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偏苯三酸酐的生产技术及国内外市场分析

{市场分析}偏苯三酸酐的

生产技术及国内外市场分

99%。该方法具有原料较易得,原料及公用工程消耗低,腐蚀小,“三废”问题较易解决等优

点。不足之处是设备投资较大,醋酸回收较为困难,产品中微量的溴离子难以除尽,有时会导

致产品介电常数降低,从而影响产品的应用与价格。其生产过程主要包括氧化、结晶、分离、

脱水、蒸馏以及片化等工序。

1.4间二甲苯甲醛液相空气氧化法

间二甲苯甲醛液相空气氧化法由日本三菱瓦斯化学公司于1985年开发成功。在反应温度小于0

℃、压力为2.0MPa以及液体超强酸HF-BF3为催化剂条件下,间二甲苯与一氧化碳进行甲酰化

反应生成2,4-二甲基苯甲醛(又名芳香醛);然后再以水为溶剂,以溴化锰和溴化氢作为催

化剂,于200~220℃、1.96~2.94MPa条件下,用空气将2,4-二甲基苯甲醛氧化生产偏苯三甲

酸,转化率为100%;然后在200℃以上高温下加热,与熔融状态下脱水生成偏苯三酸酐。偏苯

三甲酸的脱水成酐、蒸馏、片化过程与偏三甲苯空气液相氧化法相同。

与传统的偏三甲苯液相空气氧化法生产偏苯三酸酐相比,该方法具有原料便宜易得,反应过程

连续进行,易于实现自动化控制。反应过程以水为溶剂,不存在溶剂挥发损失和蒸汽爆炸的危

险,无副产物处理,溶剂水和反应生成的水容易与产品分离,节约了设备投资费用,简化了溶

剂回收系统,反应选择性高,产品收率可以达到90%以上等优点,是一种很有发展前途的方

法,代表了偏苯三酸酐今后的发展方向。不足之处是芳香醛的制备和水溶剂氧化均使用强酸性

催化剂,腐蚀较为严重,必须采用昂贵的镍系或钛、锆系合金制作,增加了工程的投资。

2世界偏苯三酸酐的生产和消费情况[2,3]

2.1生产情况

世界偏苯三酸酐的研究开发始于20世纪50年代,1962年美国Amoco公司首先采用偏三甲苯液

相空气氧化法实现了工业化生产,并于1968年在美国伊诺州Joliete工厂建成了一套13kt/a

偏苯三酸酐生产装置。20世纪90年代初,Amoco公司对该工艺进行了改进,采用复合催化剂

对偏三甲苯进行空气氧化,增强了催化效果,缩短了反应时间,降低了能耗,提高了产品的收

率,改善了工艺的经济性。经过多次改扩建,目前该装置的生产能力已经达到65kt/a。此外,

该公司还积极在海外投资建厂,分别于1993年和2002年在比利时和马来西亚建成23kt/a和

65kt/a两套偏苯三酸酐生产装置。目前,该公司已经成为世界上拥有偏苯三酸酐生产能力最大

的公司,在世界偏苯三酸酐生产中占有绝对的垄断地位。1970年德国Saarbergwerk公司采用

偏三甲苯硝酸氧化法建成了一套偏苯三酸酐生产装置,后来因生产成本高,“三废”问题严

重,操作危险而停止生产;1985年日本三菱瓦斯化学公司开发成功了以间二甲苯为原料,经芳

香醛水溶液空气氧化制偏苯三酸酐的新工艺(即MGC法),并在水岛建成了一套15kt/a偏苯

三酸酐生产装置。该装置除可生产偏苯三酸酐外,还可生产均苯四甲酸二酐。此装置的建成投

产,原由美国Amoco公司垄断的偏苯三酸酐市场发生了很大的变化,日本市场(约占世界市场

的三分之一)现已由三菱瓦斯化学公司占领。此外,日本的蒸馏工业公司、三井东压公司也先

后建成千吨级偏苯三酸酐生产装置。1995年,意大利Alusuisse-Lonza公司采用自己开发的偏

三甲苯液相空气氧化技术建成一套生产能力为20kt/a的偏苯三酸酐生产装置。

截止到2003年底,世界偏苯三酸酐的总生产能力已经达到230kt/a,总产量达到165kt,装

置开工率约为72%。生产厂家主要分布在美国、西欧的比利时、德国以及亚洲的日本、马来西

亚以及中国等地。其中Amoco公司是目前世界上最大的偏苯三酸酐生产厂家,生产能力达到

153kt/a,约占世界偏苯三酸酐总生产能力的66.5%,产品不仅供应美国国内,而且还出口到亚

洲和西欧等地区。意大利的偏苯三酸酐产品主要供应西欧市场,而日本三菱瓦斯化学公司生产

的偏苯三酸酐则主要供国内消费。2003年国外偏苯三酸酐的主要生产厂家情况见表1所示。

表12003年国外偏苯三酸酐的主要生产厂家kt/a

生产厂家生产能力生产工艺

美国BP-Amoco公司

马来西亚BP-Amoco公司

比利时BP-Amoco公司

意大利Alusuisse-Lonza公司

日本三菱瓦斯化学公司65

65

23

20

15偏三甲苯液相空气氧化法

偏三甲苯液相空气氧化法

偏三甲苯液相空气氧化法

偏三甲苯液相空气氧化法

间二甲苯甲醛液相空气氧化法

近期,Lonza公司计划在新加坡建设一套20kt/a的偏苯三酸酐生产装置;意大利Sasas公司计

划在比利时建设一套50kt/a偏苯三酸酐生产装置,加上在中国拟建的几套生产装置,预计到

2005年世界偏苯三酸酐的总生产能力将达到约300kt/a,届时世界偏苯三酸酐的生产能力将严

重过剩,未来的市场竞争将更加激烈。

2.2消费情况

2003年世界偏苯三酸酐的总消费量约为160kt,其中美国的消费量约为36kt,占世界偏苯三酸

酐总消费量的22.5%;西欧的消费量约为39kt,占总消费量的24.4%;日本的消费量约为

30kt,占总消费量的18.8%;其他地区的消费量约为55kt,约占总消费量的34.3%。产品主要

用于生产偏苯三酸酯类增塑剂和粉末涂料,其消费量约占偏苯三酸酐总消费量的90%,其余用

于生产绝缘漆、环氧树脂固化剂以及水性涂料等产品。世界各国或各地区偏苯三酸酐的消费结

构各不相同,其中美国偏苯三酸酐的消费结构为:55.6%用于生产偏苯三酸酯类增塑剂,29.6%

用于生产粉末涂料,7.4%用于生产聚酰亚胺,7.4%用于其他方面(主要包括合成染料、纤维柔

软剂、颜料、树脂固化剂、水处理剂、电影胶片以及表面活性剂等);日本偏苯三酸酐的消费

结构为:45.4%用于生产偏苯三酸酯类增塑剂,36.4%用于生产粉末涂料,8.2%用于生产树脂固

化剂,10.0%用于其他方面;西欧偏苯三酸酐的消费结构为:28.6%用于生产偏苯三酸酯类增塑

剂,57.1%用于生产粉末涂料,5.7%用于生产树脂固化剂,8.6%用于其他方面。预计到2005年

世界对偏苯三酸酐的总需求量将达到约180kt,2003-2005年消费量的年均增长率约为6.0%。

3我国偏苯三酸酐的生产和消费情况[3,4]

3.1生产现状

2003年我国偏苯三酸酐的主要生产厂家情况见表2所示。

表22003年我国偏苯三酸酐的主要生产厂家kt/a

生产厂家名称生产能力备注

江苏长华集团醋酸酐厂

江苏丹阳正丹集团公司

江苏常州博大化工有限公司

河南濮阳市有机化工厂

安徽黄山市泰达化工有限公司

天津通达化工厂

合计20

15

3

2

0.5

0.5

413套装置,2002年底引进技术建一套15kt/a装置

2003年扩产,国内自开发技术

199年下半年建成投产

1998年建成投产

2000年6月建成投产

2000年建成投产,用于本厂TOTM生产

由于许多企业看好我国偏苯三酸酐的市场前景,因此许多企业纷纷投资新建或扩建生产装

置,如江苏长华集团醋酸酐厂引进国外技术准备另外新建1套15kt/a偏苯三酸酐生产装置,

预计2004年建成投产;锦州石化天元集团公司拟建一套10kt/a生产装置,辽阳英华有机化工

有限公司拟建一套10kt/a生产装置,甘肃刘家峡化工(集团)有限责任公司拟建一套3kt/a

生产装置,重庆市富源化工有限责任公司拟新建一套1kt/a生产装置,山东省齐鲁化学工业区

发展有限公司计划于2004年新建一套5kt/a生产装置,河北廊坊红黄蓝化工(集团)公司拟

建一套5kt/a生产装置,蓝星公司哈尔滨石油化工厂拟建一套20kt/a生产装置,天津中河化

工有限公司拟建一套5kt/a生产装置,安徽黄山泰达化工有限公司拟建现有生产能力扩建到

1.8kt/a,联成化学拟在江苏、上海地区或华中地区新建一套20kt/a偏苯三酸酐生产装置。预

计到2005年我国偏苯三酸酐的总生产能力将超过60kt/a。

3.2消费现状及市场前景

我国偏苯三酸酐主要用于生产粉末涂料及树脂固化剂、偏苯三酸酐类增塑剂、聚酰亚胺绝

缘漆以及改性醇酸树脂等,另外还有少量用于电影胶片絮凝剂、飞机发动机润滑油以及偏苯酸

酯钠盐阴离子表面活性剂等。

(1)偏苯三酸酐类增塑剂。由偏苯三酸酐和一元醇反应生成的偏苯三酸酯类增塑剂是电性能

和热性能十分优良的增塑剂,具有优良的耐热性、耐寒性、抗氧化性、低挥发性、电绝缘性、

耐油性以及可加工性,广泛用作PVC耐热增塑剂,抗溶剂交联氯乙烯树脂增塑剂,90℃和105

℃级耐热电缆配方的主增塑剂以及用作6kV、10kV高压电缆所需的配套增塑剂等。此外,偏苯

三酸酯类增塑剂还可用作浸渍剂和耐高温绝缘漆,广泛用于电器内部件、汽车内电线、半导体

等的包覆材料;用作汽车电缆、防湿与耐热环氧树脂胶囊组分、防雾聚乙烯树脂组分以及纤维

与热塑塑料的无水染料组分;用作汽车座垫、人造革、洗衣机排水软管、百叶窗帘、密封材料

与填料等;还可用于汽车仪表盘、冰箱垫圈和PVC血浆袋、输液袋和各种塑料管,也可用于

PVC耐热压延薄膜以及生产海滩帐篷和气垫等。产品主要有偏苯三酸三辛酯(TOTM)、偏苯三

酸三异辛酯(TIOTM)以及偏苯三酸三壬酯(TINTM)等,其中以偏苯三酸三辛酯应用最为广

泛,需求量最大。2003年我国偏苯三酸酐类增塑剂的总生产能力约为35kt/a,总产量约为

15kt,消费偏苯三酸酐约为7.5kt,生产厂家主要有湖北博尔德化学公司、金陵石油化工公

司、山东潍坊科贝尔化工有限公司、无锡橡胶集团公司、河南庆安化工集团公司以及浙江杭州

大自然有机化工实业有限公司等。随着我国聚氯乙烯电线电缆工业的不断发展,对偏苯三酸酐

类增塑剂的需求量将进一步增加。预计2005年我国对偏苯三酸酐类增塑剂的需求量将达到约

19kt,相应对偏苯三酸酐的需求量将达到约8.5kt。

(2)粉末涂料。以偏苯三酸酐为原料生产聚酯树脂,再与环氧树脂以1:1混合生产的聚酯环

氧粉末涂料,不含溶剂,与传统溶剂型防腐涂料相比,具有不挥发、无毒、无溶剂污染、涂覆

方便,固化迅速等优点,广泛应用于空调器、洗衣机、电冰箱、电风扇、热水器、微波炉、电

烤箱和电饭锅等家用电器,也可用于汽车、摩托车、自行车、仪器仪表、机械设备、钢门、保

险柜、航空航天、化工防腐、五金工具和输油、输气和输水管的防锈和防腐涂装等方面。近年

来我国粉末涂料发展很快,其中聚酯/环氧粉末涂料约占80%。2003年我国粉末涂料的产量约

为110kt,其中聚酯/环氧粉末涂料的产量约为83kt,对偏苯三酸酐的需求量约为3.9kt。随着

我国轻工家电等制品的快速发展,对涂料产品的产量、品种、花色及性能要求都将有很大的提

高,预计到2005年我国对粉末涂料的需求量将达到约180kt,其中聚酯/环氧粉末涂料的需求

量约为140kt,相应对偏苯三酸酐的需求量将达到约6.5kt。

(3)绝缘材料。由偏苯三酸酐与苯芳香族二胺类反应制成的聚酰胺酰亚胺树脂以及由偏苯

三酸酐与4,4-芳二氨基二苯醚反应得到的聚酰胺酰亚胺树脂,具有良好的耐热性、耐磨性、

耐损伤性、耐电绝缘性和机械性能,可用作浸渗玻璃布的层压树脂、耐高温覆盖材料、电线绝

缘漆以及电动机用槽绝缘体等电器设备材料;用作电极、家用电器和电动工具所需F级、H级

耐绝缘材料,作为漆包线漆、浸渍漆、硅钢片漆以及薄膜等。偏苯三酸酐与N,N-二苯基芳族

二胺反应制得的苯基酰亚胺树脂,能耐250~300℃长时间加热,可用于制造电器元件、阀件、

轴承、喷气发动机零件等模制塑料部件。2003年我国绝缘漆的产量约为11kt,消费偏苯三酸

酐约为1.4kt,生产厂家主要有广州绝缘材料厂、无锡市绝缘材料厂、常州绝缘材料厂以及哈

尔滨化工五厂等。随着电机行业对电机防爆性能要求的提高,可耐高温的高级绝缘漆材料的用

量将会保持较高的速度增长,预计到2005年我国绝缘漆对偏苯三酸酐的需求量将达到约

1600t。

(4)固化剂。偏苯三酸酐在短时间内就能固化树脂,具有良好的物化性能,是理想的高温固

化剂。2003年我国固化剂对偏苯三酸酐的需求量约为400t,预计到2005年需求量将增加到

500t。

(5)改性醇酸树脂涂料。偏苯三酸酐与多元醇及二元羧酸反应合成的改性醇酸树脂涂料是一

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