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GMT市场:苯酚市场与技术分析

[2015-06-19]

1.概述


    苯酚,俗称石炭酸,是一种重要的有机化工原料,是丙烯的重要衍生物之一。常温下为无色晶体,微溶于水而易溶于有机溶液。主要用于生产双酚A、酚醛树脂、己内酰胺、己二酸、苯胺、烷基酚以及水杨酸等,此外还可以用作溶剂、试剂和消毒剂等,在合成纤维、合成橡胶、塑料、医药、农药、香料、染料以及涂料等方面也具有广泛的应用。近年来,随着电子通讯、汽车工业和建筑等行业的迅猛发展,导致双酚A和酚醛树脂的需求量大幅度增长,从而带动了苯酚需求的强劲增长。


    据统计,全球苯酚2012年产能为1067t/a,产量929t,消费量941t。估计2013年产能为1 147t/a,消费量977t。预计2015年和2020年全球苯酚消费量将分别达到1044t1212t2010-2015年和2015-2020年均消费增长率将分别达2.8%3.0%


    2013年我国9家苯酚生产厂,合计产能164.0t/a,同年产量118.5t,表观消费量1 55t,预计2016年消费量将达184.0t


2.生产技术现状及发展动向


    异丙苯法在世界苯酚生产工业中占主导地位,是目前较成熟的工艺。截止2010年,全球近97%的苯酚是通过异丙苯生产的。异丙苯制苯酚/丙酮工艺技术专利商有KBRGE/LummusSunoco/UOP和日本三井化学等。各公司在转让技术参数上存在差异,但工艺流程基本一致,总体水平也非常接近,表明该工艺已开发得非常成熟。下面予以较详细的介绍。


2.1 KBR技术


    KBR公司的苯酚技术工艺较为典型,其烷基化合成工艺流程见图1。该工艺除从异丙苯产出高纯度苯酚和丙酮外,还可回收副产物α-甲基苯乙烯(AMS)和苯乙酮(AP)。在该工艺中,异丙苯用空气氧化成CHP的效率高达95%以上,CHP被浓缩,并在酸催化剂存在下高产率(大于99%)地分解为苯酚和丙酮。AMS加氢为异丙苯,用于循环氧化或回收。KBR苯酚工艺具有低能耗、低单耗、低排放、运行成本低和装置安全等特点。



2.2 UOP技术


    UOP在异丙苯氧化分解技术也有独到之处,在氧化单元上采用了典型的低压,氧化、双反应器的流程,有利于提高装置的生产能力和降低运行成本;提浓单元采用预闪蒸罐和膜式蒸发器,有效地防止CHP的分解;使用高效活性炭吸附回收异丙苯技术,减少了原料单耗:使用紧急水喷淋,可取消氧化防爆膜;分解单元采用两步分解工艺,第一反应器为全返混反应器,控制CHP的转化率达到约98%,剩余的近2%CHP在第二个反应器中分解;AMS加氢单元采用双塔加氢工艺,异丙苯的反应选择性高。


2.3 Ineos技术


    Ineos苯酚工艺技术主要集中在CHP分解反应部分,是Ineos苯酚的专利技术。新的分解工艺(见图2),浓CHP首先进入混合器中,与加有均相催化剂的一级分解反应器分解产物按一定比例混和,混和器按不同混和比例送出两股CHP浓度不等的物料,分别进入一、二级分解器,进入一级分解反应器进行低温分解,进入二级分解反应器的进行高温分解。同时,进入二级分解反应器混和物料CHP浓度控制在6.4%,因此在第二分解反应时,可达到最高的反应温度115℃,而无需添加额外的CHP浓缩物。



2.4技术发展动向


    目前,异丙苯法苯酚生产工艺的重点主要集中在开发新型催化剂、完善分解工序和提纯工序,以降低副产物量,提高苯酚纯度,并向降能、无废、少废、不联产丙酮技术的方向发展。


    ExxonMobil开发了由环己基苯法生产苯酚的主要工艺,环己基苯可采用苯直接加氢烷基化生产,也可以通过苯与环己烯直接进行烷基化制得,或将苯进行原位选择脱氢生成环己烯,再与苯炕基化或还原烷基化制得。环己基苯与含氧化合物(如空气)反应,生成过氧化氢环己基苯,然后分解为苯酚和环已酮。


    日本三井化学和旭化成公司一直在研究苯经环己烯制苯酚工艺,其过程是将苯加氢得到环己烯和少量环己烷,然后环己烯氧化或水合生成环己酮、环己醇的混合物,再脱氢得到苯酚。该工艺的关键是控制苯的加氢反应,使主要产物为环己烯。旭化成公司已于上世纪90年代实现了苯选择加氢制环己烯的工业化生产,但该工艺要打通全流程,生产苯酚产品,还面临许多挑战,例如高效催化剂的开发、将环己烷和环己烯有效分离等。另外该工艺的技术经济性也有待提高。


    采用新型异丙苯氧化的NI-n)lN-羟基邻苯二甲酰亚胺)和苯直接氧化制苯酚的研究结果分别见表1和表2



    我国苯酚生产已全部采用异丙苯法工艺。近年来主要针对装置中运行时产生问题做了某些技术改进。例如,中沙天津石化苯酚装置在开车初期出现脱烃塔顶重组分苯酚,塔底轻组分异丙苯和α-甲基苯乙烯超标现象。在不能改变脱烃塔内件结构情况下,采用了增加u型液封管、连续等级控制改进脱烃塔控制指标,使塔顶及塔底的产品质量满足下游装置的要求。改进前后操作数据对此见表3


3.国内外市场动向


    据统计,2012年全球苯酚产能为1067.3t/a,产量928,6t,消费量940.5t2013年估计值以及2015年和2020年的预测值表4



    20121067.0t/a产能统计中,美国274.7t/a,占25%-7%;西欧253.0t/a,占23.7%;日本87.0t/a,占8.2%;除日本外的亚洲地区358.8t/a,占33 .600,其它地区93.8t/a,占8.8%


    2012940.5t消费量的分布表明,最大用途是双酚A,占45.7%;酚醛树脂其次,占28%;尼龙原料KA油占13.5%;烷基酚和其它用途分别占3.8%9.0%。全球苯酚供需及预测见表5



    2013年我国9家苯酚生产厂,合计产能约164.0t/a,其中高桥石化25.0t/a.中沙天津22 0t/a、北京燕山石化16.0t/a、惠州惠信化工12.5t/a、吉林石化9.O万t/a.蓝星化工哈尔滨7.5t/a、山东利华益维远化工22.O万t/a、扬州建滔化工实业20.0t/a、江苏台湾长春化工30.0t/a


    2013年我国苯酚消费构成为:酚醛树脂66.7t,占43%;双酚A 34.1t,占22%;水杨酸和壬基酚(含烷基酚)各18.6t,各占12%;其它用途17.0t,占ll%。近年来供需状况见表6。预计2016年我国苯酚需求量将达184t



4.结语


    近年来随着我国苯酚新建装置的陆续建成投产,苯酚国内自给率不断刷新,从2009年的49.2%上升至2013年的76.7%。然而,由于普遍看好苯酚产业,拟新建装置还在不断增加,据不完全统计,大约还有10家企业打算新建和扩建苯酚装置,这些装置总计产能达234.5t/a,显然势必造成产能的过剩。


    此外,针对如何提升现有苯酚生产企业的经济效益,业内人士出招将异丙苯、苯酚和双酚A连成一体化的建议值得关注。一体化既可减少物流成本,也有利于能源和副产资源综合利用,也是国外生产企业的一种发展策略,值得借鉴。


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