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2016中国二乙醇单异丙醇胺生产现状分析

来源:石家庄市海森化工有限公司  日期:2016-12-29 15:02:01  属于:行业动态
文章摘要:二乙醇单异丙醇胺于上世纪90年代开始生产,是一种无毒、对皮肤的刺激性低于三乙醇胺、对环境友好的醇胺类精细化工产品,主要应用于表面活性剂、水泥助磨剂、日化用品及织物柔顺剂等领域,生产和消费主要集中在中国、美国、韩国、印度、欧洲等国家和地区。
二乙醇单异丙醇胺(C7H17NO3),又名1-[N,N-双(2-羟乙基)氨基]丙-2-醇,简称DEIPA,是一种无色或浅黄色透明的有氨味刺激的黏稠性液体,在常温常压下性质稳定。其产品特性如下:
二乙醇单异丙醇胺化学性质
 
据2016-2021年中国水泥助磨剂行业市场需求与投资咨询报告显示,二乙醇单异丙醇胺于上世纪90年代开始生产,是一种无毒、对皮肤的刺激性低于三乙醇胺、对环境友好的醇胺类精细化工产品,主要应用于表面活性剂、水泥助磨剂、日化用品及织物柔顺剂等领域,生产和消费主要集中在中国、美国、韩国、印度、欧洲等国家和地区。我国于2011年开始规模化工业生产,消费领域绝大部分集中于水泥助磨剂,二乙醇单异丙醇胺以其更好的适应性及水泥早、后期强度增强明显的优势,受到我国助磨剂和混凝土外加剂企业的的青睐。
 
二乙醇单异丙醇胺生产工艺
 
目前,二乙醇单异丙醇胺(DEIPA)的合成主要有三种路线:第一,氨与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)分别反应合成;第二,由一异丙醇胺(MIPA)和EO反应生成;第三,由二乙醇胺(DEA)和PO合成而来。
 
1.氨与环氧烯烃反应路线
 
这一路线是一个三级串联反应。氨与EO反应生成一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺,反应物再与PO合成,经提纯后得到目标产物。再或者,氨与PO反应生成一异丙醇胺、二异丙醇胺和三异丙醇胺,反应物再与EO合成,经提纯后得到目标产物。用此法生产DEIPA过程中需两次投料、提纯,设备投入大,目前世界范围内还没有此工艺的相关装置。
 
2.MIPA路线
 
这一路线由MIPA与EO通过两步反应生成。第一步MIPA与EO反应生成N-(2-羟乙基)一异丙醇胺,第二步由N-(2-羟乙基)一异丙醇胺与EO继续反应生成DEIPA。这一反应历程是一个连串反应,但原料MIPA全球仅几家企业生产,主要应用于医药、农药、纺织、化妆品等精细化学品行业。由于MIPA原料的成本和供应存在一定的问题与风险,我国仅南京红宝丽公司具有MIPA生产装置,其有原料自产优势,相关报道中也提及过其5万吨改性异丙醇胺装置项目。
 
3.DEA路线
 
这一路线采用DEA与PO反应生成目标物质DEIPA。这种路线的优点在于反应速率较快,反应的选择性高,原材料供应充足与稳定。我国的DEIPA生产,目前来说全部采用此路线生产,但在生产装置方面反应釜或管道式反应上有所区别,在产品同分异构体和质量稳定性方面有差异。
 
生产现状
 
我国DEIPA主要在水泥助磨剂中应用,掺量为水泥质量的万分之0.5到万分之二,可以与多元醇、三乙醇胺以及无害的无机盐复合应用,既可以设计为高掺量产品用于增强多掺混合材,也可以设计为低掺量产品用于高标号水泥,以达到增强提产的综合效果,其综合性能明显优于传统的醇胺化合物。
 
基于其优异的性能优势,DEIPA在我国水泥助磨剂和混凝土应用中的用量取得爆发式增长。据不完全统计,2015年DEIPA在我国水泥助磨剂和混凝土中的表观消费量达到6万吨。然而,其在高速发展过程中,也存在诸多问题。
 
1.生产企业规模小,生产装置工艺落后
 
2011年至2015年期间,我国DEIPA生产企业高达40多家,按2015年的6万吨消费量计,相当于平均每家企业的年销量仅1500吨。这些生产企业主要分为三类:
 
第一类,传统化工类企业。这类企业受政府主管部门监管,证照齐全,安全生产制度健全,从业人员持证上岗,生产设备与生产过程控制及检测设备完善。
 
第二类,委托其他企业代工生产,但代工企业间的差异较大,主体表现在其生产装备水平、化工专业化程度、生产设备的共用性、操作人员熟练程度、危化品原料的存储与管理等方面,有些企业仅提供一台闲置反应釜即可代工。DEIPA的原料中EO为2类、PO为3类易燃易爆危险化学品,DEA为8类碱性腐蚀危险化学品。
 
第三类,助磨剂、混凝土外加剂和水泥企业的产业链延伸,新建DEIPA生产装置,自产自用。除少数企业实现设备封闭生产、生产自动控制外,很多企业仍旧处在作坊式、无证、手动或半自动化状态生产,成本、质量方面很难控制。
 
2.产品质量良莠不齐,掺假造假手段层出不穷
 
DEIPA的合成产率主要与胺烷比、温度及反应时间有关。所以,不同的设备及合成工艺,不可避免地会生成同分异构体以及高沸点聚醚类产物,对产品的纯度影响较大。高沸点聚醚副产品的抑制、同分异构体的控制,将直接影响各生产企业的产品质量和市场售价。同时,在水泥助磨剂和混凝土行业,注重的是事后根据结果来判定产品的质量优劣,因受水泥熟料、混合材、磨机状况、胶凝材料等影响较大,从而给不良企业留下了制假、掺假的机会。在激烈的市场竞争背景下,不良企业主要以掺入乙二醇、二乙二醇、工业甘油、三乙醇胺等价格低但仍对水泥有一定助磨和增强效果的化学品为主,更有甚者加入甲醇等低沸点物质来通过气相色谱法的检测。以上种种行为,严重地损害了二乙醇单异丙醇胺产业的健康发展和下游用户的利益。
 
3.产品低价竞争
 
单纯从生产角度看,一台反应釜再加上两三个工人就能生产,危化品原料的存储、检测设备和专职人员没有配备或配备不全。因技术含量不高、设备投入低,生产企业众多,低价低质产品充斥市场,恶性竞争激烈。目前,DEIPA产品的市场售价已接近成本价。
 
4.生产受上游原料影响,持续生产稳定性差
 
DEIPA生产工艺中涉及的上游原料中含有PO,但PO存在供求不平衡和价格波动大的特点。2015年,我国PO产能为309万吨,表观消费量约在250万吨。数据上看,产能大于消费量,产能过剩。但由于装置开工率平均维持在73%左右(部分装置在2015年建成),从而导致国内PO自给率不足,需要进口。2015年进口量为26.11万吨,出口仅400吨;2016年1~9月进口量为22.42万吨,出口1.9万吨,净进口20.52万吨。造成PO自给率不足的原因主要有两个:
 
①国内PO生产装置大多采用氯醇法,占比高达61%。由于氯醇法装置工艺流程较复杂,存在易腐蚀、废水及废渣量大等缺点,近年来在政府加大环保查处力度的背景下,停工检修情况较多,导致PO装置整体开工率较低,实际产量有限,不能满足需求。
 
②各主要PO生产企业均配套有下游聚醚生产线,造成商品PO的市场流通量不足。
 
供求的不平衡,造成PO价格波动大,下图为近三年国内PO市场价格走势:
2014-2016国内PO市场价格走势
 
图中年度间价格波动大,月度之间的价格波动也大。其中,2016年9月,受国家环保督察组入驻山东检查消息的影响,短短一个月内PO价格暴涨达48%,造成下游中小客户成本大幅上涨,因原料短缺导致生产装置停产(数据摘录自《卓创资讯网》)。
 
5.二乙醇单异丙醇胺出口情况
 
我国自DEIPA产业一出现就经历了高速发展,随着技术水平的提高、规模的扩大,在最短的时间内,实现了最快速的发展。随着DEIPA在国内的消费量增长逐年趋缓,国内市场又是一片“红海”,不少企业把目光投向海外市场。
 
下图为2013年至2016年我国DEIPA出口情况:
2013年至2016年我国DEIPA出口情况
 
2014年开始,我国DEIPA出口量快速增长,主要海外市场集中在东南亚,应用领域以建材为主。国外DEIPA的生产企业有印度的VISWAAT公司、STERLING公司和欧洲的FORTISCHEM公司。
 
二乙醇单异丙醇胺上下游
二乙醇单异丙醇胺上下游产业链

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