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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,正丙醇在醫藥中間體領域也有非常重要的用途。
1、2004年前
生產與開發比較落后,僅有十余家廠商小規模生產,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。
各個國家由于化工實際發展情況的不同,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。
第二位是醫藥中間體,預計占正丙醇總消耗量的12%。正丙醇在醫藥工業中用于生產紅霉素、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,中國正丙醇行業產能一直穩定在14.2萬噸左右(實際產量約12萬噸),近兩三年行業內沒有新的產能投產,而2018年中國正丙醇消費量已經增長至19.50萬噸,中國正丙醇產能規模遠遠無法滿足中國正丙醇的市場需求,大量需要進口。據數據顯示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中國大陸地區正丙醇下游需求分布圖
圖-2中國大陸地區正丙醇下游區域分布情況
2019年,國內依然保持正丙醇較強的對外依存度。據數據顯示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%。
目前,中國正丙醇行業生產企業較少,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(勝一化工)正丙醇產品各項性能指標較優;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,且進口產品由于規模化生產優勢,產品價格多數時候低于國內企業。
隨著正丙醇進口量的增加,給中國本土生產企業造成了非常大的發展壓力,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的發展難度。
尤其在2015至2018年間,原產于美國的正丙醇大量對華出口,數量從2.8萬噸增長至5.1萬噸。據估算,2018年1至12月美國正丙醇對中國傾銷的幅度高達154.07%。
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藥、油漆、塑料、香料、橡膠、食品飼料等行業。
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。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。
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。
醋酸正丙酯是涂料、油墨、清漆、香精香料及各種樹脂的優良溶劑,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中國大陸地區醋酸正丙酯生產企業匯總表
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,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,原料供給穩定,因此工廠開工平穩。
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定,但受制于原料供應緊缺,醋酸正丙酯裝置利用率低。
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年中國大陸地區溴丙烷生產企業匯總表
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%。
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。
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,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、防腐等行業占比10%。
1、毒性
人們至今尚未發現一類不燃燒、不爆炸、無毒、對皮膚無傷害的理想的工業溶劑。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。
揮發速率
所選擇的溶劑與體系中其他溶劑揮發速率必須匹配。正丙醇揮發速率: 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。
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、揮發速率
所選擇的溶劑與體系中其他溶劑揮發速率必須匹配。揮發速率: 2.1,相當適中。將醋酸正丙酯當成涂料主溶劑靠譜。
近幾年來隨著涂料、噴漆、油墨、膠粘劑等行業的快速發展,以及隨著國家環保要求的不斷提高,下游行業對在環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、膠黏劑等行業發展的帶動下,以及國家環保政策趨嚴的情況下,低毒的正丙醇消費量持續增長。正丙醇的應用優勢比較明顯,未來隨著涂料行業環保要求的不斷提高,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,市場發展前景明朗。
最近幾年,隨著環保型溶劑消費量的逐年增加,正丙醇市場需求也呈現持續增長態勢。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。