亞Petro Brazi 公司 30 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
南非Sasol Condea公司 40 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
日本丸善石油化學(xué)公司 90 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
日本東燃化學(xué)公司 70 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
日本出光興產(chǎn)化學(xué)公司 40 雜多酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
中國臺灣臺塑化學(xué)公司 60 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
中國臺灣合成化學(xué)公司 15 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
韓國Yukong公司 50 樹脂法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
泰國Bangkok 合成化學(xué)公司 20 硫酸法仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
印度尼西亞MTE公司 10
哥倫比亞Ecopetrol公司 5
阿根廷Carboclor公司 4
印度CTI公司 4
印度Cetex公司 4
印度Gujarat Carbon公司 3
其他 93
合計 1 200
2000年,全球甲乙酮的總需求量約為950 kt/a,產(chǎn)需基本平衡,消費(fèi)主要集中在美國、西歐、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家和地區(qū),產(chǎn)品主要用于涂料和粘合劑溶劑,此外還用于磁帶、潤滑油脫蠟以及化工中間體等,其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:涂料占63%,粘合劑占11%,磁帶占7%,化工中間體占5%,潤滑油脫蠟占5%,印刷油墨占2%,其他占7%。
近年來,由于環(huán)境保護(hù)方面的壓力,在美國、日本和西歐等發(fā)達(dá)國家和地區(qū),隨著新的低溶劑高固含量涂料、輻射固化涂料、水基涂料和粉末涂料技術(shù)的不斷開發(fā)和應(yīng)用,甲乙酮的應(yīng)用市場呈現(xiàn)萎縮局面,產(chǎn)量不斷下滑;另外,由于丙酮價格相對較低,在歐洲出現(xiàn)了用丙酮取代甲乙酮的動向,這也導(dǎo)致了對甲乙酮需求量的逐步減少。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,今后5年內(nèi)世界對甲乙酮的需求將呈緩慢增長之勢,年均增長率大約為0.5%~1.0%。雖然歐洲甲乙酮的生產(chǎn)廠商堅信甲乙酮不會被完全封殺,因為甲乙酮的有些應(yīng)用領(lǐng)域還不可能用其他化學(xué)品來代替,如在生產(chǎn)丙烯酸樹脂時使用的過氧化丁酮就屬于此例,但各大生產(chǎn)廠商都已排除了在歐洲建設(shè)新甲乙酮生產(chǎn)裝置的可能性。在亞洲,由于甲乙酮市場持續(xù)發(fā)展,未來仍有可能建設(shè)新的生產(chǎn)裝置。
美國是世界上甲乙酮最大的生產(chǎn)國和消費(fèi)國,其甲乙酮主要用作汽車、設(shè)備、家具和住宅表面涂料溶劑,近幾年消費(fèi)量一直保持在200 kt/a左右。其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為涂料占64.4%,粘合劑占9.2%、磁帶占3.8%、油墨占1.7%、溶劑脫蠟占5.4%,化工中間體占4.6%,其他占10.9%。由于甲乙酮作為溶劑對空氣有一定的污染,存在環(huán)保壓力,同時采用以丙酮和醋酸乙酯為溶劑的高固體含量涂料取代了以甲乙酮為溶劑的涂料,因而近年來美國國內(nèi)對甲乙酮的需求量呈下降趨勢,但是其出口量卻逐年增加,每年出口近90 kt。
在日本,甲乙酮的消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:涂料占27.0%、粘合劑占8.0%、油墨占25.0%、化工中間體占5.0%,樹脂加工占25.0%,其他占10.0%。近幾年,日本甲乙酮的出口量穩(wěn)步增長,每年約有產(chǎn)量的一半近100 kt出口,產(chǎn)品大部分出口到東南亞地區(qū),其中向韓國出口占48%,中國和印尼各占11%,泰國占7%。
3 國內(nèi)生產(chǎn)消費(fèi)和市場情況[5~7]
3.1 生產(chǎn)情況
我國早在20世紀(jì)60年代就開始生產(chǎn)甲乙酮,1966年撫順石油化工公司石油二廠建成了我國首套甲乙酮生產(chǎn)裝置,裝置生產(chǎn)能力為1 700 t/a。該裝置采用正丁烯硫酸間接水合制仲丁醇再進(jìn)一步脫氫技術(shù),由于催化劑活性低,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢酸,處理困難,加上設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、所得產(chǎn)品質(zhì)量較差,產(chǎn)量只有200~300 t/a。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,我國的甲乙酮生產(chǎn)才開始有較大的發(fā)展,相繼建成了幾套生產(chǎn)裝置。江蘇泰州石油化工總廠從西德愛德安尼努(EDE.LEA.Nu)公司引進(jìn)技術(shù),利用揚(yáng)子石化公司提供的裂解抽余C4餾分為原料,采用酸性離子交換樹脂為催化劑,直接水合制得仲丁醇,再經(jīng)氣相脫氫生產(chǎn)工藝,于1991年建成投產(chǎn)一套7 300 t/a甲乙酮生產(chǎn)裝置,1999年擴(kuò)產(chǎn)到10 kt/a;1992年江蘇正丹集團(tuán)公司建成投產(chǎn)一套1 500 t/a甲乙酮生產(chǎn)裝置;1995年黑龍江石油化工廠從德國引進(jìn)正丁烯直接水合氣相脫氫生產(chǎn)甲乙酮技術(shù),建成一套12 kt/a生產(chǎn)裝置。目前該裝置運(yùn)轉(zhuǎn)良好,產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量以及主要原材料的消費(fèi)均已達(dá)到或超過國外同類型裝置的技術(shù)水平; 2001年11月,山東淄博市齊翔騰達(dá)化工有限公司采用撫順石油化工研究院研制開發(fā)的甲乙酮成套技術(shù)建成投產(chǎn)了生產(chǎn)規(guī)模為20 kt/a的甲乙酮生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的仲丁醇和甲乙酮產(chǎn)品,結(jié)束了我國大型甲乙酮成套技術(shù)長期以來依靠引進(jìn)的歷史。最近,撫順石油化工二廠利用該技術(shù)又建成了目前我國最大的甲乙酮生產(chǎn)裝置,裝置生產(chǎn)能力為25 kt/a。除此之外,生產(chǎn)廠家還有陜西西安油漆總廠、湖北荊門煉油廠、山東濟(jì)南煉油廠以及吉化集團(tuán)公司等。目前,我國甲乙酮的總生產(chǎn)能力為83.5 kt/a ,主要生產(chǎn)廠家情況見表4。
表4 我國甲乙酮主要生產(chǎn)廠家情況
生產(chǎn)廠家 生產(chǎn)能力 工藝技術(shù)
山東齊翔騰達(dá) 20 直接水合-仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
化工有限公司
遼寧撫順石油二廠 25 直接水合-仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
黑龍江石油化工廠 12 直接水合-仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
江蘇泰州石油化工總廠 10 直接水合-仲丁醇?xì)庀嗝摎?/SPAN>
山東濟(jì)南煉油廠 10 中石化北京設(shè)計研究院技術(shù)
湖北荊門煉油廠 2
江蘇正丹集團(tuán)公司 1.5
陜西西安油漆總廠 1
吉林化學(xué)集團(tuán)公司 2
合計 83.5
在技術(shù)開發(fā)方面,長期以來,我國甲乙酮的生產(chǎn)技術(shù)都是從國外引進(jìn)的。為此,從20世紀(jì)90年代初期開始,撫順石油化工研究院就開始致力于研究開發(fā)我國自己的甲乙酮生產(chǎn)成套技術(shù)。1991年6月,甲乙酮成套生產(chǎn)技術(shù)列入中國石化攻關(guān)項目;1992年3月,正丁烯水合制仲丁醇和仲丁醇脫氫制甲乙酮技術(shù)通過了中國石化總公司組織的技術(shù)鑒定;1994年2月,正丁烯水合制仲丁醇多段反應(yīng)器工藝及催化劑研究通過了中國石化總公司組織的技術(shù)鑒定。撫順石油化工研究院先后完成了丁烯水合中試放大試驗、降低水合反應(yīng)器床層阻力降試驗,耐溫樹脂催化劑新工藝的研究、研制開發(fā)高效脫氫催化劑等,為該技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。該院在甲乙酮催化劑研究中堅持技術(shù)創(chuàng)新,開發(fā)的合成甲乙酮催化劑的強(qiáng)度、活性及選擇性均達(dá)到國外同類催化劑先進(jìn)水平,申請并被授予了多項中國專利和外國專利,形成了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的甲乙酮成套技術(shù),使撫順石化研究院成為世界上第二家擁有甲乙酮成套技術(shù)的專利商。此外,該技術(shù)還獲得2000年中國香港國際發(fā)明博覽會銀獎。
3.2 進(jìn)出口情況
盡管我國甲乙酮的生產(chǎn)能力增長很快,但由于生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素,目前實(shí)際產(chǎn)量只有25 kt/a左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)的需求,每年都得大量進(jìn)口,且進(jìn)口量呈上升之勢。1992年我國甲乙酮的進(jìn)口量為19.2 kt,1997年增加到79.5 kt,5年間的年均增長率為32.9%,2000年進(jìn)口量增加到102.1 kt, 2001年增加到113.7 kt。1995-2000年的年均增長率為17.85%,1996-2001年的年均增長率為14.6%。近幾年我國甲乙酮的進(jìn)出口情況見表5。
表5 近幾年我國甲乙酮進(jìn)出口情況
年份 進(jìn)口量/kt 總金額/萬美元 單價/美元·t-1
1992 19.178 1 172 611
1993 30.179 1 621 528
1994 37.763 2 283 605
1995 44.999 3 384 752
1996 57.593 3 673 638
1997 79.539 4 513 567
1998 66.607 3 364 505
1999 90.805 5 112 563
2000 102.090 7 600 744
2001 113.689 7 566 665
從進(jìn)口來源看,我國進(jìn)口的甲乙酮產(chǎn)品主要來自于日本、美國、南非、英國、巴西以及新加坡等國家和地區(qū),貿(mào)易方式主要以一般貿(mào)易為主,來料加工的比例逐年降低。進(jìn)口地區(qū)主要為廣東、福建、上海、浙江和江蘇等沿海省市。其中廣東省是我國甲乙酮進(jìn)口量最大的地區(qū),2000年進(jìn)口量高達(dá)63 kt,約占全國甲乙酮進(jìn)口總量的62%,其次是浙江、上海和江蘇,進(jìn)口量分別為15 kt、13 kt和9 kt,分別占全國甲乙酮總進(jìn)口量的15%、13%和9%。同時,這4個省市也是我國甲乙酮消費(fèi)量最大的地區(qū)。
3.3 新建擬建情況
由于國內(nèi)市場前景看好,因而有許多生產(chǎn)廠家準(zhǔn)備新建或擴(kuò)建甲乙酮生產(chǎn)裝置。具體有黑龍江石化公司擬將其原有裝置生產(chǎn)能力擴(kuò)建到40 kt/a,江蘇泰州石油化工廠擬將其原有裝置生產(chǎn)能力擴(kuò)建到40 kt/a,新疆獨(dú)山子擬新建30 kt/a生產(chǎn)裝置,北京燕山石化公司擬新建20 kt/a生產(chǎn)裝置,茂名石化公司擬新建30 kt/a生產(chǎn)裝置,錦州石化公司擬新建40 kt/a生產(chǎn)裝置以及吉林延邊圖門江石化公司擬新建20 kt/a生產(chǎn)裝置等。
3.4 消費(fèi)現(xiàn)狀及市場預(yù)測
目前,我國的甲乙酮主要用于潤滑油脫蠟和涂料生產(chǎn),此外在粘合劑、磁帶、油墨以及化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方面也有一定的消費(fèi)量。近幾年我國甲乙酮的消費(fèi)情況見表6所示。
表6 近幾年我國甲乙酮的消費(fèi)情況
用 途 1991年 1994年 1995年 1998年 2000年
涂料 0.7~0.8 8.0 26.6 41.0 57.6
潤滑油脫蠟 3.0 10.0 10.0 11.0 12.0
磁帶 2.0 4.0 4.0 4.5 4.5
粘合劑 0.4~0.5 1.0 1.0 1.0 1.0
其他 0.1 1.0 0.5 0.6 0.7
合計 6.2~6.4 24.0 42.1 58.1 75.8
(1)涂料
在涂料方面,甲乙酮主要用作高檔溶劑型涂料,如聚氨酯涂料、環(huán)氧樹脂涂料、丙烯酸酯涂料以及乙烯基涂料等。我國的聚氨酯涂料是進(jìn)入20世紀(jì)90年代才迅速發(fā)展起來的,不僅增長速度快,而且在涂料總產(chǎn)量中所占的比例也不斷增加。2000年我國聚氨酯涂料產(chǎn)量達(dá)到82 kt(固含量)以上,已經(jīng)成為國內(nèi)重要的涂料品種。聚氨酯涂料主要集中在華東等沿海省市,也是甲乙酮在涂料中應(yīng)用較為集中的地區(qū)。此外,環(huán)氧樹脂類、丙烯酸酯類、乙烯基等涂料也消費(fèi)一定量的甲乙酮,但與先進(jìn)國家相比,國內(nèi)甲乙酮在涂料方面的應(yīng)用還相差很遠(yuǎn)。從世界發(fā)展中國家的消費(fèi)情況來看,甲乙酮在涂料中作為溶劑應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛,而在國內(nèi)還在使用一些相對較為低檔的溶劑。近年來,隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,尤其是建筑和汽車行業(yè)的快速發(fā)展,對高檔涂料的需求日益增加,使得許多國外著名的涂料生產(chǎn)商采取獨(dú)資或合資的方式在中國建廠,如日本油漆公司1998年投資600萬美元擴(kuò)建其在上海的二期工程,生產(chǎn)出油漆供給上海通用汽車工業(yè)公司;1998年底又投資800萬美元在廣州建立油漆廠,供給廣州本田汽車公司;此外,他們還投資500萬美元在河北廊坊建設(shè)建筑用油漆生產(chǎn)廠。英國太古油漆公司投資近2億人民幣在上海建設(shè)裝飾用油漆生產(chǎn)廠。這些大量高檔涂料投入生產(chǎn)與使用,大大增加了甲乙酮在涂料中的消費(fèi)。2000年我國涂料行業(yè)對甲乙酮的需求量為57.6 kt,預(yù)計到2005年需求量將達(dá)到約115 kt,2000-2005年間的年均消費(fèi)增長率約為14.8%。
(2)潤滑油脫蠟
在煉油廠傳統(tǒng)的潤滑油生產(chǎn)過程中,采用的脫蠟溶劑主要有極性溶劑和非極性溶劑。極性溶劑(如酮類、二氯乙烷等)對蠟具有較好的選擇性,但對脫蠟油的溶解能力則欠佳;而非極性溶劑(如苯類、丙烷類)多對脫蠟油具有較好的溶解能力,但對蠟的選擇性欠佳。為此,國內(nèi)外大多數(shù)溶劑脫蠟裝置一般是根據(jù)需要將極性溶劑和非極性容易以一定比例混合后再加以使用。如今工業(yè)上廣泛使用的脫蠟溶劑主要是各種酮和苯類的混合溶劑。由于丙酮的蒸汽壓較高,揮發(fā)損失比甲乙酮大。因此,目前在我國煉油廠的潤滑油生產(chǎn)過程中,主要選用甲乙酮與甲苯的混合液作為脫蠟溶劑。目前我國潤滑油生產(chǎn)中溶劑脫蠟對甲乙酮的需求量約為12 kt,預(yù)計到2005年需求量將增加到約16 kt,2000-2005年的年均消費(fèi)增長率約為5.9%。
(3)粘合劑
在粘合劑的生產(chǎn)中,甲乙酮主要用于溶劑型粘合劑,尤其是聚氨酯類粘合劑。我國從20世紀(jì)50年代開始研制和開發(fā)聚氨酯粘合劑,產(chǎn)量不斷擴(kuò)大,2000年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到約35 kt(固含量),其中鞋用膠的用量占第一位,尤其是東南沿海地區(qū)的制鞋企業(yè)集中、產(chǎn)量大,是我國甲乙酮在粘合劑方面的主要用戶。從將來的發(fā)展看,我國聚氨酯粘合劑的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)展。以鞋用聚氨酯為例,我國是世界上最大的制鞋國家,目前雖然有相當(dāng)部分的制鞋企業(yè)以氯丁橡膠作為粘合劑,但氯丁橡膠盡管有初粘接性好,可冷粘、價格便宜等優(yōu)點(diǎn),但其不耐增塑劑滲透,必須用苯類有毒溶劑等是其致命弱點(diǎn),使得氯丁橡膠已不適應(yīng)制鞋工業(yè)發(fā)展的要求。目前國外的發(fā)展趨勢是逐漸被聚氨酯膠粘劑所取代,如今歐美等發(fā)達(dá)國家80%~90%的鞋用膠已經(jīng)為聚氨酯膠粘劑所占領(lǐng),國內(nèi)也已經(jīng)出現(xiàn)這種趨勢。國內(nèi)除在東南沿海地區(qū)大量使用聚氨酯膠粘劑外,近年來東北、華北和華中等內(nèi)地的制鞋廠家也開始使用,并有不斷擴(kuò)大的勢頭。另外,聚氨酯膠粘劑在建筑、高速公路、飛機(jī)跑道嵌縫材料、高層建筑玻璃密封材料等方面的應(yīng)用也在不斷增加。2000年我國粘合劑對甲乙酮的需求量約為1.0 kt,預(yù)計到2005年需求量將達(dá)到約3 .0 kt,2000-2005年的年均消費(fèi)增長率約為24.6%。
(4)磁帶
在磁帶生產(chǎn)中,甲乙酮主要用作聚氨酯的優(yōu)良溶劑,2000年對甲乙酮的需求量約為4.5 kt,預(yù)計到2005年需求量將達(dá)到約8.0 kt,2000-2005年間的年均消費(fèi)增長率約為12.2%。
加上用于制備過氧化物、甲基戊炔醇等其他方面對甲乙酮的需求量,預(yù)計到2005年我國對甲乙酮的總需求量將達(dá)到145 kt,2000-2005年的年均消費(fèi)增長率約為13.7%。2005年我國甲乙酮的消費(fèi)分配情況見表7。
表7 2005年我國甲乙酮的消費(fèi)分配情況預(yù)測
用途 消費(fèi)量/kt 占總消費(fèi)量的比例,%
涂 料 115 79.3
潤滑油脫蠟 16 11.0
磁 帶 8 5.5
粘合劑 3 2.1
其 他 3 2.1
合計 145 100.0
3.5 市場價格
由于我國的甲乙酮主要依靠進(jìn)口解決,因而受國際市場價格影響較大。1995年上半年國內(nèi)甲乙酮的市場價格為11 000~12 000元/t,下半年價格上漲至12 000~13 200元/t,最高時達(dá)14 000元/t。1996年因受原料市場價格以及國內(nèi)化工市場不景氣的影響,甲乙酮價格降至8 000~9 500元/t,1997-1998年價格繼續(xù)下降,到1998年6月下降到約6 000元/t,進(jìn)入1998年四季度,隨著國家拉動國內(nèi)市場需求的各項具體措施的實(shí)施和對走私的嚴(yán)厲打擊,化工市場反彈,導(dǎo)致甲乙酮市場價格上升至近10 000元/t,1999年上半年的價格為8 000~8 500元/t,下半年的價格上漲至9 500~9 800元/t,2000年上半年的價格為9 700~10 000元/t,下半年的價格為10 500~11 500元/t。進(jìn)入2001年國內(nèi)甲乙酮的市場價格下降幅度比較大,上半年價格為8 500~9 000元/t,下半年價格為7 000~8 000元/t。2002年上半年的價格為5 500~6 000元/t。
4 發(fā)展建議
(1)雖然目前我國甲乙酮的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量不能滿足國內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)的需求,每年都得大量進(jìn)口。但是由于有許多生產(chǎn)企業(yè)準(zhǔn)備新建或擴(kuò)建甲乙酮生產(chǎn)裝置,預(yù)計到2005年,我國甲乙酮的生產(chǎn)能力將達(dá)到約200 kt/a,屆時生產(chǎn)能力和產(chǎn)量將可能出現(xiàn)供過于求的局面,因此,有關(guān)擬建或擴(kuò)建甲乙酮的生產(chǎn)廠家,應(yīng)密切關(guān)注其他生產(chǎn)廠家的建設(shè)進(jìn)度,分析自己的競爭優(yōu)勢和核心競爭力,明確自己的目標(biāo)市場,慎重行事,以避免出現(xiàn)被動局面。
(2)目前世界甲乙酮單線裝置生產(chǎn)能力多在50 kt/a以上,而目前我國甲乙酮生產(chǎn)裝置的能力較小,最大的只有30 kt/a。為了今后參與全球競爭,建議國內(nèi)新建或擴(kuò)建的甲乙酮裝置能力應(yīng)在30 kt/a以上。
(3)甲乙酮生產(chǎn)對原料有一定的要求,工藝路線較多,建議在工業(yè)基礎(chǔ)好,原材料供應(yīng)充足,離下游產(chǎn)品裝置較近的地區(qū)選擇生產(chǎn)地址,另外要綜合評價國內(nèi)外的各種先進(jìn)工藝,因地制宜慎重選擇符合國情和廠情的生產(chǎn)路線。建議采用國內(nèi)撫順石油化工研究院自行開發(fā)的成套甲乙酮生產(chǎn)技術(shù),同時實(shí)行技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整,淘汰工藝技術(shù)落后、環(huán)境污染嚴(yán)重,經(jīng)濟(jì)效益差的小規(guī)模生產(chǎn)裝置。另外還要努力提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,以增強(qiáng)企業(yè)在國際市場上的競爭能力。
(4)國外甲乙酮應(yīng)用領(lǐng)域很廣,特別是用于涂料、粘合劑、油品脫蠟以及樹脂等方面的比重較大。而我國甲乙酮消費(fèi)領(lǐng)域相對較窄,且主要用于涂料方面。隨著國內(nèi)甲乙酮產(chǎn)能的不斷提高,甲乙酮除在涂料方面保持較高的消費(fèi)外,還應(yīng)加強(qiáng)在粘合劑、樹脂以及其他高附加值精細(xì)化學(xué)品上的開發(fā)應(yīng)用,使其消費(fèi)比例結(jié)構(gòu)更加趨于合理,應(yīng)用范圍更加廣泛。

















