伊 帆, 周春兵, 魏 浩
(陽煤集團太原化工新材料有限公司,山西 太原 030400)
1,6-己二醇(簡稱HDO),是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品,是多種有機合成重要的化工原料之一。1,6-己二醇主要應(yīng)用于生產(chǎn)聚氨酯膠黏劑、聚氨酯彈性體、UV固化材料,還可應(yīng)用于增塑劑、有機過氧化物、農(nóng)藥除蟲菊酯、聚乙烯塑料交聯(lián)劑、環(huán)狀麝香和聚醚橡膠的生產(chǎn)等[1]。2018年,國內(nèi)1,6-己二醇消費量2.388萬t,54.1%用于聚氨酯領(lǐng)域,32.2%用于UV固化材料,剩余其他應(yīng)用領(lǐng)域的占比為13.7%。相比于2013年,國內(nèi)1,6-己二醇用于聚氨酯領(lǐng)域的消費量占比51.1%,UV固化材料占比37.2%,剩余其他應(yīng)用領(lǐng)域占比11.7%,2018年國內(nèi)1,6-己二醇在聚氨酯領(lǐng)域的消費量有所增加,在UV固化材料的消費量有所減少,與此同時,拓展了其他領(lǐng)域的應(yīng)用。
制備1,6-己二醇的方法有很多,包括己二酸及其衍生物制備1,6-己二醇(己二酸直接加氫制備1,6-己二醇;己二酸酯類衍生物加氫制備1,6-己二醇;酯類混合物催化加氫制備1,6-己二醇),生物技術(shù)原料制備1,6-己二醇(山梨醇裂解制備1,6-己二醇;左旋葡萄糖酮制備1,6-己二醇;5-羥甲基糠醛,氫化制備1,6-己二醇),烯烴制備1,6-己二醇(丙烯制備1,6-己二醇;烯烴催化加氫甲?;苽?,6-己二醇;環(huán)己烯氧化、氫化制備1,6-己二醇;環(huán)氧丁烯制備1,6-己二醇;1,5-己二烯硼氫化、氧化制備1,6-己二醇)[2-4]。目前,1,6-己二醇工業(yè)化生產(chǎn)工藝大都采用己二酸二甲酯加氫法,該方法首先將1,6-己二酸與甲醇進(jìn)行酯化,生成己二酸二甲酯,再加氫制備1,6-己二醇。相比于不可再生的石油基原料,以生物基為原料制備1,6-己二醇被研究者看好,報道的原料路線較多[5-6],但規(guī)?;I(yè)生產(chǎn)還不成熟,有待深入研究。
2004年,遼陽石化公司建設(shè)了國內(nèi)首套200 t/a中試生產(chǎn)線,并于2005年12月產(chǎn)出了合格的1,6-己二醇產(chǎn)品,但后期因加氫催化劑原因該裝置停產(chǎn)。國內(nèi)第一條真正工業(yè)化的1,6-己二醇生產(chǎn)裝置是2008年11月由浙江麗水南明化工有限公司投產(chǎn)的1萬t/a 1,6-己二醇生產(chǎn)裝置,公司產(chǎn)品被世界五百強企業(yè)法國道達(dá)爾公司訂購。2009年11月,撫順市天賦化工有限公司采用沈陽工業(yè)大學(xué)科技成果建設(shè)的0.5萬t/a 1,6-己二醇項目一期工程(0.3萬t/a)投產(chǎn),各項技術(shù)、經(jīng)濟指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平;目前,正在籌劃年產(chǎn)2萬t/a 1,6-已二醇生產(chǎn)裝置的建設(shè)。2011年上半年遼寧天華化工有限公司0.5萬t/a 1,6-已二醇裝置建成投產(chǎn)。2013年7月山東元利科技股份有限公司1.5萬t/a 1,6-已二醇切片生產(chǎn)線投產(chǎn),經(jīng)過擴建,2017年產(chǎn)能達(dá)到4.5萬t/a。2018年唐山中榮科技有限公司1萬t/a 1,6-已二醇完成竣工,目前正常生產(chǎn)。同年,中石化儀征化纖有限公司采用中國石化撫順(大連)石油化工研究院自主開發(fā)的生產(chǎn)工藝對自有閑置的1,4丁二醇生產(chǎn)裝置進(jìn)行技術(shù)改造,建設(shè)3萬t/a的1,6-己二醇項目。截止2018年底,國內(nèi)1,6-己二醇的產(chǎn)能為7.5萬t。
1,6-己二醇性能較獨特,無腐蝕性,能夠與有機化學(xué)品以任何比例混合,并可衍生出一系列新型的精細(xì)化學(xué)品,因此,1,6-己二醇及其衍生物都具有較大的市場發(fā)展?jié)摿?。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,國內(nèi)對1,6-己二醇的需求量逐年上升。2013年-2018年,我國1,6-己二醇的產(chǎn)量、進(jìn)口量、出口量及表觀消費量情況如表1所示??梢钥闯?,我國1,6-己二醇2013年的表觀需求量為1.64萬t,2018年增長到2.388萬t,年平均增長率為7.8%。消費量的不斷增長以及國內(nèi)自主產(chǎn)權(quán)技術(shù)的突破帶動了我國1,6-己二醇產(chǎn)能和產(chǎn)量的增加,2013年我國1,6-己二醇的產(chǎn)量僅有1.2萬t,2018年增長到2.1萬t,年平均增長率達(dá)11.8%。2013年到2018年,我國1,6-己二醇的產(chǎn)量年平均增長率比表觀需求量的年平均增長率超出4%,但對外依存度依舊較高,從2013年的29.27%降低到2018年的27.64%,5年僅降低了1.63%。
表1 2013年-2018年我國1,6-己二醇的產(chǎn)量、進(jìn)口量、出口量及表觀消費量情況
盡管近幾年國內(nèi)1,6-己二醇市場保持了相對較高的增長率,但其產(chǎn)能產(chǎn)量的擴張速度還是相對遲緩。國內(nèi)1,6-己二醇發(fā)展遲緩的主要原因是其產(chǎn)品價格過高,限制了市場應(yīng)用。1,6-己二醇產(chǎn)品的價格要高出乙二醇5倍以上,高昂的價格很大程度上限制了1,6-己二醇產(chǎn)品在國內(nèi)中低端制品中的應(yīng)用,只是應(yīng)用在部分高檔產(chǎn)品中。
1) 1,6-己二醇能夠用于環(huán)保型涂料、粘合劑等,是國家明確提出要加快發(fā)展的化工產(chǎn)品,隨著我國對環(huán)保要求的不斷提高以及人們對高品質(zhì)生活水平的追求,我國1,6-己二醇市場還有較大的的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
2) 目前工業(yè)化生產(chǎn)大都采用1,6-己二酸酯化加氫,用生物基原料替代不可再生的石油基原料制備1,6-己二醇是日后重要的發(fā)展方向。
3) 2018年,我國1,6-己二醇的產(chǎn)能為7.5萬t,產(chǎn)量只有2.1萬t,開工率僅有28%,同時,對外依賴度卻居高不下。學(xué)校與企業(yè)應(yīng)加大合作,“抱團取暖”、優(yōu)勢互補,加快技術(shù)研發(fā),提高品質(zhì)、降低成本,是加快我國1,6-己二醇未來發(fā)展的必經(jīng)之路。