【头条】环氧丙烷:多种工艺并存 绿色环保优先

 

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环氧丙烷是丙烯的主要衍生物之一,是一种重要的基础有机化工原料。大部分环氧丙烷用于生产聚醚多元醇,再与异氰酸酯反应合成聚氨酯。聚氨酯广泛应用于汽车、建筑节能、冰箱冷柜、弹性体、胶粘剂及涂料等领域,因此由环氧丙烷衍生出的下游产品数量庞大且应用广泛。


工艺多元共存  结构调整提速    
1. 工艺由一家独大到多元共存
上世纪60年代,我国环氧丙烷生产装置均采用自主研制的氯醇法工艺路线,产能小,工艺技术落后,而且三废污染严重,至80年代末90年代初,我国先后从日本和美国引进氯醇法技术,国内产能得到很大提高。直到2006年,我国引进壳牌公司的乙苯共氧化(PO/SM)技术,在广东惠州新建了一套25万吨的环氧丙烷装置,才正式打破了氯醇法一统天下的局面。同时,随着国际上对环保越来越重视,过氧化氢直接氧化(HPPO)装置在国外逐渐增多,2014年吉神化学引进德国赢创公司的HPPO法,建成我国首套30万吨HPPO工艺的环氧丙烷装置。此外,中国石化长岭分公司采用自有的HPPO技术建造的10万吨环氧丙烷装置也已经投产,打破了国外技术垄断。另外,山东万华化学和南京金陵亨斯迈分别在2015年和2017年采用异丁烷共氧化(PO/TBA)工艺分别建成投产24万吨环氧丙烷装置。目前,我国环氧丙烷的生产工艺已经由开始的氯醇法一家独大,到现在形成了多种工艺并存的局面。截止到2017年年底,我国环氧丙烷主要生产企业及装置产能情况见表1,各种工艺所占市场份额见图1。


2. 产地高度集中 山东领跑

我国环氧丙烷现有总产能约为329.7万吨,产地高度集中,主要分布在华东、东北和华南地区。其中,华东占66.3%,东北占16.4%,华南占9.7%。若按省份划分,山东省是目前我国最大的生产地,约占总产能的一半,领跑全国;其次是广东省和江苏省。随着各种共氧化法新装置逐步投产,我国环氧丙烷分布也将主要由山东向广东、江苏、浙江和福建等省份发展。各省环氧丙烷所占市场份额见图2。
3. 产量逐年增加 进口开始减少
近十年来,我国环氧丙烷产量和表观消费量是逐年增加,十年基本上翻了两番,装置平均开工率维持在八成以上,行业景气度一直比较高。进口方面,2008~2012年,环氧丙烷进口量逐年增加,2012年达到进口峰值51.5万吨,最近这几年,随着新装置不断上马,进口开始减少,尤其是2017年进口仅有23.3万吨,自给率可以达到90%以上。近十年产量及表观消费量汇总数据见表2。
4. 落后产能逐步退出 绿色环保优先发展
由于氯醇法工艺对设备腐蚀严重,三废排放量高,随着国家越来越重视对环境的保护,有些氯醇法工艺装置无法适应日益严格的环保标准,逐步被市场所淘汰已成为必然。2011年初,浙江太平洋化学有限公司2万吨、江西九江化工厂2万吨及中国石化高桥分公司8万吨氯醇法装置就宣布永久性关停,2013年也有十多万吨氯醇法装置因为环保原因被关停。氯醇法环氧丙烷装置产能所占比例由2010年的66.5%下降到2017年的55%。相反,各种共氧化法和HPPO法工艺,由于基本无污染,属于环境友好的清洁生产技术,这几年得到了优先发展,如2014年投产的吉神化学30万吨的HPPO法装置,2015年山东万华化学投产的24万吨PO/TBA法装置,以及2017年南京金陵亨斯迈新材料的24万吨PO/TBA法装置。由于共氧化法和HPPO法采用绿色生产工艺,未来将有越来越多的新装置采用这些工艺。

2018年后,我国还将新建或拟建多套环氧丙烷装置。2017年3月开建的江苏泰兴红宝丽公司的12万吨装置采用异丙苯共氧化法(CHP)工艺,预计将于2018年年底投产。还有在建的江苏金坛蓝色星球的40万吨装置以及泰兴怡达化学的35万吨装置,都采用的是HPPO工艺,未来新建或拟建装置汇总见表3。从表3中可以看出,除了一套拟建装置采用氯醇法外,其他都采用环境友好的共氧化法或HPPO法。不考虑3套拟建装置,如果表中这些装置都能按期投产的话,到2020年,我国环氧丙烷产能将超过540万吨。


下游增长动力足  未来发展双管齐下


我国环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、碳酸二甲酯、丙二醇以及非离子多元醇基表面活性剂。其中聚醚多元醇对环氧丙烷的需求量占总消费量的80%左右。聚氨酯是目前我国聚醚多元醇最主要的应用领域。

随着世界聚氨酯生产中心往中国转移,以及国内制冷、建筑保温、节能环保、新能源新材料和汽车等产业受到国家政策支持而快速发展,聚氨酯行业迎来黄金发展期,相应聚醚多元醇行业也将得到发展,从而拉动环氧丙烷需求的增长。预计未来一段时间聚醚多元醇仍将是环氧丙烷最大的消费领域。

未未来行业发展应注重两方面的能力提升:
1. 新建装置上下游一体化
世界上较大的环氧丙烷生产厂家均建有上下游一体化装置,例如陶氏不光是主要的环氧丙烷生产商,同时也是主要的聚醚生产商,自己产的环氧丙烷90%以上都用于下游的聚醚生产,只有少量的产品外销。国内可借鉴国外的经验,调整环氧丙烷的上下游结构,延长产业链,实现产业一体化,达到产品价值最大化,增强产品的抗风险能力,使得企业效益最大化。

2. 积极开发新技术
氯醇法工艺对环境污染严重,在目前我国环保趋严的大环境下,氯醇法所占比例在逐年下降。而解决三废和环保方面有很大优势的共氧化法和HPPO工艺越来越受到国内大企业的重视,但是目前共氧化法技术还只掌握在国外几个大的垄断企业手中,国内引进这些专利技术条件比较苛刻,而HPPO法由于工业化时间短,工艺技术还不是很完善,而且需要稳定的双氧水供应,目前装置开工率比较低。相关企业应加大科研投入,尽快让这些环保友好的工艺技术国产化。

虽然氯醇法工艺对环境污染严重,但由于工艺比较简单且成本具优势,所以其他工艺短期内无绝对优势淘汰氯醇法,未来这几种工艺方法会在一段时期内长期并存,但绿色环保的工艺市场份额会越来越多。

内容来源:化工在线 张起飞 龚永强


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