甘油转化的主要产品发展趋势分析

甘油转化的主要产品发展趋势分析智研数据研究中心网讯：内容提要：甘油生产量的急剧增加必将打破甘油生产与需求的平衡，因此，对于由甘油转化而来的大量高附加值产品，开发其用途、开拓其市场就变得非常重要了。但必须注意的是，在现有技术水平和工艺路线的基础上，进一步开发更高效的甘油转化技术尤其是催化技术以降低各产品的生产成本、扩大其市场需求仍是副产物甘油实现高附加值转化的关键。内容选自智研数据研究中心发布的《2012-2016年中国环氧氯丙烷行业深度调研与投资方向研究报告》一般来说，甘油的转化包括化学法和生物法，其中绝大多数以化学催化转化为主，催化产品据文献报道的可概括为两种，一是以甘油为仅有底物，在不同方法下转化成的像丙二醇（1,2-丙二醇，1,3-丙二醇）、乙二醇、二羟丙酮和合成气等产品；二是甘油与其它试剂结合，如氯化氢参与生成的环氧氯烷、与羧酸酯化生成的各酯类产品等。2.1丙二醇丙二醇(propyleneglycol)包括1,2-丙二醇和1,3-丙二醇两种产品。1，2-丙二醇(PG)主要用来生产涂料和不饱和聚酯树脂(UPR),此外，可用作防冻剂，替代乙二醇用于防冻飞行器及在食品中作冷却剂等。另外，还有大量丙二醇用于生产增塑剂和液压制动液,它还可用于非离子洗涤剂及在药物、化妆品、动物食品、烟草工业中作为保湿剂。丙二醇还是良好的溶剂,可用于油墨和环氧树脂等方面。1,3-丙二醇(PDO)是一种重要的有机化工原料，其应用领域与其它二元醇类似,可直接用于防冻剂,是多种增塑剂、洗涤剂、防腐剂和乳化剂的合成原料,它也用于合成医药和用做有机合成中间体,但它最主要的应用领域是用做新型聚酯2聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯(PTT)的原料。据不完全统计[6],目前，全球PG市场的总产量达到175万t/年。其中最大的PG生产商为陶氏5615万t/年,约占总产量的1/3,其次为Lyondell占24%。丙二醇的生产商主要集中在北美,年产量为61万t,其次为欧洲,年产量为54万t。据统计,我国丙二醇每年表观消费量约1200万t。由于国内丙二醇需求增长缓慢,估计未来几年表观消费量增长较少，国内的PG生产处于过剩。另外,在目前环氧丙烷消费结构中,丙二醇行业消费比例仅为7.7%,远低于全球平均水平。从2008年以后,我国丙二醇的产量将迅猛提升,丙二醇比重将大幅提高,预计到2010年丙二醇行业消费环氧丙烷总量将达到11.2万t,将占整个环氧丙烷消费总量的10%以上。因此，PG需要从技术上来降低成本，拉动需求。1,3-丙二醇作为单体合成的聚酯材料显示出比乙二醇、丁二醇和1,2-丙二醇等单体合成的聚酯材料更好的性能和稳定性，将来的几年内PTT规模将达到年产百万t,1,3-PD的需求量也会因此大大增加。2010年全球PTT的需求量将超过1000kt,市场前景良好。但我国在1,3-丙二醇上的生产能力不足，开发像甘油规模化生产1,3-丙二醇的工艺显得尤为重要。2.2环氧氯丙烷环氧氯丙烷(epichlorohydrin,ECH)是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，用途十分广泛。主要用于生产环氧树脂、氯醇橡胶以及缩水甘油醚类,还可用于硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、离子交换树脂、增塑剂等多种产品。其中环氧树脂需求量的快速增长促进了全球ECH生产的发展，占其消费总量的75%。目前，国际市场上环氧氯丙烷的主要出口国为日本和美国,亚洲和东欧各国为主要进口国,西欧的环氧氯丙烷供需基本平衡。预计今后几年，国外环氧氯丙烷的需求量将以年均约5％的速度增长，2008年,总消费量已达到约145万吨。我国环氧氯丙烷主要用于生产环氧树脂和合成甘油，目前，我国的环氧氯丙烷主要消费结构为：环氧树脂的消费量约占总消费量的84.3％，合成甘油约占9.4％，氯醇橡胶约占2.5％，其它约占3.8％。而国内产量约10万吨，缺口达15万吨，也就是说有2/3的消费量依赖进口。2.3丙烯醛丙烯醛(acrylaldehyde)是重要的精细化工中间体，主要用于生产农药杀虫剂吡虫啉、医药抗肿瘤药二溴丙醛、饲料添加剂蛋氨酸、杀菌剂戊二醛，经过氧化还可生产市场容量大和附加值高的丙烯酸，进一步合成丙烯酸酯。国内丙烯醛供需基本平衡，需求量稍大。2.4丙酸丙酸（propionicacid）是重要的精细化工和基本化工原料,广泛应用于食品、饲料、橡胶、塑料、油漆、涂料、香料、医药、农药、印刷等领域。作为精细化工原料，用丙酸可制取有机化工原料及中间体丙酸酐、丙酰氯、α-氯丙酸、2,2-二氯丙酸和α-溴丙酸等；在医药领域,以丙酸为原料可制得丙氨酸,进而生产维生素B6。全球丙酸年产量约为30万吨左右,美国和德国是丙酸生产大国,其产量约占全球丙酸总产量的90%以上，而消费量则略低于生产量。我国年产量仅为1000多吨,远不能满足市场需求。随着经济的发展，我国丙酸需要大量进口，平均每年进口在万吨以上。目前,我国丙酸消费结构为:60%用于谷物和饲料保存剂、食品保鲜剂,20%用于除草剂敌稗和禾乐灵等的原料,20%用于生产香料和香精等[8]。2.5碳酸甘油酯碳酸甘油酯（glycerolcarbonate）是一种重要的有机合成中间体，可用于聚酯类化合物的制备，如聚碳酸酯和聚氨酯，也可用于合成多种用途广泛的下游衍生物如环碳酸酯的制备，环碳酸酯可用于涂料业中涂层的制备；另外，碳酸甘油酯是一种新型的多功能合成子，能与氧、氮和硫等亲核试剂进行亲核取代，同时也可和硫醇反应合成多种产物，如缩水甘油，缩水甘油可作为药物中间体等，同时也可作溶剂使用。碳酸甘油酯的市场潜在需求量不亚于聚碳酸酯产品对碳酸酯单体的需求。全球对聚碳酸酯的需求以近10%的速度增长，2010年对聚碳酸酯的消费量达到近400万吨[9,10]。而随着甘油成本的降低，势必会带来碳酸甘油酯价格的走低，其市场潜力巨大。2.6合成气氢(Hydrogen)能作为洁净高效的二次能源，它的特点是燃烧时只生成水，不产生任何污染物，并且能量密度高、热转化效率高，是一种十分理想的能源。其用途极广，主要有以下几个方面：用于电子行业的保护气；用于航天飞机、火箭等航天业的燃料；用于金属冶炼和化工产品合成的还原剂和原料；以及燃料电池中。目前，世界上氢的年产量在3600万t以上。除了上述提到的甘油转化的产品外，甘油法生产乳酸、甘油酯、1,3-二羟基丙酮和乙二醇等也有研究报道，这些产品的附加值都远高于甘油。基于原料可持续考虑，相关的研究必将受到越来越多研究机构和企业的青睐。更为重要的是这些工艺在产业上的成功将会带来良好的经济效益和环境效益，也是寻找石油替代资源的重要发展方向。3结论：甘油生产量的急剧增加必将打破甘油生产与需求的平衡，因此，对于由甘油转化而来的大量高附加值产品，开发其用途、开拓其市场就变得非常重要了。从技术经济的角度看，由甘油转化的产品在生产工艺、原料要求、副产品量、三废处理等方面的技术综合指标要优于基于石油原料的传统各产品的生产；在投资、原材料消耗量、副产品生成量、公用工程消耗量等方面的各经济技术指标也有着潜在的优势。但必须注意的是，在现有技术水平和工艺路线的基础上，进一步开发更高效的甘油转化技术尤其是催化技术以降低各产品的生产成本、扩大其市场需求仍是副产物甘油实现高附加值转化的关键。