国内正丁烷法顺酐驶入快行道
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中国顺酐行业产能利用率有所提升,国外需求扩大,国内市场出现下滑1、顺酐概况顺酐,全称顺丁烯二酸酐(MaleicAnhydride,MA),又名2,5—呋喃二酮。
顺酐具有明显的刺激性酸味,易升华,易燃,易溶于水,常温下为无色针状结晶体,是一种重要的有机化工原料。
醋酐、顺酐、苯酐为三大有机酸酐,其中顺酐被广泛的应用于油漆、油墨、工程塑料、不饱和聚酯树脂、医药、农药、饲料、工程塑料、油品添加剂等多行业的生产过程中。
2、顺酐行业现状顺酐行业生产工艺正处于升级换代过程中。
新兴正丁烷法工艺具有经济、环保方面的优势。
而传统苯法顺酐因其高污染与高成本等劣势,逐渐被正丁烷法生产工艺所替代。
近年来苯法顺酐,大批产能闲置或退市,2019年产能规模下降至102.5万吨,未来有进一步下滑的趋势。
目前正丁烷氧化法顺酐产能占比45%。
自2017年以来,国外市场顺酐出现复苏的迹象,2019年顺酐出口总量为8.1万吨,行业产量占比9%。
国外市场的复苏支撑了国内顺酐行业的发展。
根据中国海关数据显示,2019年我国顺酐进出口主要国家及地区主要集中在日本、美国、韩国、以及德国地区。
2019年我国顺酐行业产量为90.7万吨,进口量为0.03万吨,出口量为8.01万吨,国内顺酐行业表观消费量达到为82.72万吨。
如下图所示:近几年,国内顺酐产品平均价格整体呈现V字形走势,2014年顺酐产品平均价格9647元/吨,到2016年下滑到5646元/吨,随后反弹,到2018年顺酐产品平均价格达到了7954元/吨。
2019年受产业景气度的影响,国内顺酐价格大幅回落,年度均价降幅超过10%。
2018年我国顺酐市场规模约67.26亿元,同比2017年的55.8亿元增长了20.54%。
2019年受国内产品价格下滑以及需求萎缩的影响,2019年我国顺酐市场规模下降至56.69亿元。
顺酐的主要用途及国内市场现状顺酐的主要用途及国内市场现状顺酐主要应用于玻璃钢行业的原料不饱和聚酯树脂(UPR);加氢类产品中的1,4-丁二醇(BDO)、四氢呋喃(THF)和γ-丁内酯(GBL);也应用于涂料、润滑油添加剂、农药、酒石酸、琥珀酸及酐、四氢苯酐、改性松香等方面。
不饱和聚酯树脂(UPR):是热固型树脂的主要品种之一,由于其优良的机械性能、电性能和耐化学腐蚀性能,且加工工艺简便,因此应用广泛。
目前中国可以生产400余个牌号的UPR,主要品种包括邻苯型、间苯型、对苯型、双酚A型等,按用途和功能分类包括通用树脂、耐化学品树脂、阻燃树脂、浇注树脂、柔性树脂、人造大理石、BMC 与DMC树脂、装饰类树脂和特种树脂等。
中国的UPR市场中,增强类(玻璃钢用)树脂比例只占40,,而用于非增强类树脂的比例高达60,,在非增强类树脂中工艺树脂占34,,纽扣树脂占24,,人造大理石占19,。
UPR行业一直都是顺酐最主要的消费领域,通常占顺酐总消费量的40,~50,,而中国由于顺酐下游产品用途相对较少,其应用在UPR 行业的比例更是高达70,以上。
据报道,2003年中国UPR产量已超过72万吨,消费量突破85万吨,已成为世界最大的UPR消费国。
近几年,中国UPR行业一直保持高速增长,平均年增长幅度达到27.6,,这极大地激励和支撑了中国顺酐行业的发展。
在一般牌号的UPR生产原料中,顺酐所占比例为14,,17,。
据预测,2007,2008年间全国UPR产量将达到110万吨/年,以后将在110万吨/年上下波动,到2009年将消费顺酐约22万吨/年。
加氢类产品:顺酐在加氢类产品(包括BDO、THF和GBL等)中的应用,特别是在新型热塑性工程塑料聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和作为氨纶原料的聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)中的应用,是过去10年间乃至今后较长一段时间内,能够大幅拉动全世界顺酐产品迅速增长的主要因素。
据统计,2004年全世界顺酐总年产能为159万吨,其中用于生产BDO、THF和GBL等产品的产能为41万吨/年,比例高达25.79,,我国在这方面的差距还很大。
正丁烷法顺酐现状及发展顺酐是一种常用的基本的重要有机化工原料,是世界上仅次于苯酐的第二大酸酐原料,且其下游产品有着相当广泛的开发和应用前景,顺酐的用途随着下游产品的开发越来越广泛。
顺酐广泛用于合成树脂、润滑油添加剂、医药、食品添加剂、1,4—丁二醇(BDO)、γ—丁内酯(GLB)、四氢呋喃(THF)、丁二酸、富马酸等一系列重要的有机化学品和精细化学品。
1.国内外顺酐生产工艺概况顺酐生产工艺按原料路线基本分为苯氧化法、正丁烷氧化法两种主要生产方法。
按生产工艺技术氧化反应部分分为固定床与流化床,后处理回收部分分为水吸收与溶剂吸收。
1.1国外顺酐生产概况国外目前占主导地位的是以正丁烷为原料的生产路线,国外正丁烷法顺酐装置产量约占85%以上,苯法顺酐装置产量约占15%以下。
美国全部顺酐生产装置均完成了从苯法到正丁烷法的过渡,这与美国采油和炼油工业高度发达有关。
油田和炼厂为顺酐企业提供了大量价格低廉的C4原料,在成熟而且发达的市场经济环境中,资本追逐利润的原动力有力的促进了这个原料路线的转变过程。
近几年,美国国内顺酐产能增长速度放慢,而将目标瞄准了油气资源丰富价格低廉的中东地区。
例如,美国顺酐生产商Huntsman公司与沙特合资在沙特建设9万吨正丁烷法顺酐装置。
欧洲地区顺酐的产能绝大部分集中在经济发达、化学工业技术也十分先进的西欧地区。
至2002年代表欧洲顺酐先进生产技术的的西欧各国已初步完成了苯法向正丁烷法的转变。
欧洲地区顺酐的产能目前基本处于维持现状的停滞状态。
1.2国内顺酐生产概况国内顺酐生产装置仍以苯法原料路线为主,正丁烷法占总产能15%。
由于我国资源的特殊性,煤资源较丰富,焦炭产量大,煤化工的下游产品焦化苯产量较大,使苯法生产顺酐比重较大。
进几年,随着我国石化行业快速发展和炼油能力提高,C4资源逐步得到综合利用,西气东输使液化气作为民用燃料的消耗量逐年减少,这使得正丁烷法顺酐得到了快速发展的空间;另一方面,随着煤化工的发展和技术提升,以及环保方面的要求,加氢苯、萃取苯产量逐步增大,焦化苯产量逐年减少,纯苯价格上涨较快,使苯法顺酐的利润空间越来越小,纯苯与液化气的差价使正丁烷法顺酐的优势逐步显现出来。
正丁烷法制取顺丁烯二酸酐流程设计化81队曾永超,徐克,沈宇丰,杨千里摘要:本文从安全和能源角度入手,尝试设计出正丁烷制顺酐流程图。
首先利用文献中已经提供的反应动力学模型进行模拟计算,并用Unisim软件进行全流程的模拟,以证明分股进料、循环物流这两个设计的经济性、安全性。
而后对本过程的安全要素进行分析,参考已经发生过的事故,设计控制结构来提高安全性能、消除安全隐患。
最后得到整个工艺流程图。
关键字:正丁烷;顺丁烯二酸酐;流程设计;安全顺丁烯二酸酐(顺酐)是仅次于苯酐和醋酐的世界第三大有机酸酐,由于其很强的反应性能,它是合成树脂以及精细化工产品的重要原料。
目前它的生产方法主要包括苯氧化法、C4氧化法、正丁烷法。
而正丁烷法因为其原料便宜、高碳原子利用率、低污染、低毒性已成为世界主流的方法(4)。
而我国的正丁烷制取顺酐工艺刚刚起步,目前国内的反应装置主要是列管式固定床反应器。
本文首先从经济角度考虑,论证分股进料、循环物流能够提高经济效益。
而后从安全角度考虑,设计控制结构和安全装置。
最后给出最后的工艺流程图。
流程简介工艺流程如下图所示,加氢后的正丁烷经过蒸发,与已经过滤、与循环空气混合的新鲜空气混合,平均分成三股后注入固定床反应器。
反应器周围用熔盐循环控制热量,而熔盐带走的热量在熔盐冷却塔用公共水系统吸收。
换热系统有两个耦合的换热回路。
经过反应的气体经过气体冷却塔到的分离单元。
分离后顺酐继续到吸收塔进一步精制,而氮气和氧气循环回到原空气进料阶段,省去预热环节。
(注意预热器还是要放在那里,因为开车时不存在回流)图一:顺酐生产流程图一、设计反应装置对于列管式固定床反应器,以下从比较分股进料与不分股进料优劣的角度出发,得出设计的可行性。
需要注意的是,由于装置对于压降有要求,因此管长不宜太长,分股不宜太多,仅以三股分股做模拟。
同时经过计算我们可以得出反应状态随熔盐温度的变化规律,一次可以给出设计反应装置的可行性建议。
实验名称:正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐二、实验原理1、苯氧化法:通常采用V-P-Ti-O催化剂,在固定床或流化床反应器于380~450℃下反应。
该方法工艺路线成熟,原料易得,是国内应用比较普遍的方法,但是由于在苯的六个碳中有两个变成CO2,对原料浪费较大,在国际上开始被正丁烷氧化代替。
C6H6 + 4.5O2→C4H2O3 +CO2 +H2O2、碳四馏分氧化法CH3-CH2-CH2-CH3 +2O2→C4H2O3 +H2O丁烷是碳四馏分中最廉价又容易获得的原料,它与空气混合氧化生产成本较低,采用V -O-P催化剂,由于能充分利用原料,且原料的重量收率较高,近年来该法发展迅速,工业上已有替代苯氧化法的趋势,本实验采用此方法。
但是,由于近年国际市场石油价格变动较大,丁烷气的价格也变化较大,使该工艺在原料材料价格上不占优势。
同时,由于丁烷气在空气中的爆炸极限只有1.8%,在用固定床进行生产时,反应放热剧烈,反应器体积和操作空速要求较高,生产的工艺要求和技术比苯直接氧化法高,现在国际上使用流化床反应器,可以使原料气浓度在丁烷的爆炸上限范围,即40%以上,但该反应器对催化剂强度和活性要求较高,在我国尚未投入生产。
三、实验流程及仪器设备本实验由原料气配气系统,反应器控温系统,催化反应器,产物吸收及气相色谱分析系统组成。
具体介绍如下:1、原料气配气系统由液化丁烷气罐、空气压缩机、空气储罐、丁烷气体及空气质量流量计、原料气混合罐组成。
空气首先由压缩机压缩到空气储气罐里,然后经过减压阀到空气流量计,流量计的读数由显示仪控制,一般为1000ml/min左右,注意流量计的读数是指气体在标准状态下的体积,不是实际测定状态下的体积或质量流量,流量计的读数和气体温度、压力没有太大关系。
可以换算摩尔或质量。
丁烷经过减压阀也到质量流量计,并根据实验的条件,一般控制和空气的体积比为1.6%以下,以免发生爆炸危险。
丁烷气体质量流量计的读数需乘以0.29,才是丁烷的标准体积。
我国顺酐的生产工艺顺酐的生产工艺目前,工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4 烯烃法和苯酐副产法4种。
其中苯氧化法应用最为广泛,但由于苯资源有限,C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生,尤其是富产天然气和油田伴生气的国家,拥有大量的正丁烷资源,因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速,已经在顺酐生产中占主导地位,其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80%。
2.1.1苯氧化法…图苯氧化法生产顺酐的工艺流程图C4 烯烃法…2.1.3苯酐副产法…2.1.4正丁烷氧化法…图正丁烷法生产工艺流程图正丁烷在V2O5-P2O3 系催化剂上选择氧化生成顺酐,其氧化反应器有固定床和流化床两大类,顺酐回收工艺有水吸收法和溶剂吸收法。
固定床工艺丁烷法固定床工艺主要由亨斯迈公司(1993 年Monsanto 将顺酐业务转让给Huntsman 公司)、BP SD康斯尔(Conser)公司拥有,与苯氧化法基本相似,但正丁烷氧化转化率和选择性均比苯低,其顺酐的摩尔收率按正丁烷计仅为50〜55%而原料气体中苯和正丁烷的摩尔浓度基本相同。
因此对于同样规模的生产装置,正丁烷法需要较大的反应器和压缩机反应温度400〜450E,压力为125〜130MPa为了降低正丁烷的单耗,比利时的Pantochi 公司采用尾气循环工艺.吸收塔顶出来的尾气约50%经处理后与新鲜空气一并进入反应器。
该工艺可使正丁烷的单耗下降约10%。
2.142 流化床工艺…图正丁烷氧化生产顺酐的流化床工艺流程图水吸收法在采用丁烷法生产顺酐的初期,主要是一些苯法装置通过更换催化剂实现,就是新建的装置工艺也与苯法基本一致,均为水吸收法回收。
水吸收法是将未冷凝的含50wt%的顺酐气体在吸收塔中用水吸收成43流右的马来酸,然后将马来酸溶液送至脱水精馏塔,通过二甲苯的恒沸脱水及减压精馏生产出顺酐产品。
整个后处理为间歇操作。
水吸收工艺国产化技术已比较成熟,操作简便,占地较少,投资节省,对于规模2万吨的装置具有投资的优势。
顺酐生产现状,对苯法和正丁烷法顺酐生产路线进行了技术分析,重点介绍正T烷法生产顺酐的生产工艺,包括ALMA工艺、BP 工艺、SD工艺及CONSER—pANTOCHIM工艺。
详细介绍了国内外膜酐消费及市场,指出正丁烷法生产顺酐的关键是催化剂的研制.提出生产顺酐的建议。
关■■顺酐生产需求发展顺酐又名马来酸酐,化学名为顺丁烯二酸酐,是一种重要的有机化工原料。
目前,顺酐已成为继苯酐及醋酐之后的第三大酸酐,应用领域日益扩大。
国外80年代以前大部分为苯法固定床生产工艺,但由于成本高、污染较大等,世界各主要厂商已逐渐采用以正丁烷为原料的生产工艺。
美国从70年代开始,顺酐生产由苯法向正丁烷法转化。
苯法基本上被淘汰。
到目前为止,美国已实现100%的转化。
在欧洲,已有70%以上的苯法装置转化为正丁烷法。
国外新建的顺酐生产厂基本上以正丁烷法为主。
自从1988年BP公司建成第一套正丁烷流化床顺酐生产装置以来,由于流化床工艺具有巨大的优势和发展潜力,正丁烷流化床生产技术得到迅速发展,成为顺酐生产工艺发展的主要方向。
我国顺酐的生产目前仍以苯法固定床工艺为主,正丁烷法生产装置全国仅有两套,实际产量不到全国总产量的10%,显然不适应今后顺酐工业的发展。
随着我国轻烃资源的不断开发。
正丁烷法生产顺酐必将在我国得到更快的发展。
1顺酐生产情况1.1国内外顺酐生产能力夏产量截至1998年底,世界顺酐生产能力约为1.246 Mt/a。
主要国家和地区有美国、西欧、亚洲等,生产方法以正丁烷法为主,全球最大的顺酐生产厂家是美国的Huntsman公司.生产能力达到109 kt/a,采用的是正丁烷固定床生产工艺。
历年来世界顺酐生产能力见表1。
从表1看出,亚溯是顺酐生产能力增长最快的地区,1990年其生产能力占世界生产能力的27.1%,1998年则占40%,成为世界最大的顺酐生产基地。
全球顺酐产量见表2。
衰2世界鹿酐产量h从表2可以看出,近10年来,全球顺酐产量收穑日期:200l-05—18。
我国顺酐工业发展建议[ 2004-04-26业内专家对我国顺酐工业提出以下发展建议:(1)进一步研究改进苯氧化法生产工艺。
尽管国际上正丁烷法生产顺酐的工艺将取代传统的苯氧化法生产工艺,但由于资源拥有量和价格不同,在许多国家和地区苯氧化法生产工艺在一个相当长的时间内仍将继续存在,并且仍将具有一定的市场竞争力。
我国苯原料供应丰富,调节余地大,加上我国万吨级苯氧化法顺酐生产工艺的国产化技术成熟,因此近期内国内仍应立足于苯氧化法生产技术来发展顺酐的生产,通过不断增加科技投入,改进和完善并提高苯氧化法顺酐工艺技术水平,降低消耗和污染,以提高竞争力。
(2)做好苯法向正丁烷法转化的技术准备工作。
从合成顺酐技术的发展趋势来看,苯氧化法生产工艺必将逐渐被正丁烷法生产工艺所取代,因此有必要做好苯氧化法向正丁烷法转变的技术准备工作。
建议组织有关部门对引进的正丁烷法生产技术进行消化和吸收,借鉴国外转化经验,仔细研究具体技术细节的区别,尽快研制开发万吨级正丁烷法生产顺酐的国产化技术。
有关生产厂家应加大与有关科研机构和大专院校的合作,加快各类高性能催化剂的开发和应用,在油汽田伴生气、天然气资源丰富的地方,尽快建设拥有我国自主知识产权并具有一定规模的正丁烷法顺酐生产装置,在国内形成合成工艺多元化的发展态势。
(3)扩大装置生产能力,提高市场竞争能力,积极参与国际竞争。
目前,我国顺酐的生产能力已经达到38.5万吨,加上一些拟建或扩建装置,预计到2005年总生产能力将超过45.0万吨,届时将出现生产能力过剩的局面,因此不宜再新建生产装置。
但是目前我国顺酐生产装置规模普遍偏小,单套装置最大规模正丁烷法为2.0万吨/年,苯法为2.0万吨/年,还有许多千吨级规模的生产装置,因此有关顺酐生产厂家应不断改进生产工艺,走规模化经营的发展道路,扩大生产规模,不断降低生产成本,提高产品质量,通过市场竞争逐渐淘汰规模小且不经济的顺酐生产装置。
另外,我国周边国家和地区对顺酐的需求增长迅速,日本、韩国和我国台湾省顺酐的产量和销售量基本平衡,出口量不大,因此,我们应充分利用我国产品价格较低廉这一优势,积极扩大出口,参与国际竞争。
2024年正丁烷氧化制顺酐市场分析现状引言正丁烷氧化制顺酐是一种重要的工业过程,具有广泛的应用领域。
随着全球能源需求的增长,正丁烷氧化制顺酐市场也在不断扩大。
本文旨在分析当前正丁烷氧化制顺酐市场的现状,并对未来市场趋势进行预测。
市场规模正丁烷氧化制顺酐市场的规模不断增长。
根据市场调研公司最新发布的数据,2019年全球正丁烷氧化制顺酐市场规模达到了XX亿美元。
预计到2025年,市场规模将进一步扩大。
主要市场驱动因素正丁烷氧化制顺酐市场发展的主要驱动因素包括:1. 工业需求增长正丁烷氧化制顺酐是生产聚氨酯等合成材料的重要原料。
随着全球经济的发展,对合成材料的需求也在不断增长,推动了正丁烷氧化制顺酐市场的增长。
2. 国家政策支持很多国家对新能源开发和环保产业发展给予政策支持,促进了正丁烷氧化制顺酐市场的发展。
政府加大对可再生能源和低碳经济的投资,使得正丁烷氧化制顺酐市场成为受益者。
3. 技术进步随着科技的不断进步,正丁烷氧化制顺酐生产工艺不断改进,提高了生产效率和产品质量。
这些技术改进对正丁烷氧化制顺酐市场的发展起到积极的推动作用。
主要市场挑战正丁烷氧化制顺酐市场面临以下主要挑战:1. 环境问题正丁烷氧化制顺酐过程中会产生污染物,如二氧化硫和氮氧化物等。
环境保护意识的增强导致政府及相关机构对排放限制越来越严格,企业需要投入更多资源来处理废气和废水,增加了生产成本。
2. 原材料价格波动正丁烷是正丁烷氧化制顺酐的主要原料,价格的波动会直接影响正丁烷氧化制顺酐产品的成本和利润。
原油价格、供需关系以及地缘政治等因素都可能导致原材料价格的波动。
3. 市场竞争加剧随着市场规模的扩大,正丁烷氧化制顺酐市场竞争也日益激烈。
国内外众多企业进入该市场,形成了竞争格局。
企业需要不断提高产品质量和降低生产成本来保持竞争优势。
市场前景展望正丁烷氧化制顺酐市场的前景看好。
随着技术的不断创新和市场需求的增长,市场规模将进一步扩大。