甲基丙烯酸甲酯技术及市场调研报告江苏东台市宏达助剂有限公司成立于1999年, 是生产各种纺织印染整助剂的专业公司,拥有先进配套的生产装置.公司与多家高等学院,科研机构协作,引进先进的生产技术,为广大用户提供高品质的产品.,完善可靠的技术服务. 主要产品有:抗静电浆纱乳蜡,浆纱乳化油,抗静电浆纱后上油剂,丙烯系列材料,平滑剂,抗静电剂,柔软剂系列,筒染平滑剂,净洗剂,精炼剂,固色剂,渗透剂,真丝浸泡剂等一系列产品.1 甲基丙烯酸甲酯简介1.1产品概述甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工产品,主要作为聚合单体用于生产聚合物(如有机玻璃PMMA)和共聚物(如MBS 树脂,透明ABS树脂等),还可通过酯交换生产甲基丙烯酸高碳酯。
另外,MMA还可用于涂料、乳液树脂、粘合剂、PVC树脂改性剂、聚合物混凝土、腈纶第二单体、纺织浆料、医药等领域等,市场前景十分广泛。2甲基丙烯酸甲酯国内外生产工艺及技术进展2.1国内外主要生产工艺介绍及优缺点比较(1)丙酮氰醇(ACH)工艺早期的丙酮氰醇路线是以剧毒的氰化钠为原料,经硫酸酸化后制成氢氰酸,然后再与丙酮作用生成丙酮氰醇。
该法工艺路线长,环境污染严重,且生产成本高,目前已基本淘汰。
现行的丙酮氰醇路线是以生产丙烯腈的副产氢氰酸为原料,在碱性催化剂存在下,生成丙酮氰醇,然后丙酮氰醇与硫酸反应生成甲基丙烯酰胺硫酸盐,经水解后再与甲醇酯化,可得甲基丙烯酸甲酯粗品,再经精制得产品。
该法工艺流程短,原料成本低,既避开了剧毒的氰化钠,又解决了丙烯腈的副产利用问题,减少了氢氰酸对环境的污染,该法技术成熟,稳定简单,是目前国内外普遍采用的方法。
但该法缺点之一是原料氢氰酸的供应问题,氢氰酸属剧毒物质,建设氢氰酸合成装置受到技术原料和环保等多方面条件的限制。
除此之外,氢氰酸比较合理的来源是丙烯腈装置副产,但要依赖于丙烯腈的生产,而丙烯腈的发展速度低于MMA的发展速度,随着MMA用量的增加,原料氢氰酸供应越来越困难。
ACH法的另一缺点是废液处理问题。
与其它工艺相比,ACH 法需配套建设价格昂贵的酸性残液处理回收装置,回收硫酸铵。
因此采用ACH法的MMA生产装置需具有较大的规模才能保持较强的竞争力,且受到副产物硫酸铵在当地售价的影响。
(2)新ACH工艺该工艺由三菱瓦斯化学公司(MGC)开发,第一步是丙酮和氢氰酸反应生成ACH,第二步是ACH进行水合反应生成α-羟基异丁酰胺,再与由一氧化碳和甲醇合成的甲酸甲酯反应生成甲酰胺和α-羟基异丁酸甲酯,α-羟基异丁酸甲酯脱水生成MMA,而联产品甲酰胺可脱水生成氢氰酸(HCN),再循环使用。
新的ACH工艺避免了使用硫酸,因而不副产硫酸氢铵,无需对废酸进行处理。
但该工艺MMA总收率低,副产物多,且涉及剧毒物质氢氰酸的循环,能耗较高,环保要求较严格,在一定程度上制约了该工艺的进一步推广。
(3)异丁烯/叔丁醇氧化工艺异丁烯氧化制MMA主要有三种工艺路线:①异丁烯氧化到MAL,再氧化到MAA,再酯化为MMA;②异丁烯一步氧化到MAA,再酯化为MMA,这种工艺首先氧化成对应醛,再氧化成酸,两者氧化动力学不同,采用相同工艺条件和催化剂得不到最佳MAA选择性;③异丁烯氧化到MAL,氧化酯化为MMA。
现已工业化的工艺路线为①和③,路线①为传统工艺,路线③为日本旭化成公司开发,与原异丁烯法相比,将后两步的氧化和酯化合并为一步,甲基丙烯醛(MAL)直接氧化为MMA,不经过MAA步骤,有效地避免了MAA聚合等副反应;路线③还简化了工艺过程,降低了能耗,从而大幅度地降低了投资成本和操作费用,使异丁烯路线更具竞争优势。
异丁烯氧化法的优点在于充分利用了原料丰富的C4馏分;原子利用率高,达73%,且未被利用的27%的原子生成了水分子,不构成环境污染。
但该法也存在设备多、工艺复杂、对石化产品依赖度较高(吨产品需石油产品异丁烯56%以上)等缺点,因而其产量、成本受石油产品产能和石油价格的影响较大。
(4)乙烯羰基化工艺①BASF羰基化工艺乙烯羰基化工艺是由德国巴斯夫(BASF)公司开发并投入工业运转的。
该法采用乙烯与合成气为原料在催化剂作用下反应生成丙醛,丙醛和甲醛再缩合生成甲基丙烯醛,甲基丙烯醛与甲醇发生氧化酯化反应生成MMA。
目前世界上仅BASF公司采用此法生产MMA。
该工艺的优点是原子利用率较高(达到64%),工艺较简单,原料易得,具有一定的竞争力,特别是与大型石化乙烯装置联合一体化生产更具优势。
这一路线的欠缺之处是有甲基丙烯醛,甲基丙烯醛的氧化成本很高。
而且由于制备MMA的步骤在高温(高于270℃)、高压(超过18.4MPa)下进行,新建一套装置投资费用过高。
因此BASF之后再没有新装置建成,也从未转让过该技术。
综上所述,目前MMA的生产技术主要有丙酮氰醇法(ACH法)、异丁烯法和乙烯法,其中ACH法占83%,异丁烯法占16%,乙烯法占1%。
北美、西欧主要采用ACH法,日本主要采用异丁烯法。
我国大都采用ACH法,只有一家采用异丁烯法,我国还没有采用ɑ-MMA工艺的生产厂家。
其中混合C4两段氧化/氧化酯化法成本最低,其次为异丁烯两段氧化/氧化酯化法和ɑ-MMA工艺,二者成本基本相当。
3 甲基丙烯酸甲酯的用途●PMMA:MMA最主要的用途是生产PMMA,目前我国PMMA主要消费领域为广告灯箱、标牌、灯具、浴缸、仪表、生活用品、家具等中低端市场,防射线PMMA、光学纤维等特种PMMA的应用领域尚属空白。
随着国内广告业、中高档家具业、建筑业、交通业、光学领域IT业的迅猛发展,PMMA的需求量将大幅度增加,产品也将逐步由低端市场向中、高端市场扩展。
此外,PMMA还可用于制造液晶显示器(LCD)导光板,我国LCD需求的高速增长极大地拉动了PMMA的生产。
●表面涂料:国外MMA在表面涂料行业消费中所占份额较大,但我国在该领域的年消费量仅在百吨左右。
随着日本立邦、英国ICI等跨国公司在我国独资、合资涂料企业的建立,高档涂料、新型配方涂料生产引入国内,表面涂料行业对MMA的需求量也将增加。
●ACR和 MBS:MMA的另一主要应用领域是PVC抗冲击改性剂ACR 和MBS。
随着我国建材工业的发展,PVC异型材料、合金材料正广泛应用于交通、建筑、家具等领域。
受技术和原料等因素制约,我国PVC抗冲击改性剂生产及发展相对落后,严重影响了塑料工业的发展。
近年来我国PVC产需两旺,消费结构变化很大,硬制品比例不断提高,已接近60%。
以2006年PVC硬制品产量470万吨计算,需要加工助剂近15万吨,各类抗冲改性剂14万吨以上,市场容量很大。
因此,未来PVC加工助剂和抗冲击改性剂将成为我国MMA具有发展潜力的领域。
●其他:MMA其他消费领域包括甲基丙烯酸高级酯,腈纶第二单体、丙烯酸类胶粘剂、不饱和聚酯交联剂、润滑油等。
国内MMA产品应用领域开发还远远不够,虽然MMA表观消费量与国内产量已基本平衡,但我国MMA大都质量不高,影响了其应用领域及下游产品的开发,只用在低端市场,在高端市场应用不多,目前只有几种大宗产品,技术含量低、附加值低、应用面窄。
其他下游产品还处于起步阶段,产量少且应用范围有限,我国每年仍需进口大量的MMA下游产品,2008年我国仅PMMA进口量就达16.37万吨。
因此在加强原料MMA生产的同时,还应加大科研力度,大力开发高附加值、高技术含量的下游产品,做到产品系列化、多元化、专用化,不断提高产品的性能,以便在日趋激烈的市场竞争中掌握主动权。
4甲基丙烯酸甲酯国内外生产状况、生产厂家及国内市场价格4.1国际市场自2004年起,世界甲基丙烯酸甲酯(MMA)市场扩张迅猛,2005、2006、2007、2008年全球MMA的年生产能力分别为290万吨、324万吨、342万吨、370万吨,年均增长率约为9%。
预计2013年将达520万吨。
近年全球MMA市场需求增长率高达6%,稍高于GDP增长率,每年需新增2套10万吨/年大规模装置。
亚洲除中国以外的其他地区需求年增长率为7%~8%,北美为3%~4%,西欧为1%~2%。
面对市场的巨大吸引力,MMA生产商纷纷加快扩能和新建项目。
目前,亚洲的扩能速度居世界前列。
2008~2009年,全球大约有7套新装置将投入运营,2009年全球MMA产能超过370万吨/年,供应量超过需求量约30万吨。
4.2国内市场随着MMA在世界范围内的扩张,近几年我国MMA市场也异常火爆,产销两旺,产品供不应求,MMA价格一路上扬,最高曾达20000元/吨。
今年由于受世界金融危机的影响,市场价格大幅下挫,曾跌至8000元/吨,近期价格逐步回升,目前市场售价在12000元/吨左右,且还有继续上涨的趋势。
我国MMA市场需求仍在不断扩大,未来几年将成为仅次于美国和日本的全球第三大消费市场。
截至2012年底,我国共有5家较大的MMA生产企业,总产能达29.8万吨/年(见表2)。
吉化集团公司是国内主要的MMA生产企业之一,其3套装置产能合计7.8万吨/年。
此外,我国还有500余家裂解生产MMA的小企业,2006年总裂解MMA产量达到12万吨,但产品质量不高。
主要分布在华东、华南、华北等地,以小型企业为主,这些生产企业将PMMA制品回收料、PMMA 生产加工过程中产生的边角料、机头料重新裂解进行生产,裂解原料主要来自进口。
2000年我国MMA表观消费量仅为11.86万吨,2006年则增至24.90万吨,2007年28万吨,年均增长速度约20%,预计2010年消费量将达50万吨左右。
同时,MMA进口量也在稳步增长,从2000年的5.25万吨增加到2004年的8.40万吨。
2005年以来,随着上海璐彩特国际和三菱丽阳惠州9万吨/年装置的投产,我国MMA进口量有所下降,自给率开始逐年上升,2006年净进口量仅有6000吨5存在的问题随着需求的强劲,我国MMA市场吸引了不少投资商的目光,跨国生产商纷纷加快了投资建设步伐,使我国逐渐成为角逐MMA市场的主要战场。
2005年7月,璐彩特国际公司在上海化学工业园区投资1亿多美元建设的10万吨/年 MMA项目投产,标志着国外生产巨头开始大举进军我国市场。
园区内的赛科90万吨/年乙烯工程中丙烯腈装置的副产氢氰酸,经管道输送至相邻的璐彩特公司,用作生产MMA的主要原料,MMA产品加工过程中产生的浓硫酸废液可返回到丙烯腈装置循环利用。
仅剧毒氢氰酸直接利用一项,赛科每年可节省数百万元副产品处置费,而就近获得稳定的生产原料也使璐彩特分享到了运输成本下降、安全系数提高的好处。
该装置将最终扩增至15万吨/年。
2006年9月,日本三菱(合纤)丽阳株式会社在我国广东惠州大亚湾石化工业区投资的惠菱化成公司9万吨/年 MMA项目建成投产,其生产的MMA主要供给三菱丽阳南通公司用于生产PMMA。