李彩俠
【摘 要】環(huán)氧乙烷(ethylene oxide)是乙烯工業(yè)衍生物中僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要化工產品,是一種重要的基本有機化工原料和合成中間體。環(huán)氧乙烷廣泛應用于生產乙二醇、乙醇胺、乙二醇醚溶劑、非離子表面活性劑、農藥乳化劑以及醫(yī)藥中間體、油田化學品等精細化學產品。本文分析了乙二醇、乙醇胺等環(huán)氧乙烷下游產品的生產、應用及研究開發(fā)現(xiàn)狀,提出了國內環(huán)氧乙烷下游產業(yè)發(fā)展的建議。
【關鍵詞】環(huán)氧乙烷;下游產品;乙二醇;乙醇胺
與發(fā)達國家相比,我國環(huán)氧乙烷下游產品結構失衡,種類遠少于國外,許多種類產品都依賴進口。國內環(huán)氧乙烷行業(yè)應提升技術水平與核心競爭力,促進環(huán)氧乙烷消費結構的調整,加快對環(huán)氧乙烷下游產品的研究開發(fā),完善環(huán)氧乙烷下游精細化工產業(yè)鏈,以保證我國環(huán)氧乙烷工業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。
1.環(huán)氧乙烷主要下游產品
1.1乙二醇
乙二醇(ethylene glycol)是重要的化工基礎原料,主要用于生產聚醋纖維(滌綸)、不飽和聚醋樹脂、非離子表面活性劑,還可用作防凍劑以及有機化工中間體等。環(huán)氧乙烷生產乙二醇,是環(huán)氧乙烷最主要的應用,消費量約占環(huán)氧乙烷產量的70%。目前乙二醇的生產技術主要有環(huán)氧乙烷非催化水合法、環(huán)氧乙烷催化水合法、碳酸乙烯醋法和合成氣法等。
1.2乙醇胺
乙醇胺(Ethanolamine)是氨分子中的氫被經乙基取代而生成的化合物,是氨基醇中最重要的產品,產量占氨基醇總產量的90%-95%。乙醇胺可分為一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺,由于乙醇胺分子中同時具有氮原子與經基,因此兼有胺與醇的化學性質。
1.3聚醚類
聚醚是一類重要的非離子表面活性劑,由環(huán)氧乙烷和含有活潑氫原子的疏水物質縮合而得,屬于環(huán)氧乙烷的第二大衍生物,廣泛應用于日用化工、紡織助劑和石油等行業(yè)。
聚醚作為高分子表面活性劑具有高分子的特性和表面活性劑的雙重性能。在聚醚制備過程中,起始劑可以是多元醇、單元醇和胺類。由于起始劑的不同及聚合方式的不同,可以得到一系列不同起始劑、不同性能的高分子聚合物。
1.4乙二醇醚類化合物
乙二醇醚類化合物是環(huán)氧乙烷的重要衍生物,主要包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、三乙二醇丁醚等。由于乙二醇醚類分子內含有醚鍵和經基,具有優(yōu)異的性能,被廣泛用作溶劑、噴氣燃料防冰劑、剎車液和化學中間體等。目前有50%以上的乙二醇醚類被用作各種工業(yè)過程中的溶劑,其中以乙二醇丁醚及其乙酸醋的需求量最大。
1.5嗎琳
嗎琳(morpholine)又稱嗎啡琳。嗎琳帶有仲胺基團,能與無機酸反應生成鹽,與有機酸反應生成鹽或酞胺,可進行烷基化反應,還可與環(huán)氧乙烷、酮反應或進行Willgerodt反應。嗎琳是制備多種化工產品的中間體,最重要的應用是生產橡膠助劑,如硫化促進劑等,此外還可用于抗氧劑、緩蝕劑和防垢劑、清潔劑和拋光劑、醫(yī)藥、紡織助劑、芳烴萃取劑以及制造強酸性離子交換樹脂、速凝油墨、油漆、表面活性劑、農藥、合成熒光增白劑、催化劑等。
1.6氮化膽堿
氯化膽堿(choline chloride),全稱是氯化三甲基經乙基銨,20世紀50年代以來廣泛應用于醫(yī)藥工業(yè)及飼料添加劑。
1.7乙烯利
乙烯利(ethephon),化學名稱為2一氯乙基麟酸,具有促進器官的脫落和衰老、調節(jié)性別轉化、抑制細胞伸長和催熟果實等作用,同時價格低廉、使用方便,廣泛應用于蔬菜、水果、橡膠、棉花和煙草等作物,有良好的應用前景。
1.8三輕乙基異氛尿酸醋
三經乙基異氰尿酸醋,又名賽克(THEIC ),與梭酸、酸配、鹵化酞基反應可生成醋,與二元酸反應可生成三維結構的聚醋等。三經乙基異氰尿酸醋廣泛應用于絕緣漆、涂料、增塑劑、膠勃劑、固化劑、橡膠等領域。
1.9乙基纖維素
經乙基纖維素(Hydroxyethyl cellulose)簡稱HEC,其水溶液能與大多數(shù)水溶性膠和水溶性樹脂混溶,經次價鍵或化學鍵結合得到清晰、均勻的高翻度溶液,可與阿拉伯膠等水溶性樹脂互溶,與明膠、淀粉、PVA等部分混溶。
2.我國環(huán)氧乙烷下游產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1環(huán)氧乙烷產能產量不足,下游產品大量依賴進口
目前國內環(huán)氧乙烷產能產量嚴重不足,無法滿足國內對乙二醇等環(huán)氧乙烷深加工產業(yè)快速增長的需求。與此同時,國外乙二醇及聚醋的消費增長放緩,使得國外乙二醇產品大量輸入國內,形成了國內需求過度依賴國外進口的局面,給國內環(huán)氧乙烷或乙二醇生產裝置帶來了巨大的競爭壓力和潛在風險。另外,環(huán)氧乙烷的下游產品,特別是乙二醇、乙二醇醚和乙醇胺等產品的進口量遠遠超過了國內的生產量,已經形成了國外對我國相關產品的傾銷局面。
2.2上下游產地分布不均衡,物流運輸制約下游發(fā)展
我國環(huán)氧乙烷產地主要集中在江蘇、上海、北京、吉林等地,形成了北方多南方少,東部多西部少的分布不均的局面;而環(huán)氧乙烷下游產品的生產地主要集中在廣東、遼寧、江蘇、山東、上海、湖北、浙江、陜西、北京、天津等省市,其中廣東、山東、湖北、浙江、陜西、天津等地環(huán)氧乙烷原料主要依靠北料南運和東料西調,而環(huán)氧乙烷運輸能力有限、風險較大且費用較高,這些遠離原料產地的企業(yè)一方面面臨著環(huán)氧乙烷資源無法保證的風險,一方面在擴大生產規(guī)模時受到限制,面臨成本升高的壓力。
2.3下游產品結構不夠合理,產品工藝研發(fā)能力薄弱
國內環(huán)氧乙烷的消費比例中乙二醇占了70%以上,遠遠高于發(fā)達國家和地區(qū)的消費比例。而乙二醇基本上是由環(huán)氧乙烷聯(lián)產而得,說明國內環(huán)氧乙烷精深加工產業(yè)發(fā)展滯后,產業(yè)結構不夠合理,高技術、高附加值品種開發(fā)十分薄弱。從品種上看,日本已有環(huán)氧乙烷下游產品5000余種,而我國僅有300多種,許多市場需求強勁、附加值高的環(huán)氧乙烷衍生產品只能依賴進口。目前我國還沒有建立和形成環(huán)氧乙烷精深加工產品工藝技術研發(fā)基地和科研集群,沒有一個以環(huán)氧乙烷精深加工為核心業(yè)務的國家級工程技術中心。
3.建議
目前我國環(huán)氧乙烷產能產量呈逐年增加態(tài)勢,而且其下游市場前景廣闊,但我國環(huán)氧乙烷下游產業(yè)存在著不少問題,針對我國目前環(huán)氧乙烷下游產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,有以下建議:
3.1合理規(guī)劃布局,科學發(fā)展環(huán)氧乙烷及其下游產品產業(yè)
在進行擴大環(huán)氧乙烷規(guī)模建設的同時,合理規(guī)劃環(huán)氧乙烷下游產業(yè),就近安排環(huán)氧乙烷深加工項目選址,盡量實現(xiàn)環(huán)氧乙烷管道輸送,實現(xiàn)規(guī)模化,解決運輸和原料價格成本問題。
3.2加大研發(fā)力度,適當擴展環(huán)氧乙烷下游產品應用領域
國內研究機構及高校,應進一步加大環(huán)氧乙烷下游產品的研發(fā)力度,加速開發(fā)環(huán)氧乙烷下游產品在新領域的應用。在現(xiàn)有基礎上爭取建立以環(huán)氧乙烷精深加工為核心業(yè)務的1個國家級工程技術中心和多個省市級工程技術中心。
3.3加快吸收引進,早日實現(xiàn)關鍵技術的國產化
加快吸收消化從國外引進的技術,特別是環(huán)氧乙烷/乙二醇聯(lián)合裝置、乙醇胺裝置以及乙二醇醚裝置等的技術吸收消化,實現(xiàn)關鍵技術和裝備的國產化。在吸收消化的基礎上,與自身技術研發(fā)相結合,真正實現(xiàn)并完善技術一生產一應用的有效產業(yè)鏈,促進國內環(huán)氧乙烷及其下游產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。