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国内外双酚A生产现状与发展趋势
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吕咏梅
(中石化南京化工厂,210038)
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介绍了双酚A国内外生产现状、生产方法和市场,建议国内采用离子交换树脂法尽快建设规模化双酚A装置,以满足双酚A不断增长的需求。
关键词:双酚A 生产 应用 市场
双酚A学名2,2-二(4-羟基苯基)丙烷,是重要的有机化工原料,苯酚和丙酮的重要衍生物,主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料。也可用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶防老剂、农药、涂料等精细化工产品。
1 合成工艺
双酚A由两分子苯酚和一分子丙酮缩合而成,该反应的催化剂为酸性催化剂,工业上应用的催化剂有硫酸、氯化氢和离子交换树脂。这些不同类型的催化剂在工业上的应用构成了双酚A技术发展的不同阶段。
1.1硫酸法
传统双酚A生产方法采用硫酸为催化剂,苯酚与丙酮进行缩合。但硫酸法选择性差,生成的杂质有40多种,且很难分离,双酚A质量较差,硫酸消耗量大,形成大量的废酸和含酸、含酚废水,环境污染严重,世界工业发达国家早已淘汰硫酸法工艺。
1.2氯化氢法
美国最早利用氯化氢作催化剂生产双酚A,与硫酸法相比,催化剂氯化氢易挥发,可以利用真空精馏的方法从反应系统中脱除,生产的双酚A质量较好。但氯化氢腐蚀性强,对设备、管道的材料选择要求高,投资增大,目前氯化氢法也逐渐遭淘汰。
1.3 离子交换树脂法
为了克服上述两种方法的弊端,各国在20世纪70年代初就开始进行离子交换树脂做催化剂合成双酚A的研究。目前已实现工业化,该工艺大大改变了传统工艺的不足,反应物质极易分离,后处理简单,离子交换树脂对设备腐蚀性较弱,系统运作的可靠性大大提高,而投资费用并未增加。缩合反应在较大的酚酮比下进行,苯酚既是反应物,又是反应溶剂,提高了缩合反应的选择性,缩合反应产物中的杂质,可以通过简单的精制过程获得高品质的双酚A产品。所以树脂法生产双酚A技术已成为双酚A生产的主流和发展方向。
世界上具有自己的双酚A技术厂家有GE、BAYER、DOW化学、千代田、BLACHOUNIA等公司。这些厂家均具有多年双酚A的开发与生产经验,其中GE、BAYER、DOW、千代田技术代表当今世界双酚A合成技术的先进水平。
2 生产现状
2.1国外现状
2000年世界双酚A生产能力已达2 863.5 kt/a,产量约为2 600 kt,其中主要生产国家和地区为美国占总生产能力的35.7%;欧洲占35.6%;日本占15.7%;亚洲其他国家占11.3%。表1为世界主要双酚A生产企业和生产能力。
美国市场现有生产能力有1 023 kt/a,实际产量970 kt/a,出口量90 kt/a,进口量25 kt/a;欧洲现有生产能力1 020 kt/a,实际产量925
kt/a,欧洲地区使用量为865 kt/a,出口量为25 kt/a,进口量85 kt/a;日本现有生产能力449 kt/a,实际产量约为406 kt/a,国内实际使用量为386
kt/a,出口量65 kt/a,进口量45 kt/a;亚洲地区现有生产能力为324.5 kt/a,实际产量约为275 kt/a。
世界双酚A的商品量和贸易量较小,生产厂家大多用来生产下游产品,目前全球仅有美国Aristech公司和日本三井化学为市场双酚A主要供应商。
表1 2000年世界主要生产厂家与生产能力 kt/a
生产厂家 |
生产能力 |
美国 |
1 023 |
GE塑料公司 |
362 |
DOW化学公司 |
165 |
Aristech化学公司 |
105 |
壳牌美国公司 |
231 |
拜尔美国公司 |
160 |
欧洲 |
1 020 |
拜尔公司(德国) |
135 |
拜尔公司(比利时) |
220 |
DOW化学 |
100 |
GE荷兰公司 |
120 |
壳牌公司 |
90 |
西班牙General Electric |
180 |
俄罗斯 Nizhnevartovsk |
75 |
俄罗斯 Stete |
100 |
日本 |
449 |
千代田-GE化学 |
80 |
三菱化学 |
90 |
新日铁 |
98 |
出光油化 |
66 |
三井化学 |
115 |
亚洲(除日本外) |
324.5 |
韩国锦湖 |
33 |
印度Kesar |
7.5 |
伊朗Techcorp |
45 |
中国台湾南亚 |
124 |
中国台湾信昌 |
25 |
新加坡三井 |
70 |
中国 |
20 |
巴西 |
50 |
Policarbonato |
20 |
Rhodia |
30 |
合计 |
2 863.5 |
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2.2国内生产现状
我国目前大部分双酚A生产装置规模偏小,有的只有数百吨,且大多采用落后的硫酸法和氯化氢法生产工艺,产品成本高,设备腐蚀及三废污染严重,产品质量达不到聚碳酸酯级和食品级环氧树脂生产的要求,只能用于通用型环氧树脂生产。目前国内双酚A生产装置主要有5套,总生产能力约为30
kt/a,只有无锡树脂厂引进波兰技术10 kt/a的装置正常生产,并满负荷运转。1999年全国双酚A产量为11 kt/a,其中无锡树脂厂产量为9.7 kt/a。我国双酚A主要生产厂家与生产能力见表2。
表2 我国双酚A主要生产厂家与生产能力 kt/a
生产厂家 |
生产工艺流程 |
装置能力 |
无锡树脂厂 |
离子交换树脂法 |
10 |
天津双孚集团公司 |
离子交换树脂法 |
10 |
湖南岳阳石化总厂 |
氯化氢法 |
5 |
上海申聚化工厂 |
离子交换树脂法 |
3 |
吉林和龙化工厂 |
杂多酸法 |
2 |
合计 |
|
30 |
为了进一步缩小国内双酚A生产与世界先进水平差距,蓝星公司计划引进世界最先进的技术,建设一套30 kt/a双酚A装置,生产聚碳酸酯级产品。
3 市场分析
3.1国际市场
世界双酚A主要用于生产聚碳酸酯和环氧树脂。美国双酚A的消费结构为:聚碳酸酯占67.56%、环氧树脂25.57%、其他7.87%;欧洲消费结构为:聚碳酸酯70%、环氧树脂24.7%、其他5.3%;日本聚碳酸酯占75.95%、环氧树脂19.24%、其他4.81%。尽管世界各地双酚A消费结构不尽相同,但用于聚碳酸酯和环氧树脂占总消费量的90%以上,而且消费于聚碳酸酯的双酚A所占比例将越来越大。
聚碳酸酯是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂,在工程塑料中用量仅次于聚酰胺。广泛应用于汽车、电子电气、建筑、医疗卫生、包装、光盘、办公室自动化等领域,成为目前增长速度最快的通用工程塑料。据统计2000年全球新增聚碳酸酯生产能力达510
kt/a以上,其中主要集中在亚洲地区,占63%左右。德国Bayer公司决定在泰国兴建80 kt/a的聚碳酸酯装置;Bayer公司计划在上海成立拜耳氯碱合资企业,兴建100
kt/a的聚碳酸酯装置;中国台湾南亚公司90 kt/a和新加坡三井公司70 kt/a装置于1999年三季度投产;韩国锦湖石油公司、LG化学/DOW化学公司分别计划在韩国建设30
kt/a和130 kt/a的聚碳酸酯装置;旭化成和中国台湾奇美计划在中国台湾建设50 kt/a聚碳酸酯新装置;1999年GE塑料公司在西班牙新增加了140 kt/a的聚碳酸酯装置,DOW化学在德国建设的100
kt/a的聚碳酸酯生产线,也将正式投产。为满足聚碳酸酯的需求,世界各地同时相继配套建设许多双酚A装置。
据业内人士估计,全球对聚碳酸酯的需求每年将以8%~10%速度增长,发展中国家增长速度更快,亚太地区(除日本外)聚碳酸酯的增长率可达10%~15%。预计2005年以后,全球的增长率仍将保持6%~7%的增长速率。聚碳酸酯的高速发展刺激和推动了双酚A工业的发展,预计今后五年世界双酚A将以每年6%~8%的速率增长,亚洲地区将超过10%。世界双酚A产品市场前景看好,今后双酚A市场向技术先进、聚碳酸酯级品质和规模经营的方向发展。
3.2国内市场
世界市场的双酚A主要用于生产聚碳酸酯和环氧树脂,我国目前主要用于生产环氧树脂。2000年环氧树脂生产能力120~130 kt/a,实际产量约为85 kt,其中90%为双酚A型,约消费双酚A
50 kt。国内目前双酚A产不足需,每年需要进口一定量产品来满足国内需求。表3为近年来我国双酚A及主要下游产品的净进口情况。
表3 近年来我国双酚A及主要下游产品净进口情况 kt
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环氧树脂 |
聚碳酸酯 |
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年份 |
双酚A |
净进口 |
折双酚A |
净进口 |
折双酚A |
总双酚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 |
由于我国聚碳酸酯和环氧树脂巨大的潜在市场,国外跨国公司纷纷计划在中国投资建设新装置。
如燕山石化与美国GE公司拟合资建设50 kt/a聚碳酸酯装置;德国Bayer公司与上海氯碱总厂签定意向书,在上海漕泾开发区合作建设100 kt/a聚碳酸酯装置。国内聚碳酸酯生产装置的大规模发展必将对国内双酚A产量和质量提出更高的要求。
此外,我国环氧树脂对双酚A的需求量将以年均5%左右的速度增长。双酚A的其他下游产品如聚砜、阻燃剂、抗氧剂、电缆料等对双酚A要求也有一定量的增加。
预计到2005年我国双酚A的需求量将达到300 kt。为满足国民经济发展需求,加速发展我国双酚A产业十分紧迫和必要。
4 建议
双酚A是一种重要的基本有机化工原料,针对目前生产与市场状况,对我国双酚A工业提出以下建议。
尽快淘汰和关闭一些采用硫酸法和氯化氢法生产的产品质量差、环境污染严重的装置,采用先进的离子交换树脂法生产。尽管我国已开发出自己的离子交换树脂法双酚A的生产工艺技术,在反应器、结晶器和脱酚技术等方面达到国际先进水平,但由于催化剂技术、系统除酸工艺和残渣排放技术不尽完善,而且没有大工业化经验,导致了产品质量不稳定。因此应综合分析和借鉴国外先进双酚A生产技术和经验,对国产化技术进行改进和完善,尽快形成可以稳产、高产、低耗的拥有自主知识产权的双酚A成本技术。
若引进国外技术,一定要选择原料消耗低、环境污染小、产品质量可以达到聚碳酸酯要求的技术,这是我国新建双酚A的基本要求。在引进技术方面,主要在于选好关键设备,应根据工艺要求,加强关键设备的选型和合理配置。不断吸收和消化国外装置,逐步实现国产化。
我国目前双酚A生产装置不仅技术落后,而且规模较小,最大仅为10 kt/a,而国外双酚A生产规模为50~100 kt/a,随着我国加入WTO,国外规模化、低成本产品将给我国双酚A市场形成较大冲击,因此今后国内新建双酚A应采用先进技术规模化经营。
由于国内双酚A及其下游产品巨大市场空间和潜力,国外许多品牌已经大举进入国内市场,所以在产品生产之前,要着重抓好市场营销战略和策略的研究,应采取国内外市场一齐开发,尤其在我国双酚A的主要消费地区棗华东地区建设稳定和强大的市场营销网络,加强产品宣传力度,争取以质优价廉的产品尽快实现对进口产品的替代,并尽可能实现产品出口。
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Production Status and Development Trends of Bisphenol A at Home and Abroad
Lu Yongmei
(SINOPEC Nanjing Chemical Factory, 210038)
ABSTRACT
The production status, manufacturing methods and market situation of bisphenol A
are introduced. It is suggested that our country should adopt ion exchange
resign method to produce bisphenol A, and constructs country's own plant to meet
increasingly growing demand.
Keywords: bisphenol A, production, application, market | |