异丙醇：产能快速扩张消费低速增长
□ 江苏省化工行业协会 马建平
异丙醇，又名仲丙醇、二甲基甲醇、2-丙醇，属正丙醇同分异构体。异丙醇为无色透明可燃性液体，有与乙醇、丙酮混合物相似的气味，可溶于水、醇、醚、苯、氯仿等多数有机溶剂。异丙醇是一种性能优良的有机溶剂，广泛用作油漆、油墨、农药、合成树脂、电子工业的溶剂，以及抽提溶剂、涂料溶剂、脱蜡溶剂、虫胶溶剂，也是涂料、油漆的悬浮液和分散液，汽车抛光涂料、塑料彩印油墨的最好稀释剂。异丙醇还是生产多种有机化合物的重要中间体，可用作合成甘油、乙酸异丙酯以及丙醇等，还广泛用作石油燃料的防冻添加剂，用于汽车和航空燃料等方面。此外，异丙醇还可用于制造杀菌剂、杀虫剂、清洁剂和消毒防腐剂等，可以单独使用，也可以和其他醇、表面活性剂并用，在农药、电子工业、医药、涂料、日用化工以及有机合成领域具有广泛的用途。
丙酮法生产工艺异军突起
传统工业化异丙醇生产方法为丙烯水合法，其又可分为丙烯间接水合法和丙烯直接水合法二种，其中间接水合法已经淘汰，目前应用的主要是直接水合法。在丙烯直接水合法中，丙烯在催化剂存在下直接发生水合反应生成异丙醇，同时副产正丙醇。丙烯直接水合法可分为气相直接水合法、液相直接水合法和气液混相水合法三种，其中气相直接水合法以德国维巴公司开发的维巴法为代表，液相直接水合法以日本德山曹达公司溶液催化法为代表，而气液混相法则以德士古德国公司的离子交换树脂法为代表。在三种方法中，维巴气相直接水合法是目前世界上生产异丙醇的主要方法之一，我国锦州石化公司即采用此法进行生产。该法采用磷酸/硅藻土为催化剂。与间接水合法相比，该技术方法选择性好，副产物少，丙烯总转化率可达97％，生成异丙醇的选择性可达98％～99％，设备的腐蚀和污染问题大为改善，同时流程短，设备简单，且经过改进可用于生产乙醇。但不足之处是采用了对平衡不利的高温低压反应条件，致使转化率较低，大量未反应的丙烯需循环使用，能耗较高；同时为了减少副产物的生成量，原料丙烯质量分数要求在99％以上。
近年来，基于酚酮联产过量丙酮以及大批新建氯碱装置所产出氢气的原料可供性，以及丙酮与异丙醇之间价格差所形成的经济性，丙酮法（即丙酮加氢法）工艺异军突起，迅速发展为我国异丙醇主流生产工艺之一，与丙烯法成双足并立之势。在该工艺中，丙酮与氢在催化剂作用下，发生加氢反应而生成异丙醇。在一定温度与压力下，丙酮的转化率可达99.9%，异丙醇的选择性可达99.9%。生产每吨产品需消耗约1.01吨丙酮和0.04吨氢气。其反应温度在170～200℃左右，压力约为4.0MPa。该法由于生产成本低，工艺流程短，特别在企业拥有丙酮和氢气资源条件下，综合成本要比其他工艺低得多。中石化抚顺石油化工研究院拥有该项技术工艺专利，北京化工研究院等拥有专用催化剂技术。
产能快速扩张 产量稳步提高
我国异丙醇生产技术的研究开发始于20世纪60年代初期，1977年锦州石化公司炼油厂(原锦州石油六厂)建成投产一套2.0万吨丙烯气相直接水合法生产异丙醇的装置，1992年10月扩至5万吨，1999年又扩至10万吨。兰州炼油化工总厂炼油一厂曾采用丙烯间接水合法建成一套600吨生产装置，因工艺落后，生产成本高，缺乏市场竞争力而于1994年6月停产。2005年底，我国首套中压丙烯直接水合法生产异丙醇的工业装置在山东海科化学工业有限责任公司开车成功，生产能力为3.0万吨，产品质量达到国标优级品标准。该工业化装置采用中科院大连化物所开发的丙烯水合专用催化剂和丙烯直接水合制异丙醇工艺，2011年初扩至6万吨。
2010年之后，我国异丙醇产能开始快速扩张，这主要缘于丙酮加氢法工艺的兴起。2011年更是有多家企业的生产线投产，其中包括建德建业有机化工3万吨、德州华鲁恒升1万吨、浙江新化化工6万吨、江苏盐城苏普尔6万吨，使得国内异丙醇产能从16万吨翻番至32万吨。而丙醇法产能也占到全国异丙醇总产能的一半以上。2012～2013年，江苏张家港飞翔、珠海长成、山东荷泽玉皇化工等新建装置及苏普尔、华鲁恒升等都有扩产计划，浙江新化化工股份有限公司也计划在盐城新建一套年产能6万吨的装置。预计到2015年我国异丙醇产能将超过40万吨。
随着异丙醇产能的不断增长，其产量也逐年攀升，2006年异丙醇产量突破10万吨，2007年开始稳定在12万吨以上，2011年进一步增长到15万吨。随着2011年多套投产异丙醇装置产能的释放，预计2012年我国异丙醇产量将再创新高。
虽然近年来我国异丙醇产能快速增长，但装置较之国外企业仍偏小。总体来说，我国异丙醇产能规模最大的锦州石化也仅为10万吨，丙酮法中苏普尔计划中也只是将其产能扩至12万吨，而国外企业中壳牌产能为48万吨，美国埃克森美孚为38万吨，美国陶氏化学为28万吨，沙索烯烃和表面活性剂公司为23万吨。
消费市场低速稳步增长
目前，我国异丙醇主要用作油墨、涂料和制药工业过程中的溶剂或萃取剂，其消费量约占异丙醇总消费量的71％。在涂料中，异丙醇主要用作惰性溶剂以减少贮存和运输过程中的可燃性等。“十一五”期间，我国涂料产量由2005年的508万吨增长至966.63万吨，年均增速18.03%，2011年，产量突破千万吨，达到1079.51万吨，成为世界第一大涂料生产国。与此同时，涂料行业也开始了由大转强的征程，转型升级与结构调整的步伐明显加快，涂料向高档化方向发展，国外许多大型涂料生产商纷纷在我国投资建设高档涂料生产装置，加上交通、汽车和建筑等行业快速发展的拉动，涂料行业的增长也将延续。预计“十二五”期间我国涂料行业产量仍将保持年均10%以上的增速，其对异丙醇的需求也将呈现较快的增长势头。
在制药方面，异丙醇主要用作抗生素、维生素萃取剂和药品胶囊清洗剂等。目前我国已成为世界最大的化学原料药生产国和出口国，近年来一直保持着较高的增速。2010年，我国化学原料药的产量达到221.5万吨，同比增长13.98%；2011年，产量更是达到289.87万吨，同比增速升至23.33%。此外，中成药生产保持着最高的增速。2010年，全国生产中成药199.77万吨，同比增速21.63%；2011年产量增至238.5万吨，增速升至33.96%。
在油墨中，异丙醇主要用作水基涂料的助剂和稀释剂。醇溶油墨能够解决甲苯类油墨对健康所产生的危害以及溶剂残留影响包装食品质量等问题，近年来醇溶油墨已经发展成为一种趋势。“十一五”期间，我国油墨产量由2005年的29.7万吨增长至59.00万吨，年均增长19.73%，成为全球第二大生产国。随着国内包装品、广告、出版等行业迅速发展，对油墨产品的需求也大幅度增加，相应对异丙醇的需求量也将不断增加。预计“十二五”期间，我国油墨仍将保持15%左右的年均增速。
在化学中间体领域，我国异丙醇主要用于生产异丙胺、异丙醚以及一些酯类，其消费量约占异丙醇总消费量的22%。我国传统的医药、农药行业出口势头看好，医药原料和中间体也有相当量的出口，因此该领域对异丙醇的需求量将保持稳定增长的势头。
异丙醇在其他方面的应用主要包括电子工业清洗剂、汽车防冻液、消毒剂、洗涤用品、日化产品等，其消费量约占异丙醇总消费量的7%。其中电子工业清洗剂是全球异丙醇消费增长最快的领域之一。我国目前虽然已经成为世界电子电器元件的主要生产基地，但异丙醇在该领域的应用才刚刚起步，发展潜力巨大。
我国异丙醇在许多领域的应用还没有得到有效开发。比如，异丙醇具有很强的杀菌能力，消毒适用范围与乙醇相同，杀菌能力优于乙醇，在国外多用于皮肤以及医疗器械的消毒，还可用于假肢等的消毒，在一些国家是美容院等公共场所使用最广泛的消毒剂。但我国却很少作此类应用，即便在各类杀菌消毒剂竞相争艳的SARS期间也很少应用。
从区域来看，我国异丙醇生产和消费主要集中在沿海地区，特别是华东与华南地区。新建丙酮加氢产能集中在华东地区下游涂料、油墨、制药、农药、专用化学品及电子工业发达的苏、浙、鲁等省份。
多年来，我国异丙醇消费量一直保持着稳步低速增长态势，从2001年的13.46万吨增长到2007年的23.09万吨。2008年受经济危机影响，消费量小幅下滑，直到2010年才超过2007年水平。2007～2011年年消费增长率仅1.6%，远低于之前5年5%的增长速度。预计“十二五”期间我国异丙醇消费量仍将保持低速稳步增长，到2015年将达到30万吨左右。
虽然近年来我国异丙醇产能快速扩张，产量也连年增加，但每年仍需大量进口。据海关统计，1998年我国异丙醇的进口量只有4.60万吨，2000年增加到5.46万吨，2002年进一步增加到7.6l万吨，2004年达到10.73万吨，2005年进一步增加到11.19万吨，创历史最高水平。2006年由于国内产量的增加，进口量下降到9.58万吨，随后随着国内消费量的增加，进口量开始回升，2011年国内产能翻番、产量明显提高后，进口量出现下降。2012年上半年净进口量达到4.51万吨，预计全年将再次超过10万吨。不过，随着国内产能，特别是新增丙酮加氢装置产能利用率的提升，预计今后几年我国异丙醇净进口量将呈下降趋势。2001～2011年我国异丙醇供需变化情况见图１。
产能过剩风险开始显现 投资需谨慎
异丙醇属精细化工产品，具有市场前景好、投资效益高等特点，加之一直供不足需，利润率较高，近年来吸引了众多企业与投资者进入到该行业，特别2010年以来丙酮加氢工艺的兴起，国内产能快速扩张，市场竞争趋于加剧，行业风险也将逐步凸显。一是产能过剩问题开始显现。目前国内产能已超过需求总量，加之进口产品的竞争，造成目前装置开工率明显不足。二是原料供应问题应引起关注。目前丙酮法产能已投产10多万吨，加上在建、拟建项目，将达到20万吨左右。以80%的开工率计，每年所需丙酮原料也将达到16万吨左右，而目前我国丙酮总产能约40多万吨，除保证传统溶剂需求以及快速增长的双酚A、MMA等生产需求外，能否足量提供异丙醇生产值得关注。三是市场风险。丙酮法工艺的兴起源于近年来丙酮与异丙醇之间的市场价格差，一旦价格差距缩小或逆转，该工艺将失去经济可行性，因此，各地新建项目应更为谨慎。
同时，为解决逐渐显现的产能过剩问题，应加强研究，大力开发一些新的、潜力市场，如电子工业清洗剂、杀菌消毒剂应用等。