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71-23-8 / 談談正丙醇的應用

一、正丙醇是什么

正丙醇是:

1、透明液體;

2、具有醇香味;

3、熔點-126.2℃、沸點97.2℃;

4、能與水、醇、醚、烴等多種溶劑混溶,可直接用作溶劑,也可用于合成醋酸正丙酯后再用作溶劑,。

5、正丙醇的化學性質與其他低分子量脂肪族伯醇相似,是一種用途比較廣泛的化工產品;

6、還可被合成正丙胺、二正丙胺等用在農業(yè)領域,或合成各類酯用在食品添加劑、增塑劑、香料等許多方面。

目前被廣泛應用于涂料、油漆、膠黏劑、化妝品、塑料和殺菌劑等產品,也是食品添加劑、飼料添加劑、合成香料、清潔劑、防腐劑和剎車油等多個領域的重要原料。另外,正丙醇在醫(yī)藥中間體領域也有非常重要的用途。

二、中國正丙醇發(fā)展回顧

1、2004年前

生產與開發(fā)比較落后,僅有十余家廠商小規(guī)模生產,多用于化學試劑和溶劑,由于產量較少,因此正丙醇仍主要依賴進口。

2、2004--2008年

諾奧化工5萬噸/年正丙醇裝置投產,填補了國內生產空白。

3、2013年

南京諾奧年產10萬噸正丙醇項目正式建成投產

4、2014年

長春化工(盤錦)有限公司正式建成投產。

三、中國正丙醇市場狀況

各個國家由于化工實際發(fā)展情況的不同,對正丙醇的應用也存在較大的差別。在中國,醋酸正丙酯是正丙醇最大的消費領域,市場需求占比在65%左右,直接用作溶劑的占比僅8%左右,而在美國直接用作溶劑的需求占比較高。

據(jù)了解2018年國內醋酸正丙酯產量在15萬噸左右,占正丙醇總消耗量的65%。醋酸正丙酯主要應用于油墨、彩印、煙草包裝、PTA脫水等行業(yè)。

第二位是醫(yī)藥中間體,預計占正丙醇總消耗量的12%。正丙醇在醫(yī)藥工業(yè)中用于生產紅霉素、丙磺舒、丙戊酸鈉、癲健安、粘合止血劑BCA、丙硫硫胺、2,5-吡啶二甲酸二丙酯等。

第三位是農藥中間體,約占正丙醇總消費量的10%,用來生產農藥胺磺靈、菌達滅、異丙樂靈、滅草猛、磺樂靈、氟樂錄等。

目前,中國正丙醇行業(yè)產能一直穩(wěn)定在14.2萬噸左右(實際產量約12萬噸),近兩三年行業(yè)內沒有新的產能投產,而2018年中國正丙醇消費量已經(jīng)增長至19.50萬噸,中國正丙醇產能規(guī)模遠遠無法滿足中國正丙醇的市場需求,大量需要進口。據(jù)數(shù)據(jù)顯示2018年我國正丙醇累計進口7.58萬噸,以彌補國內市場空缺。

圖-1中國大陸地區(qū)正丙醇下游需求分布圖

談談正丙醇的應用

圖-2中國大陸地區(qū)正丙醇下游區(qū)域分布情況

談談正丙醇的應用

四、我國正丙醇進出口分析

2019年,國內依然保持正丙醇較強的對外依存度。據(jù)數(shù)據(jù)顯示2019年1-5月,我國正丙醇進口量35800噸,1-5月累計出口僅37.49噸,進口遠大于出口。2018年1-5月我國正丙醇進口量累計28900噸,2019年1-5月進口累計同比增長高達23.61%。

談談正丙醇的應用

目前,中國正丙醇行業(yè)生產企業(yè)較少,且采用的生產工藝有兩種,南京諾奧化工有限公司和南京榮欣化工有限公司采用的為乙烯法,長春化工(盤錦)有限公司采用的為異丙醇(2-丙醇)副產法。而美國、德國以及中國臺灣地區(qū)(勝一化工)正丙醇產品各項性能指標較優(yōu);沙索、Oxea等正丙醇品牌在中國市場耕耘多年,樹立了良好的品牌知名度,且進口產品由于規(guī)模化生產優(yōu)勢,產品價格多數(shù)時候低于國內企業(yè)。

隨著正丙醇進口量的增加,給中國本土生產企業(yè)造成了非常大的發(fā)展壓力,同時,由于中國正丙醇價格在國內市場不具備競爭力,中國正丙醇出口規(guī)模一直非常小,出口市場難以打開更加大了中國正丙醇行業(yè)的發(fā)展難度。

尤其在2015至2018年間,原產于美國的正丙醇大量對華出口,數(shù)量從2.8萬噸增長至5.1萬噸。據(jù)估算,2018年1至12月美國正丙醇對中國傾銷的幅度高達154.07%。

五、正丙醇主要原料-正丙醛分析

正丙醛是生產正丙醇、防腐劑原料丙酸、水性聚原酯原料二羥甲基丙酸、樹脂原料三羥甲基乙烷、水處理丙酮肟的主要原料;正丙醛還是生產聚乙烯過程中的阻聚劑,合成樹脂、橡膠的促進劑和防老劑等,也可用做抗凍劑、潤滑劑、脫水劑等;正丙醛廣泛應用于醫(yī)藥、油漆、塑料、香料、橡膠、食品飼料等行業(yè)。

目前全球丙醛產量約為58萬噸,其中美國占五成左右,其它主要集中在德國、中國、南非等國家和地區(qū)。因其化學性質易氧化、易聚合,運輸不便,少有進口。

中國國內表觀消費量約為13萬噸,生產能力為16萬噸/年,主要是諾奧化工有限公司與揚子-巴斯夫有限公司,生產能力分別為12萬噸/年和4萬噸/年,兩家公司生產工藝均為羰基合成法。

前者丙醛主要用于加工正丙醇,后者主要用于加工丙酸。

六、正丙醇相關產品-丙酸

丙酸是重要的精細化工和基本化工原料,廣泛應用于食品、飼料、橡膠、塑料、油漆、徐料、香料、醫(yī)藥、農藥、印刷等領域。

在廣泛使用的三大防腐劑苯甲酸、丙酸、山梨酸中,丙酸是世界上公認的最經(jīng)濟實惠、安全有效的食用性防腐劑。丙酸可有效抑制霉菌、桿菌,且對人畜基本無害,被廣泛應用于谷物、飼料和食品的防腐保鮮中。

另外,丙酸也是重要的精細化工原料。用丙酸可制取有機化工原料及中間體丙酸酐、丙酰氯、α-氯丙酸、2,2-二氯丙酸和α-溴丙酸等。

全球丙酸生產能力約為43萬噸/年,年產量為35萬噸左右,美國和德國是丙酸生產大國,其產量約占全球丙酸總產量的90%以上。

中國丙酸企業(yè)目前主要有揚子巴斯夫(3萬噸)和淄博隆邦化工(1萬噸),總產能在4萬噸左右。

消費結構為:60%用于谷物和飼料保存劑、食品保鮮劑,20%用于除草劑敵稗和禾樂靈等的原料,20%用于生產香料和香精等。

國內丙酸60%用于谷物和飼料保存劑、食品保鮮劑,20%用于除草劑敵稗和禾樂靈等的原料,20%用于生產香料和香精等。

七、正丙醇下游產品-醋酸正丙酯

醋酸正丙酯是涂料、油墨、清漆、香精香料及各種樹脂的優(yōu)良溶劑,還可用于生產粘合劑、光學膜。醋酸正丙酯已開始逐步在凹版印刷油墨中替代甲苯和丁酮。

75%的醋酸正丙酯被用于油墨、彩印;20%被用于煙包;PTA脫水占用量的5%左右。

表-2中國大陸地區(qū)醋酸正丙酯生產企業(yè)匯總表

談談正丙醇的應用

國內醋酸正丙酯裝置約為8套,總產能約為13萬噸。

其中宜興市凱欣化工主要是針對電子行業(yè),醋酸正丙酯價格較高,對市場影響不大。另外,南京烏江化工擁有2萬噸/年的正丙醇,原料供給穩(wěn)定,因此工廠開工平穩(wěn)。

2003年南京烏江化工投產我國第一套醋酸正丙酯生產裝置,年產能僅0.6萬噸,在隨后幾年中,南京烏江化工建立其子公司南京榮欣化工,其正丙酯生產能力也不斷擴大至2.5萬噸。

此后,我國醋酸正丙酯裝置開始進入爆發(fā)性增長階段,至2018年底,我國醋酸正丙酯總產能達到16萬噸/年。

2010-2018年,我國醋酸正丙酯總產能增速放緩,增速為12%。除去市場需求增量不明顯因素外,外采原料正丙醇難度較大,也是影響醋酸正丙酯擴產速度的原因之一。

在產品生產方面,我國醋酸正丙酯生產技術水平穩(wěn)定,但受制于原料供應緊缺,醋酸正丙酯裝置利用率低。

八、正丙醇下游產品-溴丙烷

工藝1-溴丙烷由正丙醇與氫溴酸反應而得:將氫溴酸加入濃硫酸中,再加入正丙醇,加熱回流0.5h。于70-75℃將生成的溴丙烷全部蒸出,然后用濃鹽酸洗,再用碳酸鈉中和至pH為7。用無水硫酸鈉干燥,過濾,濾液蒸餾,收集69-74℃餾分,得溴丙烷。

工藝2-由正丙醇與溴化鈉反應而得:將正丙醇和水;溴化鈉一起加熱至回流,保持69-72℃滴加硫酸,加畢,繼續(xù)回流2h。蒸餾,收集68-100℃餾出液,用碳酸鈉溶液洗至中性,再蒸餾,收集68-76℃餾出液即溴丙烷。另外,在紅磷存在下,正丙醇與溴反應也可制備溴丙烷。

2018年中國大陸地區(qū)溴丙烷生產企業(yè)匯總表

談談正丙醇的應用

國內溴丙烷年產能在4萬噸左右,2018年產量約為2.7-3.2萬噸,其中約40%用于出口。

主產區(qū)在山東濰坊一帶,占國內總產能的86%左右,此外華東、華南有約20家廠家,產能在500噸/年以下者居多。

溴丙烷主要用于有機合成,是農藥和電子清洗劑的原料,是合成染料和香料的中間體。其中農藥在溴丙烷下游消費中所占比重最大,約占國內表觀消費量的75%,清洗劑和中間體各占其表觀消費量的17%和8%。

九、正丙醇下游產品-正丙胺

以正丙醇為原料,在催化劑鎳-銅-氧化鋁(Ni-Cu-Al2O3)作用下,在190±10℃溫度下進行反應,脫氫生成丙醛,與氨加成脫水得亞胺,通過丙醇和氨的比例控制,再加氫可得產品正丙胺。目前國內正丙胺產能18000噸。

談談正丙醇的應用

2018年國內正丙胺表觀消費量僅在7500噸左右,其9成需求集中在農藥行業(yè),其余涂料、紡織品、樹脂整理劑、合成香料、飼料添加劑、石油添加劑、防腐等行業(yè)占比10%。

十、正丙醇在涂料行業(yè)中的應用

1、毒性

人們至今尚未發(fā)現(xiàn)一類不燃燒、不爆炸、無毒、對皮膚無傷害的理想的工業(yè)溶劑。無著火爆炸危險的溶劑往往對生理有毒害;對生理無毒的溶劑卻很容易著火。

熔點、沸點、蒸氣壓、蒸氣密度的高低以及溶劑的蒸發(fā)速度都決定著溶劑侵入人體的難易;溶劑對水和脂肪的溶解性能或分配系數(shù)則決定了溶劑通過呼吸、消化道或皮膚被吸收的難易程度。

根據(jù)溶劑對健康的損害分類,正丙醇屬第1類:弱毒性溶劑。

2、作為涂料溶劑重要特性

A、相容性

所選擇的溶劑與體系其他溶劑的相容性一定要好。正丙醇與其他溶劑的相容性好。

B、溶解力

溶劑對特定樹脂應具備一定的溶解力。正丙醇對丙烯酸樹脂/醇酸樹脂等具備相當好的溶解力。

C、沸點

與其他溶劑的沸點匹配十分重要,不應與體系中其他溶劑相差太大。正丙醇沸點: 97.2’C,與涂料用主要溶劑的沸點匹配。

揮發(fā)速率

所選擇的溶劑與體系中其他溶劑揮發(fā)速率必須匹配。正丙醇揮發(fā)速率: 0.89,相當適中。

中國正丙醇在涂料中應用不廣原因:由于含羥基且強氫鍵作用,涂料本身用醇類溶劑不多;正丙醇以往生產商少,價高且波動大;生產商推廣力度不夠。

十一、醋酸正丙酯在涂料行業(yè)中的應用

醋酸正丙酯:

1、可以與幾乎所有有機溶劑混溶,微溶于水;

2、對油脂的溶解性極強,可以很好的溶解除棕櫚油以外所有天然油脂,也能溶解硝酸纖維素、酚醛樹脂、乙烯基樹脂等,但不溶解醋酸纖維素;

3、在膠粘劑,涂料生產中用作溶解松香、硝酸纖維素、聚苯乙烯,聚丙烯酸酯、 PU、NBR、SBS的主溶劑或助溶劑;

4、對多種金屬鹵化物如氯化銅,氯化汞,氯化鐵等有很好溶解性。

5、醋酸正丙酯和醇類溶劑組成的混合溶劑的溶解性會大增,如與乙醇的混合溶劑。可以溶解較難溶解的苯二甲酸樹脂等。

醋酸正丙酯作為緩和快干劑用于彈性版和凹版印刷油墨,特別用于降烯烴

和聚酰胺薄膜印刷;也是我國GB2760-86規(guī)定為允許使用的香精香料溶劑。

醋酸正丙酯作為涂料溶劑重要特性

A、相容性

所選擇的溶劑與體系其他溶劑的相容性一定要好。醋酸正丙酯與其他溶劑的相容性好。

B、溶解力

溶劑對特定樹脂應具備一定的溶解力。醋酸正丙酯對丙烯酸樹脂/醇酸樹脂等具備相當好的溶解力。

C、沸點

與其他溶劑的沸點匹配十分重要,不應與體系中其他溶劑相差太大。沸點: 101.6’C,與涂料用主要溶劑的沸點匹配。

D、揮發(fā)速率

所選擇的溶劑與體系中其他溶劑揮發(fā)速率必須匹配。揮發(fā)速率: 2.1,相當適中。將醋酸正丙酯當成涂料主溶劑靠譜。

前景分析

近幾年來隨著涂料、噴漆、油墨、膠粘劑等行業(yè)的快速發(fā)展,以及隨著國家環(huán)保要求的不斷提高,下游行業(yè)對在環(huán)境中不容易降解的三苯類溶劑都在限量使用,代之以醋酸酯類的溶劑,所以醋酸酯類產品的市場需求量在不斷增長。

近年來在下游涂料、噴漆、油墨、膠黏劑等行業(yè)發(fā)展的帶動下,以及國家環(huán)保政策趨嚴的情況下,低毒的正丙醇消費量持續(xù)增長。正丙醇的應用優(yōu)勢比較明顯,未來隨著涂料行業(yè)環(huán)保要求的不斷提高,正丙醇有望替代正丁醇、異丙醇、醋酸酯成為涂料領域最為重要的一種溶劑,市場發(fā)展前景明朗。

最近幾年,隨著環(huán)保型溶劑消費量的逐年增加,正丙醇市場需求也呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。但由于國產正丙醇供給不足,我國正丙醇的進口量從2008年1.7萬噸左右增長到2012年3.8萬多噸,2012年進口依存度達到了40%左右。

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