姚雙合 馬金虎 劉林 楊明明
摘要:目前工業(yè)化生產(chǎn)甲乙酮主要采用丁烯兩步法。正丁烯大量存在于煉廠液化氣中,但目前國內(nèi)丁烯利用率較低,大部分丁烯資源作為燃料燒掉,而我國甲乙酮市場供需矛盾突出,每年需從國外大量進口。所以以正丁烯為原料制備甲乙酮有望成為今后我國C4資源利用的一個重要途徑?;诖耍疚闹饕獙滓彝a(chǎn)技術(shù)及市場分析進行探討。
關(guān)鍵詞:甲乙酮;生產(chǎn)技術(shù);市場分析
1 前言
甲乙酮(MEK)又稱丁酮,是性能優(yōu)良的有機溶劑和精細化工原料,甲乙酮可與多種烴類溶劑互溶,具有揮發(fā)度適中、溶解能力強、黏度低、穩(wěn)定、無毒等優(yōu)點,在酮類溶劑中重要性僅次于丙酮??膳c多數(shù)烴類溶劑互溶,廣泛用于潤滑油溶劑脫蠟、涂料、膠黏劑、油墨、磁帶、醫(yī)藥及電子元件等領(lǐng)域。雖然從被美國環(huán)保局列為防范危害性空氣污染物(HAP),甲乙酮的某些用途不能完全被取代。這些用途包括生產(chǎn)甲乙酮過氧化物(制取丙烯酸樹脂)和作為玻璃纖維增強塑料用硬化劑。
2 甲乙酮的生產(chǎn)技術(shù)
甲乙酮的生產(chǎn)方法有正丁烷液相氧化法、正丁烯法、丁二烯催化水解法、異丁烯氧化法、丁烯液相氧化法、異丁苯法以及異丁醛異構(gòu)化法等,本文工業(yè)生產(chǎn)方法主要有正丁烯法、異丁苯法。
2.1正丁烯法
正丁烯法是目前國內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)甲乙酮普遍采用的方法,它又可有一步法和兩步法之分。
2.1.1正丁烯一步氧化法
20世紀(jì)60年代就研究開發(fā)出正丁烯液相一步氧化生產(chǎn)甲乙酮的方法存在反應(yīng)過程腐蝕性強,需要昂貴的鈦材料設(shè)備,副產(chǎn)物氯化物多,分離過程復(fù)雜等缺點。針對該法存在的不足,現(xiàn)已經(jīng)開發(fā)出使用復(fù)合催化劑的均相工藝和多相固定床工藝,采用雜多酸均相催化氧化新工藝采用了一種新的不含氯的催化劑體系,甲乙酮的選擇性可以達到90.3%。仲丁醇脫氫法的生產(chǎn)成本要比這種方法高。為了使該方法更有可能成為甲乙酮新的工業(yè)化生產(chǎn)方法。目前研究如何使催化劑在連續(xù)的循環(huán)中保持長期的活性與穩(wěn)定性,如何增強抵御原料中雜質(zhì)毒性的能力。
2.1.2正丁烯兩步氧化法
我國的甲乙酮裝置主要采用正丁烯兩步氧化法進行生產(chǎn),正丁烯兩步氧化法目前世界上甲乙酮最主要的生產(chǎn)方法,是先將正丁烯水合生成仲丁醇,然后脫氫生成甲乙酮。它又包括正丁烯水合制仲丁醇和仲丁醇脫氫制甲乙酮兩個反應(yīng)步驟。該法產(chǎn)量約占世界甲乙酮總產(chǎn)量的80%。
2.2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ll0-130℃,0.1-0.49MPa壓力下,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¨c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)1t甲乙酮可聯(lián)產(chǎn)1.26-1.28t苯酚,副產(chǎn)0.2-0.26t苯乙酮,丁烯利用率達67%-70%,該法的特點是反應(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。
3、中國市場分析
中國甲乙酮的生產(chǎn)開始于20世紀(jì)60年代,2005年,中國甲乙酮的總生產(chǎn)能力約為21.7萬t,約占世界甲乙酮總生產(chǎn)能力的16.2%。據(jù)統(tǒng)計,到2008和2009年,中國甲乙酮產(chǎn)能約為29.4萬t。隨著生產(chǎn)能力的增加,中國甲乙酮的產(chǎn)量也在不斷增加。中國甲乙酮的生產(chǎn)能力增長很快,但是由于生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量、原料供應(yīng)等各種因素,實際產(chǎn)量并不是很大。加之由于中國下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展較快,甲乙酮市場需求增長迅速,其產(chǎn)量遠遠不能滿足中國實際生產(chǎn)的需求,每年都需要進口,且進口量呈逐年遞增。
目前,中國甲乙酮主要消費在涂料和膠黏劑領(lǐng)域,此外在潤滑油溶劑脫蠟、磁帶、油墨、合成革以及化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方面也有一定的消費量。由于消費區(qū)域發(fā)展的不平衡,甲乙酮消費主要集中在華南和華東這兩個地區(qū),其消費量約占中國甲乙酮總消費量的80%~90%。這主要是由于上述地區(qū)甲乙酮下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)達。
目前的中國產(chǎn)能尚不能滿足市場需求,中國仍然要進口甲乙酮產(chǎn)品。中國對甲乙酮的總需求量2009年達到約33萬t,2010年達到約34萬t,其中涂料和膠黏劑仍將是中國甲乙酮的主要消費領(lǐng)域。由于市場前景看好,因而有部分生產(chǎn)企業(yè)正打算新建甲乙酮裝置,如廣東茂名3萬t/a裝置、錦州石化3萬t/a裝置、臺塑公司在廣東惠州的4萬t/a裝置等。如果這些新建或擴建裝置能按計劃實施,
到2011年,中國甲乙酮的生產(chǎn)能力超過40萬t/a,屆時的供需將可能達到平衡,業(yè)內(nèi)人士認為,今后幾年中國汽車、電子、家具、印刷、制鞋和服裝等行業(yè)將得到進一步發(fā)展,對涂料、膠黏劑、印刷油墨和合成革等方面的需求也會有較大增長。2010年中國市場對甲乙酮需求有少量缺口仍由進口量來彌補,中國甲乙酮市場供需基本平衡。
在自身需求快速增長的推動下,近年中國甲乙酮生產(chǎn)能力驟增,主要依賴進口的局面將有所改觀,產(chǎn)能不足的狀況將有所緩解,未來將取代美國成為世界最大的甲乙酮生產(chǎn)國。中國甲乙酮市場需求將進入相對平穩(wěn)期,因此,新擴建甲乙酮的生產(chǎn)廠家,應(yīng)明確自己的目標(biāo)市場提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,增強競爭能力。
國外甲乙酮應(yīng)用領(lǐng)域很廣,特別是用于涂料、黏合劑、潤滑油脫蠟以及樹脂等方面的比重較大。而中國甲乙酮消費領(lǐng)域相對較窄,且主要用于涂料和黏合劑方面。隨著中國甲乙酮生產(chǎn)能力和產(chǎn)量的不斷提高,應(yīng)加強在樹脂、潤滑油脫蠟以及其它高附加值精細化學(xué)品上的開發(fā)應(yīng)用,使其消費比例更趨于合理,應(yīng)用范圍更廣泛。同時還應(yīng)積極開發(fā)高附加值甲乙酮下游產(chǎn)品,綜合利用甲乙酮生產(chǎn)過程副產(chǎn)物,同時關(guān)注國家環(huán)保政策對甲乙酮市場的影響,提高甲乙酮裝置的整體經(jīng)濟效益。
4、結(jié)語
甲乙酮有很廣闊的應(yīng)用前景,尤其在涂料、油漆、黏合劑、油墨等領(lǐng)域。從總體來說,我國甲乙酮的消費領(lǐng)域相對較窄,主要用于涂料和粘合劑方面,隨著我國甲乙酮產(chǎn)能和產(chǎn)量的不斷提高,加上我國精細化工領(lǐng)域的快速發(fā)展,我國應(yīng)該將甲乙酮的應(yīng)用重點放在樹脂溶劑、潤滑油脫蠟以及其他高附加值精細化工產(chǎn)品的開發(fā)上,使其消費結(jié)構(gòu)比例更加合理,應(yīng)用范圍更加廣泛。同時,應(yīng)關(guān)注國家環(huán)保政策對甲乙酮市場的影響,提高甲乙酮裝置的整體經(jīng)濟效益。
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