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对乙撑胺系列产品的国内外市场进行了分析,并对不同生产工艺技术进行了比较。认为应引进国外先进生产技术,优化产品结构,开拓新的应用领域 1 引 言 乙撑胺系指乙二胺的无环多聚体类产品,如乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺等和环状胺类,如哌嗪、氨乙基哌嗪、羟乙基哌嗪等。乙撑胺是带有胺基的有机碱,能溶于水及多种有机溶剂。这种双重溶解性,使它们在许多领域广泛应用。乙撑胺的种类和性质见表1。 2 市场分析 2.1 国外市场 国外乙撑胺生产和消费主要集中在西方发达国家。1996年世界乙撑胺生产能力约392Kl/a,其中,美国、西欧和日本的生产能力为336Kl/a,占世界总生产能力的85%以上。1997年世界乙撑胺总产量约287Kl,其中,美国、西欧和日本产量为274.5Kl,占世界总产量的95%以上。1997年世界乙撑胺消费量为275~290Kl,其中,美国、西欧和日本为243Kl,占世界总消费量的83%以上。1997年美国、西欧和日本乙撑胺系列产品产量与消费情况见表2。 2.1.1 国外乙撑胺供应情况 世界主要乙撑胺装置生产能力见表3。 由表3可见,西方发达国家乙撑胺生产规模较大,一般生产能力在10Kl以上,其中美国联碳公司和DOW公司为世界上最大的乙撑胺生产商,其能力分别为104.4Kl/a和99Kl/a,相应占世界总能力的31%和29.7%。 2.2.2 国外乙撑胺消费情况如上文所述,国外乙撑胺消费主要集中在美国、西欧和日本等发达国家和地区。1997年美国、西欧和日本的乙撑胺系列产品消费情况见表4、5、6。 美国乙二胺主要用于螯合剂、聚酰胺树脂、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺、润滑油添加剂,其中以螯合剂和聚酰胺树脂用量最大,分别占乙二胺总消费量的37.9%和17.0%。西欧主要用于犜犃犈犇、杀菌剂、聚酰胺树脂和螯合剂,其中以犜犃犈犇和杀菌剂消费量最大,分别占西欧乙二胺总消费量的35.4%和20%。日本主要用于螯合剂和聚醚多元醇,分别占其乙二胺消费量的27.7%和20.7%。 美国多乙烯多胺主要用于润滑油添加剂、环氧树脂固化剂和纸张湿增强剂,其消费量占多乙烯多胺总消费量的43.3%、12.2%和15.6%。西欧亦主要用于润滑油添加剂、环氧树脂固化剂和纸张湿增强剂,占西欧总消费量的22.7%、19.9%和9.9%。日本主要用于纸张湿增强剂、环氧树脂固化剂和表面活性剂,分别占其总消费量的39.8%、30.7%和14.8%。 从1994年到1997年,美国、西欧和日本乙撑胺需求年增长分别为2%、3%和1%。预计,1999年乙撑胺需求量分别为116Kl、115Kl和16Kl。 世界其他地区乙撑胺消费中,东欧地区(包括前苏联)1997年消费乙撑胺估计约11~14Kl左右,消费乙二胺主要用于杀菌剂生产等,多乙烯多胺的消费量较少。在未来几年,其乙撑胺消费与其经济稳定性有较大关系,按其年均增长率为3%~4%考虑,预计1999年乙撑胺消费量约为15Kl。亚洲地区(不包括日本,包括中国)1997年消费乙撑胺约20Kl,预计今后几年需求增长较快,年均增长率可达5%~7%,1999年乙撑胺消费量可达22~23Kl。加拿大和墨西哥1997年消费乙撑胺为3.8Kl,今后几年其消费增长可能为年均增长3%,到1999年乙撑胺消费可达4Kl;南美地区1997年消费乙撑胺较少,约1.1Kl,今后几年乙撑胺消费将稳定增长,预计1999年乙撑胺消费需求量可达2Kl。 从以上分析可以看出,今后几年世界乙撑胺需求将以3%左右的年均增长率增长,到1999年世界乙撑胺总需求量为300~322Kl。 2.2 国内乙撑胺市场 2.2.1 我国乙撑胺供应情况我国乙撑胺生产能力为8650狋/a,生产厂家见表7[2]。 我国1995年乙撑胺产量约为1.5Kl,1996年乙撑胺产量约为4.5Kl[3]。由于我国乙撑胺产量较小,不能满足实际需求,每年都从国外大量进口,见表8。 另外,我国还进口一定量的乙撑胺其他产品,年进口量约3Kl,1995、1996年我国乙撑胺消费量分别为9Kl和13Kl。2.2.2 我国乙撑胺消费情况在我国,乙撑胺广泛用于水处理、纺织、涂料、农药、医药、造纸等多个领域,其重要的应用包括生产螯合剂、聚酰胺、润滑油添加剂、环氧树脂固化剂、表面活性剂、纸张湿增强剂、农药和医药。见表9 3 产品价格分析 3.1 国外乙撑胺价格 乙撑胺产品以美国装置能力及产量较大,且消费乙撑胺量占世界乙撑胺消费量的40%左右,因而以美国的价格作为国外乙撑胺产品价格具有一定的代表性。 以CEH报告的数据为依据,美国乙撑胺产品价格见图。 国外乙撑胺装置开工率较低,仅为75%左右,预计今后几年国外还会向我国压价销售乙撑胺产品,加之我国乙撑胺应用面的扩大,因此在今后几年价格不会有较大变化。 3.2 国内乙撑胺价格情况 国内乙撑胺价格波动主要受进口产品价格影响,近年由于进口价较低,对国产乙撑胺冲击很大。近年来国内乙撑胺价格情况见图. 4 不同生产工艺技术比较 目前乙撑胺生产方法主要有两种,一种是二氯乙烷法,另一种是一乙醇胺法。经过这两种类型的工艺变通实际有四种工艺路线,即二氯乙烷(EDC)法、环氧乙烷(EO)法、一乙醇胺(WEA)法、环氧乙烷与二氯乙烷结合(EO/EDC)法。其中采用二氯乙烷法的生产工艺占总工艺路线的60%左右,各种工艺生产的乙撑胺构成不同,因而产品的销售价格也不同。乙撑胺工艺技术比较见表10。 另据报道[4],1988年美国空气产品公司开始以MEA和EDA为原料生产较高分子量的乙撑胺。1990年该公司将这一技术转让给TEXCO公司,用于TEXCO公司在美国德克萨斯州一套乙撑胺装置的扩建。 此技术属于MEA法,具体操作:原料EDA和MEA按(1~5)∶1的摩尔比配合后进入置有固体酸催化剂的固定床反应器,反应在气相进行。催化剂为一种含磷化合物,较好的为H3PO4/SiO2催化剂,反应在200~285℃,0.5~2.0MPa下进行。 反应时,于反应器内加入足够量的惰性气体(试验表明NH3能够促使就地生产EDA,并提高高分子量多乙烯多胺的生成,是一种理想的惰性气体),确保反应在气相进行。若反应器内有液相出现,会造成催化剂流失,形成结块甚至填塞。以MEA计,惰性气体在反应温度和压力下的加入量为4~12犿狅犾/犿狅犾MEA。 这一生产方法的特点是能够高选择性地生成非环乙撑胺,其中主要为犇犈犜犃及较高分子量的线性同系物,它的另一个特点,是消除了EDC路线对环境的污染,是一种兼具前述原料路线优点的工艺技术。 5 结 语 (1)乙撑胺在我国应用面较窄,与美国、西欧和日本等发达国家和地区相比,还有很大距离,尤其是螯合剂、纸张湿增强剂、聚醚多元醇以及油田化学品和表面活性剂等方面,国内尚刚刚起步。随着人们认识的提高,产品结构的优化,这几方面乙撑胺消费量将会不断增加,潜在市场较大。 (2)乙撑胺生产工艺国内主要有EDC法和MEA法。EDC法靠改变反应条件可调整产品分布,直链胺收率高,多胺质量好,但副产大量Na犆犾,设备费用高。而MEA法副产物少,设备费用低,产品分布中犇犈犃及环状PLP、AEP生成比较高,并生成比犜犈犜犃沸点更高的多胺,产品为混合物,难分离。 以MEA-EDA为原料制取乙撑胺,该路线克服了EDC法的环境污染问题和MEA法主要生产EDA的缺陷。此法由于EDA可就地生成,实际生产中仅需补充损耗即可。同时该路线具有高附加值产品多乙烯多胺产率高的优点,是一种有发展前途的生产方法。 (3)应引进国外先进的生产工艺,以降低消耗,提高产品质量,增加产品的竞争能力。优化产品结构,以适应市场需求,不断地开拓应用领域,是当务之急。 化学工业与工程技术 闵蒋兴 |