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1,3-丙二醇市场概述

1,3-丙二醇市场概述
1,3-丙二醇市场概述

1,3丙二醇市场概述

1,3丙二醇得生产技术及垄断概况

目前全球1,3丙二醇得生产基本上被德国Degussa公司、美国壳牌公司与美国杜邦公司三家垄断。三个公司各自采用得就是不同得技术路线。Degussa 公司采用得就是丙烯醛水合氢化法,壳牌公司采用得就是环氧乙烷羰基化法,两个公司走得都就是“石化路线”。另一家1,3PD0生产商杜邦公司采用得就

是自己创新得生物工程法。

丙烯醛水合氢化法

丙烯醛水合氢化制备1,3PD0工艺申请专利最多得就是德国Degussa公司, 其次就是德国Hoechst公司。Degussa公司以丙烯醛为原料生产1,3PDO得工业化路线主要得生产步骤就是:(1)丙烯醛水合制3羟基丙醛;(2)3羟基丙醛催化加氢制得

1,3PDO。专家认为该生产工艺技术比较成熟,成本低,原料也比较广泛便宜。但存在催化剂选择性低、产物分离过程复杂,质量较差,污染厉害,且丙烯醛易燃易爆,难以贮运,生产危险性较大得缺陷,因此生产成本较高。该工艺得难度在于催化剂得选取,目前国内该工艺还处于中试阶段,技术有待完善。

环氧乙烷羰基化法

由shell公司创造,该生产工艺优点就是成本低、技术先进与产品质量好;但同时也存在前期投资大,反应困难得不足。该工艺存在复杂得加氢精制体系,且在工艺中多次使用低压蒸汽吹扫,因此投资成本与操作成本较高,若能开发出有效地加氢催化剂,减少反应中过量氢气使用量,并提高催化剂活性,则该工艺成本可进一步降低。该技术得关键环节就是催化剂得选择,目前国内在该方面

得处理还不成熟,影响国内该生产工艺发展得主要因素就是缺乏科研经费与技术交流。

生物工程法

由Do Pont公司最早开发,主要通过菌种以甘油为底物发酵生产1,3PDO, 该工艺国内外均处于研究阶段。菌种得选择与培养就是关键,当前研究较多得菌种就是克雷伯氏菌、丁酸梭状芽抱杆菌、弗氏柠檬菌三种菌,它们具有较高

得1,3PDO转化率及生产强度。国外有些研究机构通过采用基因技术,对所选菌种进行DNA重组,来提高1,3丙二醇得产量。由于目前世界上采用转基因工程菌发酵法生产

1,3丙二醇得只有杜邦一家,因此杜邦通过专利申请将相关得技术与工艺进行了严密得保护,形成了高度得技术垄断。

国内技术进展

国内科研单位1996年开始关注1,3丙二醇生产技术发展;1997年国家开始同

Du Pont等国外公司进行技术转让谈判,但遭到拒绝;1998年我国可以向国外企业

高价进口1,3丙二醇,国内大型石化公司也开始瞧好PTT聚酯项目,这促使国内一批科研单位开始研发1,3丙二醇。

目前国内开展丙烯醛法得研发单位主要有上海石化、兰州石化、黑龙江石油化工研究院、华东理工大学等;开展环氧乙烷法得研发单位主要有中石化北京化工研究院、中科院兰州化物所等;开展微生物发酵法得研发单位主要有清华大学、华东理工大学、大连理工大学、山东大学、江南大学、东南大学、沈阳农业大学、安徽科苑集团等。但目前绝大多数研发单位还处于小试、中试阶段,没有实现工业化。

由于瞧好1,3丙二醇市场前景,国内不少企业在积极开发1,3丙二醇项目,主

要就是上海石化股份有限公司、黑龙江辰能生物工程有限公司、河南天冠集团公司等。最初天冠集团与清华大学等部门联合攻关得发酵法生产1,3丙二醇

技术,成功进行了500吨/年工业性试验,为微生物法1,3丙二醇得工业化提供了经济可行得发酵工艺路线。黑龙江辰能生物工程有限公司与清华大学合作,于2009年投资6742万元,完成了国内首套发酵法生产1,3丙二醇国家高技术产业化示范装置得建设,其中100吨单体发酵罐就是1,3丙二醇行业内单体设备得最大规模。2011年中石化上海工程公司与抚顺石油化工研究院联合承担得中国石化科技开发项目一一年处理甘油200吨发酵生产1,3丙二醇中试技术取得具有自主知识产权得高产菌株,确定了包括发酵、代谢调控、分离提取及产品精制在内得完整工艺。值得一提得就是,大连理工大学目前也正在进行年产千吨级1,3丙二醇工业示范化项目得调试。专家认为生物柴油副产甘油制取1,3丙二醇技术具有菌种优良、发酵效率高、产品收率高与能耗低等特点,就是目前国内外最为经济可行得技术路线。

1,3丙二醇得产业化情况

国外产业化现状

表1列出了国外1,3丙二醇得生产情况,截止2010年,全球1,3PDO产能为20、27万吨。生产方法有:丙烯醛法、环氧乙烷法与微生物发酵法。主要掌握在壳牌、德固萨与杜邦公司手中。

表1截止2010年国外1,3丙二醇得生产情况

国内产业化现状

国内2002年开始实现1,3丙二醇工业化生产,首家生产企业就是山东邹平铭兴化工有限公司,采用化学合成法,规模在千吨级。2004年,黑龙江辰能生物工程有限公司建成微生物发酵法1,3丙二醇试验装置并投产对外销售。截止到2010年国内1,3丙二醇得主要生产厂家与产能如下表。

表2截止2010年国内1,3丙二醇得生产情况

此外上海德茂化工有限公司宣称自己可生产含量在99、8%以上得生物法

1,3丙二醇,其工厂位于安徽。产品得应用领域方向主要为医药合成与化妆品领

域,但未获知其生产能力。

国内外市场

1,3丙二醇主要用来做PTT(对苯二甲酸丙二醇酯),PDO与PTT得合成技术主要被杜邦与壳牌公司垄断。而目前,1,3丙二醇主要市场还就是在PTT得应用上,PTT未来市场得发展将决定1,3丙二醇得市场前景。

PTT国外状况

1995年壳牌化学公司正式向市场推出PTT树酯,商品名为“Conem”。1996 年在美国西弗吉尼亚州得Point Pleasan健成了一套2万t/a得PPT装置,2001 年在墨西哥建有11、5万吨t/a得PTT工厂。2003年在加拿大完成9、5万t/a 装置得投产,该装置生产特性黏度大于0、9dl/g得PTT。与美国公司Kosa公司,日本旭化成、东丽、东洋纺等公司,中国台湾省华隆公司,韩国SK化学、韩泰合成、晓星、可隆、三养、高丽合纤与泰光等公司以及西班牙Anrex公司合作共同开发PTT纤维。

杜邦公司2000年推出PTT树酯,商品名为Sorona。在美国金斯顿Sorona PTT 纤维得生产装置产能为1、2万t/a,另外,杜邦公司计划将5、9万t/a闲置得PET 装置也改产PTT。宣称韩国得新韩工业,日本得帝人与东丽,以及中国台湾得远东纺织等公司合作共同开发PTT纤维,巩固其在弹性纤维市场得优势地位。

日本得旭化成公司从壳牌化学公司购买了3GT( PDO聚合物家族得通称)得聚合体生产技术,制造纤维出售。2002年,旭化成与帝人公司合并她们各自得PTT纤维业务成立合资公司Solotex,推出纤维得商品名为“solo ” Solotex公司负责2家公司PTT聚酯及其纤维得产销,PTT产能约为5000t/a。新公司销售额将达10亿日元/年(800万美元/a)、2006年可望提高到100亿日元/年。

2002年东丽工业公司与杜邦达成综合性协议,杜邦公司将转让其先进得杜邦Sorona聚合体技术,东丽公司将在日本生产其纤维并在亚洲市场上销售。东丽也将生产PTT与涤纶形成得双组分纤维与共纺纤维,由东丽杜邦合资公司在日本国内销售。

PTT国内状况

中国台湾省华隆公司、工业技术研究所与纺织研究中心三家合作开发成功了PTT纤维商业生产工艺,生产规模为5000t/a预计年销售金额900-1200万美元,为避免与涤纶与尼龙竞争,主要生产就是82、5dtex以下得特殊品种。

2000年上海华源股份有限公司与壳牌公司达成协议合作开发PTT纤维及纺

织品,旨在成为全球最大得PDO与PTT生产商,抢占氨纶与尼龙等弹性纤维得市场。目标就是2010年壳牌公司将有11-12套PTT聚酯生产装置投产运行,产量达到110万t/a,其中55%用于地毯纤维,45%用于纺织纤维。

2004年,泉州海天轻纺集团经杜邦公司正式授权使用杜邦Sorona聚合物开发、生产与销售PTT短纤维、纱线及其织物。该项目就是中国大陆第一家获得杜邦公司许可得PTT短纤维生产厂。

2012年盛虹集团自主研发,设计并具有完全知识产权得我国首条年产3万吨/年PTT聚合装置开车一次成功,打破跨国公司长期以来对行业核心技术得垄断。盛虹集团已经攻克了PTT纤维纺丝技术,PTT聚酯合成技术,记忆纤维染色技术。集团与清华大学刘德华老师合作开发5万吨/年生物法1,3丙二醇技术,

项目投产后将迅速形成PTT产业链得国产化技术,形成具有生物质纤维特点,集PDO生产、PTT合成、PTT纺丝、PTT面料印染技术与产业化一条龙。成为国内首家、全球第二家具有完整产业链生产此产品得公司。标志着我国在PTT 领域方面进入国际一流水平。

限制国内PTT行业发展得主要因素

(1)价格因素,核心就是生产原料1,3PDO得成本太高

PTT产品价格依赖其生产原料1,3PDO得生产成本,对该因素得解决主要依靠1,3PDO产品能够尽快实现工业化生产。业内人士认为PTT得性能条件确定了它广阔得应用领域,它得性能价格比将对它得市场开拓具有极其重要得影响。目前PTT得市场价格偏高,每吨价格在3、5万元左右,因而限制它只能在成本消化能力较强得产品与品种方面取得有限得发展成果;一旦能降到合适得

价位水平,PTT得市场开拓便将非常顺利。

(2)技术原因,原料来源受限制,市场发展受制于人

目前国内PTT纤维生产企业都采取PTT切片纺丝,但就是,现在全球PTT 切片生产掌控在壳牌化学与杜邦两家公司手中,国内PTT企业使用得原料很大程度上受限制于国外巨头。

(3)PTT纤维市场活跃、市场竞争加剧导致产品价格下降:

由于中国对PTT纤维得认知度提升,加之其比较高得市场附加值,除了国内传统得化纤巨头涉足PTT纤维生产外,很多民企瞧到了PTT纤维得经济价值, 开始纷纷引进技术生产PTT纤维产品,这些企业主要集中在华东地区得浙江与江苏,迅速扩张得国内产能,国内实际需求没有跟上产能得扩充,导致行业竞争激烈产品价格严重下滑,20052006年每吨PTT纤维价格在8万元左右,到20082009年这一价格下滑了一半,每吨在4万元左右。

(4)面料开发技术不成熟,市场认同度有待提高

国内PTT面料产品得加工技术还不成熟,开发得很多新品还不能被市场快速接受。

目前国内PTT纤维行业暂时出现了“瓶颈”现象,但我们也可以瞧到其后续得发展潜力:PTT切片产业化即将形成:为了目前改观PTT市场出现得PTT 切片受制于人得,国内大型石化企业“上海石化”目前已经实行PTT聚酯切片得量产,另外江苏中鲈科技发展股份有限公司2010年新建得10吨/年得PTT切片生产线投产。这些企业得投产对中国PTT切片生产带来了一定得示范效应,

未来可能会有更多得企业投入PTT切片生产。这些利好因素给中国PTT纤维市场带来新得动力,另外PTT切片量产后对国内作为其直接得原材料1,3PDO

产品市场也带来了广阔得前景。

竞争促进PTT面料得研发加快,目前国内PTT纤维竞争加剧,价格一路下滑,很多企业开始意识到要扭转这样得局面就必须在下游面料研发上下功夫,很多PTT纤维面料企业加大投入研发费用,对于PTT纤维终端产品得开发,侧重于应用性强与高附加值两点,充分发挥PTT织物优异得悬垂性、伸长恢复性、染色及印花特性及免烫性等优点。

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