當(dāng)前,國內(nèi)煤制乙二醇產(chǎn)能的迅速增加與下游應(yīng)用過于單一的矛盾加劇,煤制乙二醇裝置的開工負(fù)荷僅為40%。我國乙二醇90%以上應(yīng)用于PET聚酯,相當(dāng)多的聚酯企業(yè)已經(jīng)形成了原油—PX—PTA—PET聚酯—紡織一體化的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。煤制乙二醇往下游PET產(chǎn)業(yè)鏈布局已經(jīng)沒有機(jī)會(huì),那么,煤制乙二醇往下游延伸之路究竟在何方?
聚乙醇酸:市場(chǎng)需求有望向好
聚乙醇酸(PGA)是一種理想的完全生物降解材料,可在1~3個(gè)月內(nèi)完全降解,無毒無害,最終降解產(chǎn)物是二氧化碳和水,在醫(yī)用縫合線、可降解塑料等領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景,PGA切片目前還完全依靠進(jìn)口。
草酸二甲酯(DMO)是煤制乙二醇工藝路線中最重要的中間產(chǎn)品,DMO既可以加氫制乙二醇,也可以加氫制乙醇酸甲酯。 通過更換DMO的加氫催化劑,可以從生產(chǎn)乙二醇轉(zhuǎn)為生產(chǎn)乙醇酸甲酯和乙醇酸,并進(jìn)而生產(chǎn)PGA,國際上工藝技術(shù)路線以乙交酯開環(huán)聚合法為主。
目前,國內(nèi)PGA縫合線生產(chǎn)企業(yè)有幾十家,但大都是從韓國等國家進(jìn)口PGA成品縫合線進(jìn)行再加工。煤制乙二醇生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的PGA如果進(jìn)入縫合線領(lǐng)域,面臨著產(chǎn)品鏈斷層,因?yàn)閲鴥?nèi)還沒有PGA切片紡絲企業(yè),而且PGA切片用于縫合線用量也不多,生產(chǎn)、儲(chǔ)存環(huán)境要求也較高。
PGA的另一類用途是可作為超市購物袋、農(nóng)用薄膜、一次性塑料餐具、快遞包裝袋等。目前,超市購物袋大多采用聚乙烯,其到廠價(jià)格7000多元/噸,目前PGA切片生產(chǎn)成本約為8000元/噸,采用PGA替代或摻混都沒有成本優(yōu)勢(shì)。雖然禁塑令已經(jīng)發(fā)布,但可降解塑料在我國仍處于推廣階段,市場(chǎng)的發(fā)展取決于可降解塑料成本的降低、禁塑令的強(qiáng)制程度。但有一個(gè)基本事實(shí)是,近年來,隨著餐飲外賣、網(wǎng)購快遞等產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,快遞塑料袋使用量連年增長,PGA需求也將看好。
PEN聚酯:工業(yè)應(yīng)用頗有前景
聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是近年發(fā)展應(yīng)用最快的高分子材料之一,其結(jié)構(gòu)與PET相似,但不同之處在于PEN分子結(jié)構(gòu)中是用萘環(huán)代替了PET中的苯環(huán)。萘環(huán)比苯環(huán)具有更穩(wěn)定的共振結(jié)構(gòu),分子鏈剛性更大,結(jié)構(gòu)更呈平面狀,機(jī)械、化學(xué)等性能都更為優(yōu)良,適用于絕緣薄膜、食品熱充注瓶和藥品包裝膜等領(lǐng)域。
PEN合成路線一般以2,6-萘二甲酸或2,6-萘二甲酸二甲酯和乙二醇為原料通過酯化或酯交換反應(yīng)合成單體2,6-萘二甲酸乙二醇酯,再經(jīng)過縮聚反應(yīng)合成PEN。目前掌握工業(yè)化生產(chǎn)PEN技術(shù)的只有日本三菱瓦斯化學(xué)公司、美國阿莫科公司和日本住金化工公司。由于單體2,6-萘二甲酸的生產(chǎn)過程復(fù)雜,生產(chǎn)成本高,國內(nèi)一直沒有生產(chǎn)裝置,原料和價(jià)格卡住了國內(nèi)PEN生產(chǎn)與應(yīng)用。
乙二胺:離工業(yè)化還有距離
乙二胺主要用于農(nóng)藥、醫(yī)藥和多種化學(xué)助劑的生產(chǎn)。它的合成方法主要有二氯乙烷法、乙醇胺化法、環(huán)氧乙烷法、乙烯氨化法等。
從反應(yīng)原理看,乙二醇氨烷基化反應(yīng)是制備乙二胺的理想路線,乙二醇直接制乙二胺成為一種更優(yōu)工藝。巴斯夫公開了一種由乙二醇生產(chǎn)亞乙基胺和乙醇胺的方法,乙二醇的轉(zhuǎn)化率為46%。氫化胺化一步法制備乙二胺是將乙二醇與氨進(jìn)入反應(yīng)器,進(jìn)行氫化胺化反應(yīng),生成乙二胺、水,副產(chǎn)乙醇胺,反應(yīng)后混合物經(jīng)過分離后得到乙二胺。
目前,乙二醇氨化制乙二胺工藝還不成熟,最大的問題是催化劑穩(wěn)定性不好,副反應(yīng)多,難以控制,離工業(yè)化還有很大距離,且國內(nèi)乙二胺的需求量也不大。
1,3-二氧戊環(huán):配套使用難有機(jī)會(huì)
1,3-二氧戊環(huán)是提取劑、鋰電池的電解溶劑、氯基溶劑穩(wěn)定劑、聚甲醛的第二單體,由多聚甲醛或濃縮甲醛與乙二醇反應(yīng)制得。
1,3-二氧戊環(huán)作為預(yù)處理液,對(duì)鋰電極進(jìn)行浸泡處理,消耗量有限。1,3-二氧戊環(huán)作為聚甲醛的第二單體,4萬噸/年聚甲醛裝置需要大約2000噸。目前,國內(nèi)聚甲醛的年產(chǎn)能約為30萬噸,需要1,3-二氧戊環(huán)也就2萬噸。為保證原料價(jià)格穩(wěn)定,聚甲醛生產(chǎn)企業(yè)大都配套生產(chǎn)1,3-二氧戊環(huán),唐山中浩化工有限公司目前正上馬4000噸/年1,3-二氧戊環(huán)項(xiàng)目。
吲哚:國內(nèi)工藝尚未成熟
吲哚為白色晶體,是重要的精細(xì)化工中間體,是生產(chǎn)香料、染料以及防治心血管疾病、神經(jīng)疾病、腫瘤和增強(qiáng)免疫力藥物的重要原料。最重要的用途之一是作為中間體合成色氨酸,用作高效飼料添加劑。吲哚原來主要得自煤焦油,但該工藝不易分離、能耗大,精制工藝也復(fù)雜。
由苯胺和乙二醇合成吲哚是20世紀(jì)90年代中期由日本開發(fā)的一步合成吲哚的新方法。該方法不僅原料價(jià)格低廉、操作工藝簡(jiǎn)單,而且反應(yīng)中沒有無機(jī)鹽等廢棄物的生成,是眾多吲哚合成方法中最為經(jīng)濟(jì)的一種。目前,國內(nèi)存在催化劑開發(fā)和反應(yīng)溫度較高的問題,技術(shù)還不成熟。
PETG、PCTG共聚聚酯:性價(jià)比難盡如人意
PETG、PCTG是對(duì)苯二甲酸、乙二醇以及環(huán)己二醇(CHDM)縮聚而成的共聚聚酯。其中,CHDM含量大于50%的共聚聚酯是PCTG,CHDM含量小于50%的共聚聚酯是PETG。
PETG/PCTG與PET相比較最大的特點(diǎn)是符合環(huán)保和食品FDA認(rèn)證概念,成型產(chǎn)品具備優(yōu)良的透明性、韌性、耐化學(xué)性和易加工性等,可以在食品接觸、化妝品包裝、醫(yī)療器械和藥品包裝應(yīng)用。但CHDM的生產(chǎn)成本較高,直接影響了其下游聚酯產(chǎn)品的性價(jià)比。
乙二醇醚:產(chǎn)能過剩苗頭出現(xiàn)
乙二醇醚作為工業(yè)溶劑,通常由環(huán)氧乙烷和相應(yīng)的無水醇類催化反應(yīng)制得。乙二醇比環(huán)氧乙烷成本低,以乙二醇為原料合成乙二醇醚,反應(yīng)條件溫和,危險(xiǎn)性小。
乙二醇醚系列產(chǎn)品里乙二醇丁醚用量最大,乙二醇單甲醚相對(duì)用量小。乙二醇叔丁醚作為一種新型環(huán)保型溶劑,可用于電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、高檔汽車等塑料用涂料的生產(chǎn),乙二醇叔丁醚用乙二醇和異丁烯為原料生產(chǎn)。目前,山東等地已經(jīng)有四五家公司生產(chǎn)乙二醇叔丁醚,供應(yīng)開始出現(xiàn)過剩。
乙二醛:國內(nèi)產(chǎn)能已經(jīng)過剩
乙二醛又名草酸醛,市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品多是濃度30%~40%的乙二醛水溶液。乙二醛的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有兩種,乙醛氧化法和乙二醇氧化法。乙二醇氧化法具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、初產(chǎn)品濃度高、后處理容易、適于連續(xù)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。綜合比較環(huán)保、質(zhì)量等因素,乙二醇氧化法優(yōu)于乙醛氧化法,代表著乙二醛生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。
目前,乙二醛國內(nèi)產(chǎn)能已過剩,擁有國內(nèi)最大生產(chǎn)能力的湖北羅田宏源藥業(yè)科技股份有限公司,今年已經(jīng)開工建設(shè)10萬噸/年生產(chǎn)裝置。