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丙二醇醚的生产及市场行情概述

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摘 要:文章介绍了丙二醇醚产品生产工艺技术,并对国内外的生产情况、市场行情做了分析及预测。

关键词:丙二醇醚;工艺原理;消费领域

1 丙二醇醚简介

丙二醇醚属于二元醇醚,是环氧丙烷的重要衍生物。丙二醇醚分子结构中有烷基、羟基、醚键,使其兼具有醇类、醚类溶剂特性;同时由于醇醚具有较强的氢键,使其成为多种有机溶剂与水的强偶联剂;另外其气味温和,溶解力强,挥发速率适中,一类性能优异的溶剂。丙二醇醚作为高级有机溶剂,广泛应用在印刷油墨、工业用清洗剂、涂料覆铜板、印染等行业。

丙二醇醚物理性质见表1。

表1 丙二醇醚类产品物理性质

2 丙二醇醚的生产情况分析及预测

2.1 世界丙二醇醚生产情况分析及预测

丙二醇醚的生产主要集中在美国、西欧、日本和巴西等国家和地区。陶氏化学、壳牌、Lyondell和BP公司是世界主要的丙二醇醚生产商,其中道化学公司的产能约占世界总产能的30%以上。

自2005年以来,随着丙二醇醚在各领域应用的不断推广,丙二醇醚的产量和需求量稳定增长。2011年,全球丙二醇醚的产量达75.01万吨,是2005年的1.51倍,平均年增长率为7.1%。预计未来几年增长速度将在7.1%左右,2015年全球产量将达到98.67万吨以上。预计2015年世界丙二醇醚的产能的增长主要来自亚洲地区。

2.2 我国丙二醇醚生产情况分析及预测

我国在上世纪九十年代开始二元醇醚类的规模化工业生产,主要生产企业有:陶氏化学(张家港)有限公司、南京德纳、江苏天音、扬州华伦、怡达化工、江苏瑞佳等。2011年,我国丙二醇醚的产量达15.08万吨,是2005年的7.18倍,增长率为38.9%。其中丙二醇甲醚占有绝对重要的位置,约占丙二醇醚类总产量的70%。预计未来几年我国乙二醇醚被丙二醇醚替代的领域会不断扩大,丙二醇醚的增长速度将在20%以上,2015年我国产量将达到31.23万吨以上。

3 丙二醇醚生产工艺技术发展

3.1 合成工艺原理

丙二醇醚的生产工艺技术主要有Willamson法,缩乙醛法,乙氧基环氧乙烷法及环氧丙烷法等。其中,环氧丙烷法是世界上唯一成熟的工业化方法,也是被广泛应用的技术[1]。

环氧丙烷法生产丙二醇醚产品,是以环氧丙烷和相应的低碳醇为原料,在催化剂的存在下,通过醚化反应生成丙二醇醚产品。由于环氧丙烷分子结构的不对称性,反应生成的丙二醇醚通常具有两种异构体的产物。环氧丙烷与低碳醇的化学反应式如下:

(1) (2)

当使用的催化剂不同时,反应产物有所区别。工业生产中,该反应是在一组等温和绝热组合的反应器中,在催化剂的作用下发生的,未反应的低碳醇通过蒸馏回收后再返回到反应器中循环使用。

上述反应生成的丙二醇醚会继续与环氧丙烷反应,生成二丙二醇醚产物。为了阻止多缩丙二醇醚的生成,一般在反应中加入过量的醇,低碳醇与环氧丙烷的摩尔比一般为4~5:1。不过当前也有多缩丙二醇醚也作为产品在市场应用,因此生产可以根据市场需求进行调节产品结构。

环氧丙环法工艺过程简单,流程短,易于操作,一套装置可进行多品种生产(例如,乙二醇单甲醚/乙醚/丁醚,丙二醇单甲醚/乙醚/丁醚等)[2]。

典型的环氧丙烷生产丙二醇甲醚类工艺流程如下:

3.2 国外生产工艺概况

国外丙二醇醚类产品的工业化生产到目前已有30年的历史。其生产工艺基本上都是采用环氧丙烷和甲醇、丁醇等低碳醇进行加合反应,生产丙二醇醚,再经精馏后即得最后产品丙二醇醚。该工艺的特点是工艺过程简单,流程短,易于操作,一套装置可进行多品种生产。另外,该工艺使用的原料环氧丙烷和低碳醇均属石油化工的大宗产品,来源广。国外发达国家的丙二醇醚类产品生产的特点是装置规模大,并采用连续化法的生产工艺,生产成本低,产品质量稳定。

3.3 国内生产工艺概况

我国目前丙二醇醚类产品的生产基本上也是采用环氧丙烷和碳醇进行加合反应的方法。但是,国内丙二醇醚类产品的生产规模都很小,主要生产乙二醇醚,且大都采用间歇式的生产方法,物耗和能耗都高,产量和质量也不稳定。国内丙二醇醚的工艺技术大体上有三种:a、单釜间歇式工艺。b、液固相固定床连续化生产工艺。c、催化精馏塔式连续化生产工艺。

4 丙二醇醚市场行情

4.1 丙二醇醚消费领域

丙二醇醚主要用途是作工业溶剂。在涂料、清洗剂、油墨、皮革、动液、农药、电子等方面都有广泛的应用。从全球整体来看,丙二醇醚在各个应用领域的消费比例依次是涂料36%、清洗剂24%、油墨16%、皮革4%、制动液3%、农药8%、电子6%、其它3%。未来几年丙二醇醚各应用领域年均增长率依次是涂料7.9%、清洗剂8.4%、油墨7.6%、皮革7.3%、制动液8.3%、农药7.3%、电子9.5%、其它7.3%。2014年,全球丙二醇醚的需求将达到94.74万吨,2016年将达到110.18万吨。未来3年全球丙二醇醚在各应用领域需求预测见表2。

表2 全球丙二醇醚在各应用领域的需求预测(万吨)

4.2 丙二醇醚进出口情况

我国二元醇醚产品还有大量需求依赖于进口。由于我国目前对乙二醇醚产品的使用限制不太严格,现阶段乙二醇醚的生产使用及进口量远高于丙二醇醚。据业内人士介绍2009年以前国内丙二醇醚需求有30%左右依赖进口,近几年国内新建项目较多,产量显著增加,目前国产的丙二醇醚有5%左右出口,主要出口到欧洲和东南亚等地。

5 结束语

随着大家环保健康理念的提升,绿色环保产品会越来越受到消费者的认可,所以丙二醇醚系列产品未来还有很大的市场空间。另外,使用过程中对丙二醇醚产品质量的要求越来越高,所以引进或开发品质优异的丙二醇醚生产技术对生产企业非常重要。

参考文献

[1]石英华.丙二醇醚合成技术[J].石家庄化工,1996,(2).