1,4-丁二醇是一种重要的有机和精细化工原料,主要用于生产四氢呋喃(THF)、γ-丁内酯(GBL)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚四亚甲基乙二醇(PTMEG)和聚氨酯(PU)等,此外,还可用于制备维生素B6,生产N-甲基吡咯烷酮(NMP)、己二酸、缩醛和1,3-丁二烯,用作生产医药和农药的中间体,用作溶剂、涂层树脂、增湿剂,柔软剂、链增长剂和交联剂等,在医药、化工、纺织、造纸、汽车和日用化工等领域用途十分广泛。目前已经实现工业化的生产方法主要有Reppe法、正丁烷/顺酐法、丁二烯法和环氧丙烷法等,其中Reppe法和正丁烷/顺酐法是生产1,4-丁二醇最主要的两种生产方法,此外还开发出生物转化法和1,2-环氧-3-丁烯选择性水解直接制1,4-丁二醇等新方法。
国内产能猛增
截至2012年4月底,我国1,4-丁二醇的总产能已经达到50.4万吨,占世界总产能的25.27%,其中采用Reppe工艺的产能为29.0万吨,占总产能的57.54%;采用环氧丙烷/烯丙醇法的产能为3.6万吨,占7.14%;采用正丁烷/顺酐法的产能为17.8万吨,占35.32%。山西三维集团股份有限公司是目前我国最大的1,4-丁二醇生产厂家,占总产能的29.76%;其次是新疆美克化工有限责任公司,占11.90%;第三是南京蓝星化工新材料公司,占10.91%。2012年我国1,4-丁二醇主要生产厂家情况见表1。
由于投资和技术门槛逐渐降低、下游需求发展迅速以及生产区域失衡等多方面因素的影响,今后几年我国仍将有多套新建或者扩建1,4-丁二醇装置陆续建成投产。近年我国1,4-丁二醇计划新增产能统计见表2。
预计到2015年,我国1,4-丁二醇的总产能将超过150.0万吨,供需矛盾将得到彻底解决,产能将出现过剩,市场竞争将十分激烈。
表1 2012年我国1,4-丁二醇主要生产厂家情况 万吨
生产厂家名称 | 产能 | 生产工艺 |
山西三维 | 7.5 | 改良Reppe法 |
山西三维 | 7.5 | 引进技术,Davy顺酐酯化加氢工艺 |
新疆美克化工 | 6 | 天然气乙炔,Reppe法 |
南京蓝星化工 | 5.5 | 引进技术,Davy顺酐酯化加氢工艺 |
台湾大连化工 | 3.6 | 环氧丙烷/烯丙醇法 |
陕西比迪欧化工 | 3 | 改良Reppe法 |
四川天华 | 2.5 | 引进技术,改良Reppe法 |
福建湄州湾氯碱 | 3 | 引进技术,改良Reppe法 |
云南云维 | 2.5 | 改良Reppe法 |
东营胜利中亚化工 | 3.5 | 顺酐酯化加氢,Davy二代工艺 |
佳泰石油化工 | 1.3 | 引进技术,Davy-McKee工艺 |
河南开祥 | 4.5 | 国内技术,改良Reppe法 |
合计 | 50.4 |
表2 近年我国1,4-丁二醇计划新增产能统计 万吨
公 司 | 新增产能 | 计划投产时间 |
河南开祥 | 4.5 | 计划2013年开车 |
四川天华 | 6 | 计划2012年第三季度开车 |
重庆建峰化工 | 6 | 计划2013年开车 |
陕西比迪欧化工 | 10 | 计划2013年开车 |
河南鹤煤 | 10 | 一期5.0万吨计划于2012年上半年开车 |
甘肃利友能源 | 5 | — |
新疆美克化工 | 10 | 计划2013年开车 |
川维-韩国SK-英国BP | 20 | 计划2014年底或2015年初开车 |
仪征化纤 | 10 | 计划2012年开车 |
东营胜利中亚化工 | 5.5 | 计划2012年开车 |
重庆和友碱胺 | 13 | — |
国电英力特 | 10 | 计划2012年开车 |
山东淄博嘉周 | 5 | 计划2012年开车 |
南京蓝星化工 | 5.5 | 计划2012年开车 |
山西宇丰能源 | 5 | — |
山西临汾银光 | 5.5 | 计划2012年开车 |
浙江华晨 | 5.5 | 计划2012年开车 |
陕西德林 | 6 | — |
内蒙古东源 | 6 | — |
陕西延长石油 | 10 | 计划2015年开车 |
合计 | 158 |
PBT成为消费亮点
近年来,我国1,4-丁二醇的表观消费量随着下游衍生产品PBT树脂和氨纶等行业的发展而不断增加。2011年我国1,4-丁二醇的表观消费量为36.7万吨,同比增长6.4%,产品主要用于生产PBT、THF、GBL 和PU等领域。2006~2011年我国1,4-丁二醇的供需情况见表3。
表3 2006~2011年我国1,4-丁二醇的供需情况万吨
年份 | 产量 | 净进口量 | 表观消费量 | 产品自给率/% |
2006 | 9.8 | 6.8 | 16.6 | 59 |
2007 | 12.8 | 10.6 | 23.4 | 54.7 |
2008 | 15.4 | 10.8 | 26.2 | 58.8 |
2009 | 22.5 | 8.9 | 31.4 | 71.6 |
2010 | 26 | 8.5 | 34.5 | 75.4 |
2011 | 29 | 7.7 | 36.7 | 79 |
在国内需求增长及国际经济复苏的双重拉动下,我国纺织服装业率先走出金融危机的低谷,进而带动了对氨纶的需求。氨纶行业的健康发展,拉动了对PTMEG及THF的需求增长。2011年,我国THF对1,4-丁二醇的需求量达到16.0万吨,占总消费量的43.60%。PBT是我国1,4-丁二醇第二大下游消费领域,汽车工业和电子工业的快速发展有效地拉动了聚氨酯产业的发展,从而带动了对1,4-丁二醇需求的增长。2011年我国PBT对1,4-丁二醇的需求量达到9.7万吨,约占总消费量的26.43%。GBL是我国1,4-丁二醇的第三大消费领域,2011年对1,4-丁二醇的需求量达到5.3万吨,约占总消费量的14.44%。作为1,4-丁二醇传统的消费领域,聚氨酯浆料(鞋底原液、合成革等)等领域也保持了较好的发展,2011年对1,4-丁二醇的需求量达到4.6万吨,占总消费量的12.53%。1,4-丁二醇在增塑剂、医药和农药中间体、溶剂、涂层树脂、增湿剂,柔软剂、链增长剂和交联剂等其他领域的消费量为1.1万吨,占总消费量的3.0% 。
今后几年,我国对1,4-丁二醇的需求量仍将稳步增长。其中THF/PTMEG仍是消费的重点,但其受氨纶行业的影响较大。目前我国氨纶行业已经进入成熟期,PTMEG的需求增长将逐于平稳,对THF的需求增长也将趋缓,因此,THF对1,4-丁二醇的需求将保持较为平稳的增长。GBL的市场容量有限,且进入者较多,未来竞争会异常激烈。聚氨酯合成革浆料、鞋底料市场增长空间也不容乐观。
PBT凭借其特殊的物理性能在节能灯具、汽车用工程塑料领域迅速普及,其各种改性料应用更加广泛,未来一段时间内将是1,4-丁二醇用量增长最快的下游产品。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是生产降解塑料材料中的佼佼者,用途极为广泛,可用于包装、餐具、化妆品瓶、一次性塑料用品、农用薄膜、化肥缓释材料等领域,应用广泛,该产品有可能成为今后1,4-丁二醇下游发展的一个亮点。此外,1,4-丁二醇在热塑性聚酯弹性体橡胶(TPEE)、热熔胶、多元醇等领域都有应用,而且这部分用量也正在不断增长,但目前国内产不足需,主要依靠进口。由于受到技术要求高、产品型号复杂、与产品应用联系紧密等因素的影响,这些新型产品普遍具有较高的进入门槛,因此未来较长的时间内将具有良好的市场空间,这将给具有原料优势、技术优势、资金优势的1,4-丁二醇生产企业实现转型、培育新兴业务带来契机。预计到2015年,我国对1,4-丁二醇的总需求量将达到约60.0万吨,而届时的产能将超过150.0万吨,产能大大过剩,将由过去的净进口国变成世界主要的出口国。
规避市场风险
(1)近年来,世界1,4-丁二醇的生产技术发展较快,工艺路线多且不断地改进创新,但世界主流的生产工艺仍是Reppe法、丁二烯法、环氧丙烷法、正丁烷/顺酐直接加氢法以及正丁烷/顺酐酯化加氢法等。在考虑新建或扩建1,4-丁二醇生产装置时,应根据原料资源优势采用相应的生产技术,同时联产THF、GBL以及PTMEF等一体化装置,以取得较好的经济效益。在有乙炔的地区可采用Reppe法,在正丁烷资源丰富的地区,可采用正丁烷/顺酐法。同时也应该正视各地正丁烷的资源情况,充分考虑原料正丁烷供应的风险,不宜盲目发展。也可以探索在现有顺酐装置的基础上,进行技术改造,实现顺酐溶液不需分离,精制工序到1,4-丁二醇的可能性,以降低生产成本,增强市场竞争力。
(2)由于我国拥有较为廉价的电石原料,使得Reppe法1,4-丁二醇在我国仍具有较好的经济性,但随着国家限制高耗能行业发展和节能减排政策的逐渐施行,顶计未来Reppe法1,4-丁二醇所占比例将会有所下降。而正丁烷/顺酐法投资低、产品质量好、废物排放少、可联产THF和GBL并可控制产品比例,顶计将会得到较快发展。
(3)2009年以前,我国1,4-丁二醇产不足需。近几年,由于各种技术的竟争和引进技术成本的降低以及各生产企业对1,4-丁二醇生产工艺技术的逐渐掌握,1,4-丁二醇行业的技术壁垒已不复存在,国内有多套新建或扩建装置建成投产,产能得到较大发展。今后还将有多套大型装置建成投产,未来供大于求的局面将更加严重,市场竞争将更加激烈,投资建设需更加谨慎。
(4)1,4-丁二醇的传统应用领域发展空间有限,应加大产品新应用领域的开发力度,重点要开发在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以及热塑性聚酯弹性体橡胶(TPEE)等方面的应用,以扩展消费量。另外,还可以通过提升技术水平和产品质量,积极扩大出口,以规避市场风险。
(5)新建装置最好配套THF和GBL建设。因为生产THF无需高浓度的1,4-丁二醇,可有效地利用二级品1,4-丁二醇和残渣回收的1,4-丁二醇,在1,4-丁二醇和THF或1,4-丁二醇和GBL联合生产运行正常后,再生产附加值更高的聚四甲撑乙二醇醚或NMP等产品,形成精细石油化工产品主链,以获得更大的经济效益。
(6)国家有关部门应加强产业运行监测,适时发布产业政策、供求等信息,积极引导社会资金投向,加大结构调整力度,综合运用节能环保等标准,提高准入门槛,推进技术改造,淘汰落后产能,以避免1,4-丁二醇的重复建设,造成资源的重大浪费。