聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯項(xiàng)目建議書

1、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（pbt）1概述聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（pbt）是一種熱塑型聚酯類樹脂，是由對(duì)苯二甲酸二甲酯（dmt）和1，4-丁二醇（1，4-bg）或?qū)Ρ蕉姿幔╬ta）與1，4-丁二醇為原料聚合而成的高分子聚合物。pbt樹脂無臭、無毒、無味，具有較好的耐熱性和耐老化性，玻璃纖維增強(qiáng)后其耐熱變形溫度可達(dá)220，并可在較寬溫度范圍內(nèi)保持良好的力學(xué)性能，如剛性、硬度及尺寸穩(wěn)定性。在pbt樹脂中加入阻燃劑，其性能并不降低，而阻燃性能可大幅提高。pbt還具有優(yōu)良的耐磨、耐化學(xué)腐蝕性能。在加工性能方面，pbt樹脂具有良好的模塑流動(dòng)性，且結(jié)晶速度快，因而易用普通設(shè)備注射、擠出和吹塑成型，成型加工周期短

2、，制品表面光澤好，尺寸穩(wěn)定，可大大降低加工費(fèi)用。在當(dāng)前生產(chǎn)中，廣泛采用玻璃纖維增強(qiáng)，進(jìn)一步改善其力學(xué)性能和耐熱性能，并與多種樹脂摻混生產(chǎn)塑料合金，拓寬應(yīng)用市場(chǎng)。此外，pbt還具有良好的電性能，為其它工程塑料所不及。由于pbt樹脂所具有優(yōu)良的性能生產(chǎn)能耗小污染小，既可采用酯交換法，也可采用直接酯化法生產(chǎn)，能直接利用pet的合成技術(shù)與生產(chǎn)裝置，投資費(fèi)用較低，工藝成熟，所以，近30多年來得到了飛速的發(fā)展，廣泛地應(yīng)用于工程塑料和纖維加工業(yè)，近年來其發(fā)展速度非?？欤枪こ趟芰霞易宓暮笃鹬?。目前pbt樹脂主要用于電子電氣行業(yè)、汽車行業(yè)和機(jī)械行業(yè)等領(lǐng)域。在電子電氣領(lǐng)域，主要用于制作插件、線圈架、燈座、接線

3、板、熔絲座、電機(jī)部件、配電器及微電子元件。pbt有優(yōu)良的耐化學(xué)性、耐溫性和力學(xué)性能，在汽車工業(yè)中用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件，如分電器帽、接插件和其它電器元件、車門車窗的鉸鏈及進(jìn)氣隔柵等。增韌改性的pbt共混物還大量用于制造保險(xiǎn)杠。pbt可代替金屬制造多種機(jī)械零件，如齒輪、泵件、傳送帶零件和門窗零件等。另外，可用在家用器具上的把手、底座、油刷等。2市場(chǎng)分析（1）國(guó)外市場(chǎng)分析美國(guó)celanese公司于1969年首先開發(fā)出了pbt這種新型熱塑性聚酯工程塑料，它具有與pet相似的較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、耐蠕變性、優(yōu)良的電性能和化學(xué)穩(wěn)定性及易于阻燃，而且成型加工比pet容易得多，因此在電子電器、汽車

4、、機(jī)械制造及化纖領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。目前pbt以平均1520%的高速發(fā)展，成為繼尼龍、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚之后的第五大工程塑料。目前，世界pbt樹脂總生產(chǎn)能力77萬噸/年，其中美國(guó)生產(chǎn)能力20.1萬噸/年，西歐23.2萬噸/年，日本16.3萬噸/年，亞洲其他國(guó)家和地區(qū)17.4萬噸/年。最大的七家跨國(guó)公司生產(chǎn)能力共計(jì)54.4萬噸/年，約占世界pbt總生產(chǎn)能力的71%。ge公司是全球最大的pbt樹脂生產(chǎn)廠商，其生產(chǎn)能力總計(jì)達(dá)14萬噸/年，dupont公司以11萬噸/年的生產(chǎn)能力排在第二位。世界pbt樹脂消費(fèi)量總計(jì)45萬噸/年（含合金）。美國(guó)和日本供大于求，是凈出口國(guó)家，西歐供需基本持平，

5、而除日本以外的亞洲地區(qū)則是pbt樹脂凈進(jìn)口地區(qū)。由于pbt樹脂綜合性能優(yōu)良，隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，pbt被越來越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，近年來，國(guó)外pbt樹脂生產(chǎn)能力增長(zhǎng)較快，而需求增長(zhǎng)緩慢，致使全球pbt樹脂生產(chǎn)能力呈過剩狀態(tài)，開工率只有不到60%，其中七大跨國(guó)公司因?yàn)楣に嚰夹g(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品性能價(jià)格比高，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，開工率較高，而工藝落后的小裝置開工率很低，正在逐漸被淘汰。由于看到pbt樹脂的良好發(fā)展前景，仍有許多廠商打算建設(shè)新的生產(chǎn)裝置，同時(shí)新裝置的建設(shè)著眼于采用新技術(shù)，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。預(yù)計(jì)今后若干年內(nèi)全球pbt的生產(chǎn)格局將發(fā)生較大變化，大型化、技術(shù)先進(jìn)的生產(chǎn)裝置將占領(lǐng)絕大部分市場(chǎng)，而小規(guī)模、工藝落

6、后的生產(chǎn)裝置將被淘汰，生產(chǎn)的集中度將進(jìn)一步提高。pbt樹脂的主要應(yīng)用領(lǐng)域是汽車和電子電氣等。在電子電氣領(lǐng)域，主要用于作插件、線圈架、燈座、接線板、熔絲座、電機(jī)部件、配電器及微電子元件。pbt有優(yōu)良的耐化學(xué)性、耐溫性和力學(xué)性能，在汽車工業(yè)中用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件，如分電器帽、接插件和其它電器元件、車門車窗的鉸鏈及進(jìn)氣隔柵等。增韌改性的pbt共混物還大量用于制造保險(xiǎn)杠。pbt可代替金屬制造多種機(jī)械零件，如齒輪、泵件、傳送帶零件和門窗零件等。另外，可用在家用器具上的把手、底座、油刷等。在美國(guó)和歐洲等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，汽車工業(yè)是pbt樹脂的最大消費(fèi)領(lǐng)域，其次是電子/電氣領(lǐng)域和辦公機(jī)械等行業(yè)。而在除日本以

7、外的亞洲地區(qū)，電子/電氣領(lǐng)域是pbt樹脂最大的消費(fèi)市場(chǎng)，在辦公自動(dòng)化設(shè)備方面也有廣泛應(yīng)用，而汽車及其它領(lǐng)域用量還較小。美國(guó)和西歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，汽車工業(yè)是pbt樹脂的最大消費(fèi)領(lǐng)域，其次是電子/電氣領(lǐng)域和辦公機(jī)械等行業(yè)。美國(guó)、西歐和日本汽車工業(yè)pbt消費(fèi)量分別占總消費(fèi)量的40%、41%和56%；電子/電氣領(lǐng)域消費(fèi)量分別占26.4%、30%和36%。而在除日本以外的亞洲地區(qū)，電子/電氣領(lǐng)域是pbt樹脂最大的消費(fèi)市場(chǎng)，占總消費(fèi)量80%以上，在辦公自動(dòng)化設(shè)備方面也有廣泛應(yīng)用，而汽車及其它領(lǐng)域僅占不到20%。預(yù)計(jì)到2010年全球pbt樹脂的需求量將達(dá)到75萬噸。初步預(yù)計(jì)2015年全球pbt樹脂的需

8、求量將達(dá)到90萬噸。（2）國(guó)內(nèi)市場(chǎng)分析我國(guó)pbt樹脂的技術(shù)開發(fā)工作始于七十年代，并先后建了一些百噸至千噸級(jí)的小型生產(chǎn)裝置。80年代，北京化工研究院完成pbt樹脂工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)并建設(shè)了一條年生產(chǎn)能力為2500噸的生產(chǎn)線。與此同時(shí)，我國(guó)為實(shí)現(xiàn)引進(jìn)電視機(jī)、收錄機(jī)生產(chǎn)線配套材料國(guó)產(chǎn)化，國(guó)產(chǎn)pbt樹脂迅速在電子電器行業(yè)中推廣應(yīng)用。目前，我國(guó)pbt生產(chǎn)能力達(dá)5.3萬噸/年，目前國(guó)內(nèi)pbt樹脂的生產(chǎn)廠家主要有北京泛威工程塑料有限公司、江蘇南通合成材料廠、儀征化纖集團(tuán)工程塑料廠等。主要生產(chǎn)廠家如下表所示：表28-1 我國(guó)主要pbt生產(chǎn)廠家 單位：萬噸/年企業(yè)名稱生產(chǎn)能力備 注儀征化纖集團(tuán)工程塑料廠2引進(jìn)技

9、術(shù)，連續(xù)pta工藝藍(lán)星化工新材料股份有限公司南通合成材料廠1.5國(guó)內(nèi)技術(shù)，連續(xù)化dmt工藝三房巷實(shí)業(yè)集團(tuán)江陰永通化工有限公司20.7國(guó)內(nèi)技術(shù)，間歇法dmt工藝北京泛威工程塑料有限公司0.5國(guó)內(nèi)技術(shù)，間歇法dmt工藝岳陽(yáng)石油化工總廠0.3吳縣市香雪海化纖材料廠0.2上海滌綸廠30.1國(guó)內(nèi)技術(shù)，間歇法dmt工藝小計(jì)5.3在江浙一帶，有許多小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)pbt樹脂和改性工程塑料，但規(guī)模都不大，產(chǎn)品質(zhì)量較低，且生產(chǎn)很不穩(wěn)定。目前，我國(guó)pbt生產(chǎn)能力達(dá)到5.3萬噸/年，產(chǎn)量達(dá)4萬噸，表觀消費(fèi)量約6.5萬噸。目前我國(guó)pbt樹脂主要制成玻纖增強(qiáng)/阻燃復(fù)合材料，用于電子電氣、汽車等工業(yè)零配件，以及pbt纖維

10、、pbt光纖光纜護(hù)套、pbt薄膜等。pbt最主要的消費(fèi)領(lǐng)域是電子電氣行業(yè)，約占總消費(fèi)量的50%。汽車及機(jī)械行業(yè)消費(fèi)約占總量的21.7%。其它領(lǐng)域消費(fèi)約占總量的16.7%。如保健牙刷、彈性纖維及織物、旱冰鞋輪芯等。近年來，光纖包覆用pbt樹脂需求量增長(zhǎng)較快，目前約占總消費(fèi)量的8.3%。我國(guó)pbt樹脂歷年生產(chǎn)能力、產(chǎn)量、表觀消費(fèi)量見下表。表28-2 我國(guó)歷年pbt供需情況 單位萬噸年份生產(chǎn)能力產(chǎn)量進(jìn)口量出口量表觀消費(fèi)量1991年0.50.130.350.100.381995年1.10.610.420.170.861999年3.11.050.730.351.432000年4.21.781.720.7

11、02.82001年4.22.502.5*-5.02002年4.23.502.5*-6.02003年5.342.5*-6.5目前我國(guó)pbt樹脂主要制成玻纖增強(qiáng)/阻燃改性料，用于電子電氣、汽車等工業(yè)零配件、pbt光纖光纜護(hù)套、pbt纖維、pbt薄膜等。我國(guó)pbt的消費(fèi)結(jié)構(gòu)與發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的不同，發(fā)達(dá)國(guó)家pbt的最大用戶是汽車工業(yè)，但目前國(guó)內(nèi)pbt最主要的消費(fèi)領(lǐng)域是電子電氣行業(yè)，約占總消費(fèi)量的60%。到2010年，國(guó)內(nèi)pbt樹脂需求量將達(dá)到12.5萬噸，2003年2010年間年均需求增長(zhǎng)率為9.8%。其中汽車行業(yè)和光纖包覆材料增長(zhǎng)率最快，分別為17.4%和16.2%。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力僅5.3萬噸，屆

12、時(shí)將有近7萬噸/年的市場(chǎng)缺口，因此，本規(guī)劃建設(shè)3萬噸/年生產(chǎn)裝置是有市場(chǎng)的。初步預(yù)計(jì)2015年，國(guó)內(nèi)pbt樹脂需求量將達(dá)到18萬噸。3生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案（1）產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模作為工程塑料生產(chǎn)裝置，國(guó)外pbt裝置的最低經(jīng)濟(jì)規(guī)模為1萬噸/年，通常都是從1萬噸/年規(guī)模起步。根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)分析，預(yù)計(jì)今后發(fā)展前景良好，從國(guó)內(nèi)pbt樹脂生產(chǎn)狀況及產(chǎn)品近期市場(chǎng)容量等方面考慮，為獲得較佳經(jīng)濟(jì)效益，本規(guī)劃建議引進(jìn)國(guó)外關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，建設(shè)一套5萬噸/年連續(xù)pta直接酯化法pbt生產(chǎn)裝置。（2）操作時(shí)間年操作時(shí)間：8000小時(shí)。4工藝技術(shù)方案（1）工藝技術(shù)概況pbt樹脂的合成與pet相似，有從對(duì)苯二甲酸二甲酯（dm

13、t）出發(fā)的酯交換-縮聚法和從對(duì)苯二甲酸（pta）出發(fā)的直接酯化法。反應(yīng)分二個(gè)階段進(jìn)行，第一階段的酯交換或酯化反應(yīng)是由dmt或pta在催化劑存在下與1.12.2倍摩爾的1，4丁二醇（bdo）在常壓150230下反應(yīng)0.52小時(shí)，隨著副產(chǎn)物或水的蒸出，得到對(duì)苯二甲酸雙羥丁酯及其聚物。第二階段的縮聚反應(yīng)通常在催化劑存在下，真空度為0.0510毫米汞柱下，溫度230250下進(jìn)行24小時(shí)，蒸出過剩的bdo及副產(chǎn)物四氫呋喃（thf），得到高分子量的pbt樹脂。 dmt酯交換法生產(chǎn)工藝dmt和bdo為原料，先進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成對(duì)苯二甲酸二丁酯，并脫除甲醇，然后再進(jìn)行縮聚反應(yīng)生產(chǎn)pbt樹脂。反應(yīng)式如下：對(duì)苯

14、二甲酸二甲酯+丁二醇對(duì)苯二甲酸雙羥丁酯+甲醇 pta直接酯化法生產(chǎn)工藝pta和bdo為原料。該工藝流程短，設(shè)備投資較低，能耗也較低，但需妥善解決1，4-丁二醇脫水問題。由于反應(yīng)條件比較苛刻，反應(yīng)介質(zhì)酸性強(qiáng)，部分1，4-丁二醇脫水環(huán)化生成四氫呋喃，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，因此，直接酯化工藝對(duì)反應(yīng)體系的控制要求比酯交換法要高得多。反應(yīng)式如下：對(duì)苯二甲酸+丁二醇對(duì)苯二甲酸雙羥丁酯+水 第二步縮聚反應(yīng)對(duì)苯二甲酸雙羥丁酯聚對(duì)苯二甲酸雙羥丁酯 與pet樹脂合成反應(yīng)的主要不同點(diǎn)是：在pbt樹脂合成中的另一個(gè)主要原料是bdo而不是乙二醇，但bdo在高溫反應(yīng)條件下容易發(fā)生環(huán)化脫水生產(chǎn)四氫呋喃（thf）。（2）工

15、藝技術(shù)方案pta直接酯化法工藝以pta和bdo為原料，具有流程短、設(shè)備投資較低、能耗也較低等優(yōu)點(diǎn)。但反應(yīng)條件比較苛刻，bdo易脫水環(huán)化生成thf，影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，直接酯化工藝對(duì)反應(yīng)體系的控制要求比酯交換法要高得多。dmt法pbt樹脂的合成有間歇式工藝和連續(xù)式工藝之分。間歇式生產(chǎn)規(guī)模小，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，易于調(diào)控，適用于小規(guī)模生產(chǎn)，易于建設(shè)和生產(chǎn)。但是產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大，各批次產(chǎn)品質(zhì)量可能有差異，質(zhì)量穩(wěn)定性差。特別是分子量分布寬，端羧基含量高（50100mol/t）只可用于一般工程塑料的改性。連續(xù)式工藝采用管式或螺桿式反應(yīng)器，效率較高，質(zhì)量穩(wěn)定，適于較大規(guī)模生產(chǎn)。連續(xù)化法生產(chǎn)的pbt樹脂，由于分子量

16、分布窄，外界引入雜質(zhì)少，質(zhì)量穩(wěn)定。可用作光纜護(hù)套材料。同時(shí)，由于它端羧基含量低（30mol/t），這為pbt樹脂進(jìn)一步用固相聚合法增粘提供了良好的基礎(chǔ)。南通合成材料廠用連續(xù)化法酯交換工藝生產(chǎn)的pbt樹脂經(jīng)德國(guó)赫斯特公司拉管試驗(yàn)證明，該廠生產(chǎn)的樹脂完全適用于光纜護(hù)套料的生產(chǎn)。表28-3 兩種pbt工藝技術(shù)消耗比較表消耗定額原材料單位pta工藝dmt工藝pta/dmt噸0.761.0131，4-丁二醇噸0.50.527副產(chǎn)甲醇噸00.363副產(chǎn)thf噸0.070.0098公用工程蒸汽噸0.53.104循環(huán)水噸10454.5電kwh9248.1氮?dú)鈔m31.5119儀表空氣nm317.1-軟水噸0.

17、1-從上面的比較可以看出，直接酯化法工藝明顯優(yōu)于酯交換法工藝，故本擬建裝置采用直接酯化法工藝。從國(guó)內(nèi)pbt技術(shù)現(xiàn)狀看，應(yīng)引進(jìn)國(guó)外工藝技術(shù)。技術(shù)來源，可以從德國(guó)赫斯特-賽拉尼斯公司、吉瑪公司、美國(guó)ge公司、美國(guó)杜邦公司諸公司進(jìn)行探詢，擇優(yōu)而定。為降低投資費(fèi)用，建議只購(gòu)買工藝包及個(gè)別關(guān)鍵設(shè)備，工程設(shè)計(jì)及大部分工藝設(shè)備由國(guó)內(nèi)負(fù)責(zé)。5主要原材料及公用工程消耗5萬噸/年聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯主要原材料及公用工程消耗見下表 表28-4 主要原材料及公用工程消耗 單位：萬噸/年序號(hào)名稱單位單耗小時(shí)耗量年耗量104一、主要原材料消耗1pbt噸0.714.443.552bdo噸0.442.752.2二、公用工程1

18、循環(huán)水m3241502電kwh603753蒸汽噸0.543.3754氮?dú)鈔m330187.56投資估算及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表28-5 5萬噸/年pbt投資估算及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)備注1裝置規(guī)模萬噸/年52總投資萬元 631863建設(shè)投資萬元571714年均銷售收入萬元1000005年均總成本萬元866856年均利潤(rùn)總額萬元100007年均稅后利潤(rùn)萬元7500二十九、煤制乙二醇1概述乙二醇（簡(jiǎn)稱eg）是一種重要的化工原料，其主要用途是作防凍劑和制造聚酯樹脂的原料。汽車工業(yè)大規(guī)模發(fā)展后，乙二醇被大量用來作防凍劑（用來降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的凝固點(diǎn)），這一市場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定，但有跡象表明，未來防凍

19、劑市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿⒌陀诰埘ナ袌?chǎng)的發(fā)展。乙二醇的主要用途是作聚酯樹脂產(chǎn)品，包括聚酯纖維、薄膜和pet瓶等。與防凍劑市場(chǎng)相反，這一市場(chǎng)對(duì)乙二醇的需求量最近幾年持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。聚酯纖維在國(guó)際人造纖維市場(chǎng)上占有統(tǒng)治地位。pet瓶在包裝材料市場(chǎng)上占有優(yōu)勢(shì)，因此需求漸增。這預(yù)示著對(duì)乙二醇的需求將進(jìn)一步增長(zhǎng)。另外，乙二醇還可以作染整工業(yè)用的助劑，煙草和化妝品的潤(rùn)滑劑等。副產(chǎn)的二乙二醇和三乙二醇還可以用于做紡織助劑、溶劑、橡膠與樹脂的增塑劑，潤(rùn)滑油粘度的改進(jìn)劑以及重整液的芳烴抽提溶劑。2市場(chǎng)分析（1）國(guó)際市場(chǎng)20世紀(jì)90年代以來，由于全球聚酯產(chǎn)品市場(chǎng)消費(fèi)的急劇增長(zhǎng)，世界乙二醇的生產(chǎn)發(fā)展很快。1993年世界乙二醇

20、的總生產(chǎn)能力只有960.0萬噸/年，2000年達(dá)到1423.0萬噸/年，2005年進(jìn)一步增加到1779.2萬噸年，同比增長(zhǎng)約7.18%，20002005年生產(chǎn)能力的年均增長(zhǎng)率約為4.57%。其中，北美地區(qū)的生產(chǎn)能力約占世界乙二醇總生產(chǎn)能力的29.29%；西歐地區(qū)約占世界總生產(chǎn)能力的9.71%；中東地區(qū)約占世界總生產(chǎn)能力的19.07%；亞太地區(qū)約占世界總生產(chǎn)能力的35.17%。近幾年，世界上有許多生產(chǎn)廠家準(zhǔn)備新建或擴(kuò)建乙二醇生產(chǎn)裝置，新建或擴(kuò)建裝置主要集中在中東和亞洲地區(qū)。20062010年期間，沙特、伊朗和科威特將分別新增乙二醇生產(chǎn)能力249.9萬噸/年、100.0萬噸/年和64.0萬噸/年。

21、另外，中國(guó)臺(tái)灣省的南亞塑膠公司以及中國(guó)臺(tái)灣人造化纖公司也將分別新增60.0萬噸/年和34.0萬噸/年的生產(chǎn)能力。預(yù)計(jì)20082010年，世界乙二醇的總生產(chǎn)能力將以年均約9.7%的速度增長(zhǎng)，到2010年總生產(chǎn)能力將達(dá)到約2821.0萬噸/年。2005年世界乙二醇總消費(fèi)量1605.5萬噸，其中1356.6萬噸用于生產(chǎn)聚酯，占總消費(fèi)量的84.5%（包括聚酯纖維、聚酯膜和其他pet樹脂），167.0萬噸用于生產(chǎn)防凍液，占總消費(fèi)量的10.4%，其余10%的乙二醇用于其它用途。全球乙二醇供求基本保持平衡，世界各地區(qū)乙二醇供需不平衡，2005年世界乙二醇總進(jìn)口貿(mào)易量803.8萬噸。其中，中東和北美是乙二醇最

22、大的出口地區(qū)，出口的乙二醇主要供應(yīng)亞洲地區(qū)，沙特幾乎將其生產(chǎn)的乙二醇全部用于出口，而加拿大將其總產(chǎn)量的70%用于出口，其乙烯原料成本較低，致使乙二醇產(chǎn)品在國(guó)際上具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)是世界上最大的乙二醇進(jìn)口國(guó)，2005年進(jìn)口數(shù)量占世界總貿(mào)易量的25%。2005年世界主要地區(qū)乙二醇供需情況見下表。表29-1 2005年世界主要地區(qū)乙二醇的供需情況表 單位：萬噸地區(qū)生產(chǎn)能力產(chǎn)量開工率進(jìn)口量出口量表觀消費(fèi)量亞洲625.7578.992.5576.8148.6.1007.1北美521.1442.184.851.5183.7309.9中東339.3320.094.315.9292.843.1西歐17

23、2.8147.485.3136.5114.7169.2中東歐81.671.387.44.034.540.8中南美洲38.733.486.318.816.835.4世界合計(jì)1779.21593.189.5803.8791.11605.5預(yù)計(jì)今后幾年世界乙二醇的消費(fèi)量將以年均4.8%的速度增長(zhǎng)，2007年總消費(fèi)量將達(dá)到1750萬噸，其中北美地區(qū)的年均增長(zhǎng)率為3.8%，西歐地區(qū)的年均增長(zhǎng)率為1.8%，中東地區(qū)的年均增長(zhǎng)率為18.9%，亞洲地區(qū)的年均增長(zhǎng)率為6.2%，2010年世界乙二醇的總消費(fèi)量將達(dá)到約2100多萬噸。生產(chǎn)能力的增長(zhǎng)率高于需求增長(zhǎng)率，開工率將下降到75.5%。（2）國(guó)內(nèi)市場(chǎng)分析我國(guó)乙

24、二醇的工業(yè)生產(chǎn)始于20世紀(jì)60年代，一開始采用的是傳統(tǒng)的氯乙醇水解法，此方法能耗大，產(chǎn)品純度差，生產(chǎn)成本高，污染嚴(yán)重，技術(shù)落后，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代以后，隨著我國(guó)石油化工的崛起，我國(guó)乙二醇的生產(chǎn)得到了迅速發(fā)展。截止到2006年底我國(guó)乙二醇已發(fā)展到生產(chǎn)企業(yè)12家，總生產(chǎn)能力達(dá)169.8萬噸/年。由于目前我國(guó)乙二醇的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量不足，因而上海石油化工公司、揚(yáng)子石油化工公司、遼陽(yáng)石油化纖公司、四川乙烯、茂名石油化工公司、鎮(zhèn)海煉化、天津乙烯等多家企業(yè)準(zhǔn)備新建或擴(kuò)建乙二醇生產(chǎn)裝置。如果這些裝置均能按計(jì)劃投產(chǎn)，預(yù)計(jì)到2008年我國(guó)乙二醇的總生產(chǎn)能力將達(dá)到約250.0萬噸/年，2010年生產(chǎn)

25、能力將達(dá)到約400.0萬噸/年，將在一定程度上緩解我國(guó)乙二醇的供需矛盾。雖然我國(guó)乙二醇的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量增長(zhǎng)較快，但隨著我國(guó)聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)乙二醇的消費(fèi)需求不斷增增加，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品仍不能滿足日益增長(zhǎng)的消費(fèi)需求，每年都需從國(guó)外進(jìn)口大量的乙二醇及下游產(chǎn)品，平衡國(guó)內(nèi)需求。且進(jìn)口量呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。1995年我國(guó)乙二醇表觀消費(fèi)量65.69萬噸，2000年增長(zhǎng)到195.7萬噸，19952000年年均增長(zhǎng)率24.40%；2006年表觀消費(fèi)量達(dá)到560多萬噸，20002006年年均增長(zhǎng)率約為19.21%。近年我國(guó)乙二醇供求平衡見下表。表29-2 近年我國(guó)乙二醇供需狀況表 單位：萬噸年份產(chǎn)量進(jìn)口量出口量表觀消

26、費(fèi)量自給率200090.75104.970.015195.7146.37200180.75159.710.23240.2333.61200290.61214.573.19301.9930.00200396.93251.612.34346.2028.00200494.91339.102.58431.4322.002005110.08400.031.28508.8321.632006156.0406.00562.027.72006年我國(guó)消費(fèi)乙二醇約560多萬噸，主要用于生產(chǎn)聚酯，占乙二醇消費(fèi)總量的90%以上，主要消費(fèi)地區(qū)為東部沿海省市，特別是聚酯生產(chǎn)集中的江浙地區(qū)消費(fèi)量最大，防凍劑及其它精細(xì)化工產(chǎn)

27、品對(duì)乙二醇的需求量仍較少。根據(jù)中國(guó)聚酯協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2008年我國(guó)聚酯的產(chǎn)量將達(dá)到約1730.0萬噸，對(duì)乙二醇的需求量將達(dá)到約605.0萬噸；2010年聚酯的產(chǎn)量將達(dá)到約1900.0萬噸，屆時(shí)對(duì)乙二醇的需求量將達(dá)到約665.0萬噸。加上在防凍劑以及其他方面的消費(fèi)量，預(yù)計(jì)2008年我國(guó)對(duì)乙二醇的總需求量將達(dá)約636.0萬噸，2010年總需求量將達(dá)到約710.0萬噸。而目前我國(guó)乙二醇的總生產(chǎn)能力只有169.8萬噸/年，2008年和2010年的總生產(chǎn)能力也分別只有約250.0萬噸/年和400.0萬噸/年，即使裝置開足馬力滿負(fù)荷生產(chǎn)，產(chǎn)量也不能滿足國(guó)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)的需求，仍需要大量進(jìn)口，因此，乙二醇在我國(guó)具有

28、很好的發(fā)展前景。3生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案（1）生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案根據(jù)煤基乙二醇技術(shù)進(jìn)展程度及經(jīng)濟(jì)規(guī)模等綜合考慮，確定本項(xiàng)目乙二醇的生產(chǎn)規(guī)模為20 萬噸/年。（2）年操作時(shí)間：8000小時(shí)4工藝技術(shù)方案（1）工藝技術(shù)簡(jiǎn)介直接水合法環(huán)氧乙烷直接加壓水合法是當(dāng)今世界上生產(chǎn)乙二醇的主要方法，占該技術(shù)市場(chǎng)份額較大的公司主要是shell、dow 和 sd 三家，目前這三家技術(shù)的生產(chǎn)能力合計(jì)占總生產(chǎn)能力的 91%。乙二醇（eg）和環(huán)氧乙烷（eo）生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，總體上工藝流程已趨于完善，因此各公司都在致力于研究提高eo 氧化反應(yīng)催化劑選擇性和乙二醇水合反應(yīng)選擇性，以進(jìn)一步降低乙烯消耗和簡(jiǎn)化流程。shell

29、公司和 sd 公司、dow 公司的 eo/eg 工藝技術(shù)和流程基本相同，即采用乙烯、氧為原料，在銀催化劑、甲烷致穩(wěn)劑、氯化物抑制劑存在下乙烯直接氧化為 eo，繼而 eo 與水以一定摩爾比在管式反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行水合反應(yīng)生成 eg，eg 溶液經(jīng)蒸發(fā)提濃、脫水、分餾，得到 eg 及其它二元醇副產(chǎn)品。此外整個(gè)工藝還設(shè)置了與其生產(chǎn)能力配套的空分裝置、碳酸鹽的處理、廢氣廢液處理等系統(tǒng)。三家公司專利技術(shù)的主要區(qū)別在催化劑、反應(yīng)和吸收工藝以及一些技術(shù)細(xì)節(jié)上。我國(guó)的乙二醇生產(chǎn)全部采用進(jìn)口的水合法技術(shù)，其中sd 技術(shù)的有6 家企業(yè)，shell 技術(shù)的有4 家，另外兩家分別采用ucc 技術(shù)和basf 工藝。催化水合法針

30、對(duì)直接水合法耗水高、選擇性低、能耗高等不足，世界上許多公司進(jìn)行了環(huán)氧乙烷催化水合法生產(chǎn)乙二醇技術(shù)的研發(fā)工作，可分為均相催化水合法和非均相催化水合法兩種，其技術(shù)的關(guān)鍵是催化劑的生產(chǎn)，其中最有代表性的是 shell 公司的非均相催化水合法和 ucc 公司的均相催化水合法。shell 公司早期曾采用氟磺酸離子交換樹脂為催化劑，在反應(yīng)溫度為75115、水與環(huán)氧乙烷的重量比為3：115：1 時(shí)，乙二醇的選擇性為94%，缺點(diǎn)是水比仍然很高，而且環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率僅有70%左右。shell 公司自1994 年報(bào)道了季銨型酸式碳酸鹽陰離子交換樹脂作為催化劑進(jìn)行環(huán)氧乙烷催化水合工藝的開發(fā)，逐漸加大了環(huán)氧乙烷催化水

31、合制乙二醇工藝的研究和開發(fā)力度，1997 年又開發(fā)出類似二氧化硅骨架的聚有機(jī)硅烷銨鹽負(fù)載型催化劑及其催化下的環(huán)氧化物水合工藝，2001 年shell 公司又開發(fā)出負(fù)載于離子交換樹脂上的多羧酸衍生物催化劑。最近該公司又成功地開發(fā)出第一代水合催化劑s100，并完成了催化劑篩選、單管評(píng)價(jià)、中試以及40.0 萬噸/年環(huán)氧乙烷水合裝置的工藝設(shè)計(jì)。近期可能在日本裝置上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。ucc 公司早期使用含mo、w 或v 等多價(jià)態(tài)過渡金屬含氧酸鹽催化劑進(jìn)行催化水合技術(shù)的研究。如含（hv2o7）3-、（vo3）-、（v2o7）4-、（vo4）3-、鉬酸根、偏鉬酸根或鎢酸根等的鹽類。陽(yáng)離子為堿金屬、銨鹽、季銨鹽

32、或季磷鹽等。該類催化劑可以單獨(dú)使用，也可以負(fù)載在氧化鋁、氧化硅或分子篩等惰性載體材料上。這些催化劑對(duì)于提高轉(zhuǎn)化率、降低水比及提高選擇性均有利，但催化劑易產(chǎn)生流失，從而增加了不必要的分離提純步驟，同時(shí)也對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量造成不利影響。針對(duì)水溶性v、mo、w 催化劑流失的問題，ucc 公司又開發(fā)出具有水滑石結(jié)構(gòu)、水熱穩(wěn)定的混合金屬框架催化劑。在水/環(huán)氧乙烷的摩爾比為57，反應(yīng)溫度為150，壓力2.0mpa 條件下，環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率達(dá)到96%，乙二醇的選擇性為97%。國(guó)內(nèi)大連理工大學(xué)、中國(guó)石化上海石油化工研究院、中國(guó)石化北京燕山石油化工研究院和南京理工大學(xué)等都在催化水合催化劑方面進(jìn)行大量研究開發(fā)工作，其中

33、大連理工大學(xué)和中石化撫順石油化工研究院合作開發(fā)的雜多酸復(fù)合催化劑，在水和環(huán)氧乙烷摩爾比為5：1 時(shí)，eg 收率為96%。此外，華東理工大學(xué)與中石化北京石化工程公司、北京燕山石化公司聯(lián)合進(jìn)行了反應(yīng)精餾的研究。盡管許多公司在環(huán)氧乙烷催化水合生產(chǎn)乙二醇技術(shù)方面做了大量的工作，大大降低了水比，提高了環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率和乙二醇的選擇性，但在催化劑制備，再生和壽命方面還存在一定的問題，如催化劑穩(wěn)定性不夠，制備相當(dāng)復(fù)雜，難以回收利用，有的還會(huì)在產(chǎn)品中殘留一定量的金屬陽(yáng)離子，需要增加相應(yīng)的設(shè)備來分離，因而采用該方法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)還有一定的距離。碳酸乙烯酯法經(jīng)碳酸乙烯酯法合成乙二醇可分為兩種生產(chǎn)方法，一種是碳酸乙

34、烯酯（ec）水解法，另一種是乙二醇和碳酸二甲酯（dmc）聯(lián)產(chǎn)法，這兩種方法均先通過二氧化碳和環(huán)氧乙烷在催化劑作用下合成碳酸乙烯酯，前者得到的碳酸乙烯酯再經(jīng)水解得到乙二醇，后者與甲醇發(fā)生酯交換生成乙二醇同時(shí)聯(lián)產(chǎn)碳酸二甲酯。美國(guó)halcon-sd、ucc、日本觸媒等公司于20 世紀(jì)70 年代后相繼開發(fā)出碳酸乙烯酯水解合成乙二醇的工藝技術(shù)。halcon-sd 公司工藝首先由乙烯、氧反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷，經(jīng)第一吸收塔和汽提塔后，在第二吸收塔內(nèi)用含碳酸乙烯酯、乙二醇和碳酸化催化劑的溶液洗滌環(huán)氧乙烷蒸氣，形成碳酸乙烯酯反應(yīng)富液，然后進(jìn)入碳酸化反應(yīng)器中，通入二氧化碳，使環(huán)氧乙烷和二氧化碳在催化劑的作用下，于90

35、和6.18mpa 壓力下反應(yīng)生成碳酸乙烯酯。碳酸乙烯酯從反應(yīng)液中汽提后分層，上層回到第二吸收塔作為洗滌液，在下層的碳酸乙烯酯中加入水，在同一催化劑作用下水解生成乙二醇。halcon-sd 工藝的特點(diǎn)是開發(fā)了既適用于碳酸化又適用于水解反應(yīng)的新型催化劑，乙二醇收率高達(dá)99%。另外，halcon-sd 公司在研究中發(fā)現(xiàn)，即使環(huán)氧乙烷中含有少量水分，仍能保證碳酸乙烯酯的高效中心，這就使環(huán)氧乙烷的純化操作條件不至于過分苛刻，而且加成反應(yīng)和水解反應(yīng)可用同一種催化劑，避免了均相反應(yīng)中催化劑回收難的難題。但由于碳酸乙烯酯水解制乙二醇需要大型的高壓反應(yīng)槽，且生產(chǎn)成本并不低于環(huán)氧乙烷非催化直接水合法，所以至今還沒

36、有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。酯交換法的工藝過程分兩步進(jìn)行，首先是二氧化碳和環(huán)氧乙烷在催化劑作用下合成碳酸乙烯酯，第二步是碳酸乙烯酯和甲醇（ma）反應(yīng)生成碳酸二甲酯和乙二醇，該技術(shù)的特點(diǎn)是不用水合成乙二醇，其能耗低。1972 年，dow 化學(xué)公司公開了催化酯交換烷烯碳酸酯的專利。隨后，德國(guó)bayer公司、美國(guó)toxaco 公司和英國(guó)的bp 公司等也開展了這方面的研究開發(fā)工作，工作的重點(diǎn)集中在催化劑的開發(fā)上。1987 年，texaco 公司開發(fā)了以離子交換樹脂為催化劑的技術(shù)，使碳酸二甲酯的選擇性達(dá)到了99%以上，乙二醇的選擇性達(dá)到97%以上，從而為乙二醇和碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的工業(yè)化打下了基礎(chǔ)。乙二醇和碳酸二

37、甲酯聯(lián)產(chǎn)技術(shù)催化劑的開發(fā)主要側(cè)重于非均相催化劑。在尋找高性能非均相催化劑方面，國(guó)外許多公司進(jìn)行了研究開發(fā)，并申請(qǐng)了許多專利，其主要專利公司有esson-mobil、asahi kasel、mobil oil、日本三菱化學(xué)、amoco、德國(guó)bayer 公司、美國(guó)tecaco 公司等。酯交換法同時(shí)副產(chǎn)碳酸二甲酯（dmc），dmc 主要用作羰基化和甲基化試劑、汽油添加劑、合成聚碳酸酯（pc）的原料，且生產(chǎn)1 噸乙二醇可副產(chǎn)約1.4 噸的dmc，2006 年我國(guó)dmc 產(chǎn)量?jī)H5.4 萬噸，在國(guó)內(nèi)已經(jīng)過剩，因此采用該方法的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)很大。國(guó)內(nèi)中科院蘭州化物所于2005 年12 月完成由環(huán)氧乙烷與co2 合

38、成碳酸乙烯酯，經(jīng)甲醇酯交換合成eg 聯(lián)產(chǎn)碳酸二甲酯的全流程工藝開發(fā)。該技術(shù)針對(duì)聚酯合成對(duì)乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量的高要求，開發(fā)了適應(yīng)規(guī)?；a(chǎn)的管式循環(huán)反應(yīng)工藝、分離耦合工藝和乙二醇產(chǎn)品催化精制技術(shù)，為低成本、工業(yè)化生產(chǎn)乙二醇和廉價(jià)碳酸二甲酯提供了技術(shù)支撐，目前該項(xiàng)目仍處在中試開發(fā)階段。羰化加氫法20 世紀(jì)70 年代世界石油危機(jī)沖擊，使人們認(rèn)識(shí)到石油資源的有限性，因此各國(guó)紛紛開始研究以煤和天然氣為初級(jí)原料來生產(chǎn)乙二醇的方法。日本宇部興產(chǎn)和美國(guó)ucc公司聯(lián)合開發(fā)了通過草酸丁酯合成乙二醇的工藝路線，該工藝經(jīng)過羰化和加氫兩個(gè)過程，該工藝首先以一氧化碳和丁醇為原料，進(jìn)行羰化反應(yīng)（pd/c 為催化劑，在反應(yīng)溫度9

39、0、壓力9.8mpa下），通過液相反應(yīng)生成草酸丁酯，然后再經(jīng)液相加氫反應(yīng)生成乙二醇。反應(yīng)中草酸丁酯生成速率低，副產(chǎn)物多，且加氫要在20mpa 以上進(jìn)行。因此，宇部興產(chǎn)又開發(fā)出羰化加氫工藝的氣相技術(shù)，即先經(jīng)羰化（將一氧化碳和亞硝酸甲酯或丁酯在反應(yīng)溫度80150、壓力0.5mpa 條件下，使用以氧化鋁為載體的鈀催化劑，進(jìn)行氣相反應(yīng)）生成草酸丁酯，然后進(jìn)行加氫（用銅鉻系催化劑在3mpa、225下進(jìn)行氣相加氫）反應(yīng)生成乙二醇，乙二醇的選擇性為95%，副產(chǎn)物可循環(huán)使用。國(guó)內(nèi)中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所多年來致力于羰化、加氫生產(chǎn)乙二醇的工藝研究，從2005 年開始，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所與丹陽(yáng)市丹化金煤化工

40、有限公司合作先后建成300t/a 乙二醇中試裝置和1 萬噸/年乙二醇工業(yè)化試驗(yàn)裝置各一套，兩套裝置運(yùn)行平穩(wěn)。2007 年8 月16 日，丹化金煤化工有限公司等單位合資建設(shè)的通遼金煤化工有限公司擬采用該技術(shù)在內(nèi)蒙古通遼建設(shè)1 條20 萬噸/年乙二醇工業(yè)示范裝置開工奠基，預(yù)計(jì)2008年底建成投產(chǎn)。該工藝以褐煤為原料，經(jīng)煤氣化、羰基化和加氫生產(chǎn)乙二醇產(chǎn)品，屬我國(guó)第一套大型煤制乙二醇項(xiàng)目。該羰化加氫工藝以煤原料，經(jīng)煤氣化過程生成合成氣，通過凈化變換調(diào)節(jié)所需要的h2/co 比例，然后通過變壓吸附裝置或膜分離，分離出h2 和co，co 首先與亞硝酸甲酯發(fā)生羰基化反應(yīng)生成草酸二甲酯，同時(shí)產(chǎn)出no 氣體，草酸二甲酯進(jìn)入加氫過程，加氫生成乙二醇和甲醇，通過分離得到乙二醇產(chǎn)品，甲醇作為草酸酯再生的原料，與羰基化得到的no 在氧氣的作用下生成亞硝酸甲酯。綜上所述，結(jié)合規(guī)劃所在地的資源條件，乙二醇生產(chǎn)推薦采用具有發(fā)展前景的煤制乙二醇羰化加