国内外双酚A生产现状与发展趋势



吕咏梅

(中石化南京化工厂,210038)



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

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
 
    环氧树脂 聚碳酸酯  
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

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