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国内外丁辛醇市场及技术发展分析

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国内外丁辛醇市场及技术发展分析

随着需求的增长和技术的不断突破，世界丁辛醇产能已经接近800万吨/年,下游产品应用不断拓展和细化，支撑丁辛醇产业的继续发展。中国是世界上丁辛醇产业发展居前列的国家，2010年产能已达158.5万吨/年，但依然产不足需,国内企业新扩建积极性较高，预计到2013年还将有超过130万吨的新增产能。中国丁辛醇市场的需求潜力同样让其他生产大国垂涎,因此企业在增产的同时，更应注重低能耗、低成本、新技术的开发应用，着力提高产品竞争力。
丁辛醇是重要的基本有机化工原料，主要产品是正丁醇和辛醇。正丁醇主要用于生产丁醛、丁酸、丁胺、醋酸丁酯、丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯等有机化工产品，还被用作油脂、药物、香料的萃取剂，也可直接用作溶剂，在化工、医药、石油化工等方面具有广泛的用途。异辛醇俗称辛醇，主要用于生产邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、对苯二甲酸二辛酯(DOTP）、己二酸二辛酯（DOA）等增塑剂和丙烯酸辛酯、表面活性剂等,可用作照相造纸涂料和纺织等行业的溶剂，柴油和润滑油的添加剂，陶瓷行业釉浆分散剂、矿石浮选剂、消泡剂、清净剂等。
一、世界丁辛醇供需情况
(一）生产能力
2010年，世界丁醇的生产能力为399。5万吨/年。丁醇产能主要集中在美国、西欧、中国，其中美国是最大的丁醇生产国，产能为110。3万吨/年，占世界产能的27.6％;而中国是丁醇发展最快的地区，产能从2003年的22万吨/年增加到2010年的61。5万吨/年,年均增长率25％。
2010年，世界辛醇的生产能力为399。8万吨/年，产能集中在美国、西欧和日本,生产布局较为分散。世界前4位辛醇生产商是中国石油、美国Oxea集团、韩国LG集团和德国BASF公司，全球98％的辛醇产能采用丙烯羰基合成法生产。
2010年世界正丁醇、辛醇主要生产企业产能情况见表1。

(二)下游消费
1.正丁醇
世界正丁醇消费比较集中,2010年世界丁醇产量为360。1万吨，需求量为358。3万吨，目前美国、西欧和日本消费量分别占总消费量的比例为34。2％、37。0％和11。3％，这3个国家和地区的丁醇市场已基本成熟,需求增长较缓,亚洲等其它地区由于供应缺口较大，需求增长迅速.
正丁醇主要用途是生产用于工业的丙烯酸正丁酯，少量用来生产醋酸酯和乙二醇醚，它还直接用作溶剂.2010年世界正丁醇消费结构见表2.

丙烯酸正丁酯：该产品由丙烯酸与正丁醇反应制得,主要用于丙烯酸树脂。丙烯酸正丁酯的价格比丙烯酸乙酯略高，但具有较好的防潮性，从而成为室外涂料的首选。由于建筑用漆的消费量较大,近年来丙烯酸正丁酯行业迅速发展。
醋酸正丁酯：该产品广泛用于木材和汽车表面涂料，我国城乡建设、通讯器材、影视产品、交通车辆、文化体育用品、医药产业、食品化工、生活家具等领域快速发展,加之特殊化学品、印刷油墨、聚合物产品、橡/塑助剂、高档涂料及胶粘剂、人造革等生产扩展,使醋酸正丁酯的需求不断增长。
直接溶剂：由于对芳香烃和氯代烃的替代增加，正丁醇用于表面涂料的数量也呈现增长趋势.预计2011—2015年正丁醇用于溶剂的消费量将以年均2.2%的速率增长。
乙二醇醚（乙二醇丁醚）：由于该产品是水基涂料水相和有机相之间的链偶剂，因此倍受青睐。它是乙二醇甲醚、乙二醇乙醚及其醋酸酯的替代物，但由于担忧上述产品的毒性,使用量逐渐减少.丙二醇丁醚作为乙二醇醚的替代物也正在增长。
其他应用包括纺织品生产和刚性聚氯乙烯抗冲改性剂的生产，还可用于增塑剂、氨基树脂和正丁胺的生产。
2。辛醇
辛醇消费比较分散，2010年世界辛醇产量和需求量均为383。1万吨，美国、西欧和日本消费量分别占总消费量的10.8%、20。6%和11.3%。在其它地区中，亚洲(尤其是中国)消费量较大.西欧、美国和日本产能都有一定过剩，西欧是辛醇主要的出口地区，中国是主要的进口国。
不同地区辛醇的消费结构存有差异，美国、西欧和日本辛醇主要消费在增塑剂和丙烯酸辛酯方面，消费比例最大的是增塑剂，其消费构成见表3。

邻苯二甲酸增塑剂:该产品约占世界辛醇消费总量的75%，用于增塑PVC。邻苯二甲酸二辛酯（DOP）是一种用于柔性PVC的通用增塑剂，决定辛醇衍生物的生产量。由于担忧DOP有致癌因素，欧洲、日本、美国已禁止在儿童玩具、儿童用品和与食品接触的塑料材料和制品中使用DOP.为此,DOP在国外消费量有一定下降，基于壬醇、癸醇的增塑剂获得新的市场份额。由辛醇得到的其他增塑剂有偏苯三酸三辛酯（TOTM）和己二酸二辛酯（DOA)，其主要用于电线和电缆以及食品包膜。2011-2015年，预计辛醇用于此类增塑剂的消费量以年均2.9％的速率增长。
丙烯酸辛酯（丙烯酸2-乙基己酯）：该产品约占世界辛醇消费总量的14％，主要以单体形式用于乳胶漆的丙烯酸树脂，专门用于室外涂料，主要集中在美国生产。2011—2015年，预计辛醇用于丙烯酸2-乙基己酯的消费量以年均4。0%的速率增长.
其他应用包括采矿化学品、表面活性剂和柴油燃料改性剂等也在不断地增长。
二、国内丁辛醇供需情况
(一）供需现状
2010年,我国正丁醇生产能力约为69。5万吨/年，辛醇生产能力约为89万吨/年，具体生产企业产能统计见表4。国内最大的正丁醇生产企业是中石油旗下的吉林石化，产能为12万吨/年，采用Davy液相低压铑法；最大的辛醇生产企业是中石化旗下的齐鲁石化，产能为25。5万吨/年，同样也采用Davy液相低压铑法。

我国丁辛醇供应一直存在较大缺口,尽管产能在逐年增长,但需求增势强劲,自2008年开始自给率逐年下降。2010年，正丁醇自给率由2008年的66。9%降至48。6％，辛醇自给率由67。3%降至59。4％.近年我国正丁醇、辛醇供需情况见表5、6.

国内进口正、异丁醇进口主要来源地区是俄罗斯、美国、日本以及新加坡，辛醇进口地主要为韩国、沙特阿拉伯、日本以及印度尼西亚.
（二）拟在建装置情况
未来我国丁辛醇生产能力的增长主要来自大乙烯项目的下游配套装置，2013年之前可以形成有效生产能力的新建项目，新增产能或将在130万吨/年以上,详见表7。

随着新建装置的开车投产，我国丁醇、辛醇供需矛盾有望得到缓解,既能弥补国内自给不足，又有利于增强国产丁辛醇对抗进口资源的冲击、抵制市场无序炒作,这些新装置陆续投产将为今后几年丁辛醇下游产业的发展带来新的机遇。
（三）下游行业消费情况
1.丁醇
近年来，国内对丁醇的需求量年均以两位数增长。国内丁醇主要用作涂料溶剂，还用来生产丙烯酸丁酯（制造涂料和粘合剂用树脂的单体）和醋酸丁酯（用于涂料、粘合剂和油墨的溶剂）。预计未来5年间我国丁醇的消费量将以年均大约5%-6%的速率增长，丙烯酸丁酯需求的强劲增长将是推动丁醇消费增长的主要动力。
2010年，我国正丁醇消费量为115万吨，其中醋酸丁酯是最大的下游用户，消耗正丁醇47.1万吨，占正丁醇总消费量的40。9％;其次是丙烯酸丁酯，消耗丁醇43.1万吨，占37。5%,详见表8。
2。辛醇
2010年，国内辛醇消费量约为103.6万吨，主要用于生产增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）和丙烯酸辛酯，对辛醇的消耗量分别为是85万吨和10万吨。近几年下游行业发展迅速，对辛醇的需求增加，预计未来5年间我国对辛醇的消费量将以年均约3%的速率增长。2010年国内辛醇下游消费情况见表9。

三、丁辛醇生产工艺介绍
工业化生产丁辛醇有3种工艺，分别为发酵法(只能生产丁醇)、乙醛缩合法(只能生产丁醇）以及丙烯羰基合成法（可生产正丁醇、异丁醇、辛醇），其中羰基合成法是目前丁辛醇主流生产工艺。
（一）发酵法
该工艺生产原料为粮食或其他淀粉质农产品,经水解得到发酵液,在丙酮—丁醇菌的作用下发酵得到丙酮—丁醇和乙醇的混合物，然后经精馏分离即得到相应产品.该法设备简单、投资少,但消耗粮食多，生产能力小，因而发展受限。
随着生物技术工程的发展,近年来采用固定化细胞生产丁醇、丙酮的生产能力已有很大的提高。预计未来原料供应将会更加多样化，各种木质纤维素原料将在丙酮、丁醇生产中大量使用，丁醇的产量将会有更大的提高。
（二）乙醛缩合法
乙醛在碱性条件下进行液相缩合制得2—羟基丁醛，然后经脱水成为丁烯醛（俗称巴豆醛），丁烯醛再经催化加氢制得正丁醇。此法操作压力低，无异构生产,但流程长、步骤多、设备腐蚀严重，生产成本较高，该工艺基本被淘汰，目前只有少数厂家采用此法生产.
（三）丙烯羰基合成法
丙烯羰基合成法，又称氢甲酰化法，首套工业化装置于1944年建成投产.该工艺是通过丙烯与合成气进行氢甲酰化反应生成正丁醛和异丁醛，丁醛催化加氢得到正丁醇和异丁醇；丁醛经缩合脱水生成2—乙基己烯醛，然后催化加氢得到辛醇.
由于该技术的大规模工业化应用，使得丁辛生产技术实现很大飞跃，无论在产品质量、产品性能还是在产能扩大、生产成本等方面,都优于发酵法和乙醛缩合法,从而奠定了该技术的领先地位.通过改变原料品种,该路线还可以生产C4羰基合成衍生物--戊醛和2-丙基庚醇，使得装置技术的灵活性更高。
羰基合成法又有高压钴法、中压法(改良钴法、改良铑法）、低压法（低压铑法）.由于高压钴法污染大、能耗高，已被逐渐淘汰，目前世界主要的丙烯羰基合成法为中压法（以鲁尔技术为代表，1984年开发，1988年工业应用）、低压法(以Davy技术、巴斯夫技术、三菱技术为代表,于1976年工业应用）,目前国内羰基合成丁辛醇装置均采用低压羰基合成工艺.
四、丁辛醇产业发展前景
从全球丁辛醇的产能增长与下游需求情况来看，需求最旺、增长最快的市场为亚太地区，而亚太地区发展最快的是中国，因此中国是未来几年最具发展潜力的市场。丁辛醇产能的增长同样集中在中国，中国不仅具有高速增长的市场优势，而且能保证系列原料供应的相对稳定，以此可以推断,未来几年中国丁辛醇市场的变化格局将会直接影响全球市场.
（一）规模化生产
目前世界丁辛醇供需基本平衡，但是亚洲尤其是中国的消费量却不断增加，由于国内产不足需，因此大量进口产品补充缺口，对我国丁辛醇行业今后的发展造成一定的威胁.目前我国丁辛醇单套装置生产能力较小，应尽快采用先进技术对现有装置进行技术改造，逐步提高生产规模和工艺技术水平,力促使单套装置的生产规模达到20万吨/年以上，规模效益有利于低成本控制的实施，增强我国丁辛醇在国内外市场中的竞争力。
（二）工艺及原料成本
我国丙烯资源紧缺,建议国内丁辛醇企业将丙烯供应多元化，充分利用国际丙烯资源，发展本国丁辛醇产业.此外,神华宁夏煤业集团公司煤基烯烃项目MTO装置投料试车成功,标志着全球首套煤制烯烃工业化核心技术在我国成功应用，煤制烯烃将成为丙烯供应的新来源。从丙烯的稳定供应考虑，煤制烯烃可以满足丁辛醇原料需要，但是配套煤制烯烃装置投资大、周期长，同时还要考虑另一种烯烃产品—-乙烯的综合利用，若该路线规划合理，烯烃综合利用,将对我国综合开发煤制烯烃下游产品产生重大意义。
(三)新技术开发
目前国内羰基合成丁辛醇生产装置全部采用国外生产技术,我国多家研究单位已研制出多种催化剂体系，正丁醛与异丁醛之比较高，并且催化剂活性和选择性经检验可以满足生产需要。
除了羰基合成催化剂，还应深入开展丁辛醇成套生产技术的开发。并加大下游新产品开发力度,从现有规模低档次的竞争逐渐上升到精细化水平的竞争，增强我国丁辛醇竞争力。