崔小明
(北京燕山石化公司研究院 102550)
丙酮是一种重要的基本有机原料之一,主要用作制造醋酸纤维素胶片薄膜、塑料和涂料的溶剂。丙酮与氢氰酸反应所得的丙酮氰醇(ACH)是制备甲基丙烯酸甲酯树脂(有机玻璃)的原料。丙酮也是制备环氧树脂、聚碳酸酯中间体双酚A的原料。在医药、农药方面、除作为维生素C的原料外,还可用作各种微生物与激素的萃取剂,石油炼制的脱蜡溶剂以及用作制造其他各种合成材料的原料。
丙酮的生产方法主要有异丙醇法、异丙苯法、发酵法、乙炔水合法和丙烯直接氧化法。目前世界上丙酮的工业生产以异丙苯法为主。在我国的丙酮生产中,粮食发酵法仍占一定比重。
1.国外丙酮的生产及消费
目前,世界上丙酮的生产能力约为450万吨/年,其中72%以上的生产装置采用异丙苯法,10%左右的装置采用异丙醇法。目前全世界丙酮平均开工率在75%以下,其中异丙醇法工艺装置开工率低(<30%),异丙苯法装置开率均>80%。美国是世界上最大的丙酮生产国,其产量约占世界丙酮总产量的42%左右。
国外丙酮主要用作溶剂,其次是用于生产丙酮氰醇(ACH),此外用于双酚A。美国、西欧和日本丙酮的消费结构详见表1。
表1 国外丙酮的消费情况 (%)
需求领域 | 美国 | 西欧 | 日本 |
溶剂 | 17 | 37.1 | 49.3 |
丙酮氰醇 | 44.5 | 30.9 | 31.9 |
双酚A | 18.0 | 11.1 | 18.8 |
醇醛缩合物 | 12.5 | 4.6 | — |
其他 | 8.0 | 16.3 | — |
近期内美国对丙酮的需求年均增长率约为2%,其中ACH需求量增长率约为3.3%,双酚A为5%,甲基异丁基酮约1%,甲基异丁基醇约2%,溶剂约1%,其他用途约0.5%;西欧对丙酮的需求量年均增长率约3%,其中ACH需求增长率约5%,双酚A约4%。日本对丙酮的需求量的年均增长率约3%,其中双酚A为12%,甲基异丁基酮和溶剂均为约1%,ACH约3.4%。近年来世界各地区丙酮需求现状和预测见表2所示。
表2 世界各地区丙酮需求现状及预测 (单位:万吨)
地区 | 1995年 | 1997年 | 2000年 | 2005年 | 2010年 | 1995-2000年均增长率,% |
美国 | 1181 | 122.5 | 129.5 | 140.0 | 152.0 | 1.6 |
西欧 | 1018 | 105.7 | 111.7 | 124.9 | 139.7 | 2.1 |
日本 | 389 | 40.5 | 42.0 | 47.2 | 51.9 | 2.0 |
其他 | 393 | 45.3 | 56.0 | 77.7 | 102.3 | 6.6 |
nt-family: 宋体; mso-ascii-font-family: Times New Roman; mso-hansi-font-family: Times New Roman”>合计 | 2981 | 314.0 | 340.1 | 389.7 | 445.9 | 2.7 |
2.我国丙酮的生产消费及市场分析
我国从1956年开始生产丙酮,当时采用的发酵法,即以农副产品如玉米为原料,经过生物发酵得乙醇、丙酮和丁醇的混合液,再通过精制分离得到丙酮、乙醇和丁醇。国内生产丙酮的另一种方法是异丙苯法,该法在生产苯酚的同时联产丙酮,每生产1吨苯酚可以生产0.6吨丙酮。目前,我国丙酮的生产厂家有50多家,其中采用异丙苯联产法的有6家,生产能力约占65%以上,产量约占85%以上,其余大多数企业采用粮食发酵法。生产能力在万吨以上装置只有5套,占总数的9.43%,而其余小装置的生产能力却占了总生产能力的70.86%。1990~1998年间丙酮产量的年均增长率为9.7l%。目前我国丙酮的生产厂家及产量分别见表3和表4所示。
表3我国丙酮的生产厂家及生产能力(单位:吨/年)
生产企业 | 生产能力 | 生产企业 | 生产能力 |
通辽市第三化工厂 | 2500 | 高桥石化公司 | 10000 |
太原溶剂厂 | 2000 | 金湖溶剂厂 | 500 |
石家压栾城医药化工厂 | 1000 | 无锡溶剂总厂 | 500 |
华北制药厂 | 2500 | 无锡市第三橡胶厂 | 400 |
京酿酒总厂 | 500 | 靖江县溶剂厂 | 500 |
燕山石化化工二厂 | 35000 | 淮阴市造漆厂 | 500 |
抚顺市化工五厂 | 2500 | 安微灵壁县塑料溶剂厂 | 500 |
锦西化工总厂 | 1000 | 砀山县化工总厂 | 1000 |
科右前旗溶剂厂 | 400 | 芜湖市日新化工厂 | 1500 |
哈尔滨酒精一厂 | 400 | 芜湖木材厂 | 400 |
青岗溶剂 | 1500 | 淄博有机化工厂 | 500 |
黑龙江友谊糖厂 | 400 | 潍坊溶剂厂 | 500 |
上海中联化工厂 | 500 | 泗水县溶剂厂 | 1000 |
上海溶剂厂 | 6000 | 单县有机化工厂 | 500 |
天津酿酒厂 | 400 | 重庆东方试剂厂 | 400 |
余杭县溶剂厂 | 500 | 四川内江制药厂 | 300 |
永康县溶剂厂 | 500 | 云南溶剂厂 | 1500 |
义乌溶剂厂 | 500 | 九八九八工厂 | 1500 |
南昌溶剂厂 | 1000 | 惠安化工厂 | 500 |
湖南洞庭化工厂 | 500 | 兰州化工公司合成橡胶厂 | 1000 |
衡阳市溶剂厂 | 500 | 新疆伊犁溶剂厂 | 500 |
沙市市溶剂厂 | 500 | 汝州市溶剂厂 | 500 |
沙市市合成树脂总厂 | 500 | 伊宁县溶剂厂 | 800 |
河南西华县化肥厂 | 3000 | 吉林化工公司 | 30000 |
佛山市溶剂厂 | 500 | 哈尔滨华宇化工公司 | 1000 |
南宁制糖造纸厂 | 400 | 无锡有机原料厂 | 3000 |
四川广元溶剂厂 | 1200 | 合计 | 162300 |
表4 国内丙酮产量统计
年份 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 |
产量,吨 | 446581 | 87340 | 55324 | 85037 | 111450 | 114164 |
年增长率 | -13.70 | 87.50 | -36.66 | 53.71 | 31.06 | 2.44 |
我国丙酮主要用于生产丙烯酸甲酯类和医药行业,两者消费量分别占丙酮生产总量的35和 12。甲基丙烯酸甲酯主要用于生产有机玻璃,后者主要用于建材行业和仪器仪表等领域,在“九五”期间需用量是很大的。医药行业作为“八五”期间工业部门中发展最快的行业,其发展势头在“九五”期间将继续保持。从发展趋势看,未来几年双酚A对丙酮的需求量也将迅速增加,因此,可以预见未来几年国内对丙酮需求量仍很大。国内丙酮消费构成(预计)见表5。
表5 国内丙酮消费结构构成(预计)(单位:%)
用途 | 2000年 | 2005年 | 2010年 |
甲基丙烯酸甲酯 | 19.4 | 18.5 | 18.0 |
双酚A | 10.4 | 15.0 | 19.2 |
防老剂 | 5.5 | 6.2 | 7.1 |
农药 | 0.9 | 0.7 | 0.4 |
油化 | 7.9 | 6.3 | 4.9 |
医药 | 12.2 | 11.8 | 9.4 |
其他 | 43.7 | 41.5 | 41.0 |
合计 | 100 | 100 | 100 |
随着我国化学工业的发展,我国丙酮的消费量不断增长。1980年我国丙酮消费量为3.08万吨,1990年上升6.12万吨,1998年增长到17.83万吨。其中,“八五”计划期间年均增长率为19.8%;“九五”计划前3年为2.54%,详见表6。
表6 国内丙酮表观消费统计
年份 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 |
表观消费量,万吨 | 9.2672 | 15.1144 | 15.5742 | 13.2112 | 17.8289 | 18.7688 |
年表观消增长率,% | 5.45 | 63.10 | 3.04 | -15.17 | 34.95 | 5.27 |
国内自给率,% | 50.26 | 57.79 | 35.52 | 64.37 | 62.51 | 60.83 |
我国目前丙酮的生产能力虽然达16万吨/年,但年产量仅在9万吨左右,而需求量在12万吨/年以上,供不应求,因而每年都有一定数量的进口。近年来我国丙酮的进出口量见表7。
表7 我国近年来丙酮进出口情况
年份 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 |
进口量,万吨 | 4.6237 | 6.4598<style>body{font-size:9pt}TH{FONT-SIZE: 9pt}TD{ font-size: 9pt }–></style |
10.1420 | 4.7946 | 6.7149 | 7.3745 |
出口量,吨 | 146 | 794 | 1002 | 889 | 310 | 221 |
随着我国化学工业的不断发展,丙酮的需求量将不断增加,预计近期内环氧树脂对丙酮的需求将以年均5.2%的速度增长,2000年将达0.9万吨左右;橡胶加工助剂对丙酮的需求量将以5.8%的年均增长率上升,预计2000年对丙酮的需求量将达到10.8万吨左右;ACH对丙酮的需求以年6.5%的速度增长,2000年需求量将达1.52万吨:涂料工业对丙酮的需求将以年均6.25%的速度增长,2000年对丙酮的需求量将达到0.7万吨,再加上其他化工产品的需求,即到2000年仅化学工业就需丙酮为14万吨,再加上在医药、轻工、石油等方面的需求,预计2000年我国对丙酮的总需求量将达到18.5万吨,2002年将达22万吨以上。
3. 市场价格
我国丙酮的市场价格受到国际市场行情和进口量影响很大,1996年元月最高价格为10300元/;6月份下跌到8000元/吨,年末降为6100元/吨。1997年上半年由于上年库存结转超储,迫使市场价继续下跌,元月最高价为5800元/吨,6月份跌到5000元/吨,下半年由于进口大幅下降,可供量减少,价格又有回升,8月份反弹到6000元/吨,12月上升到6500元/吨。1998年1月份价格为6800元/吨,6月份跌到了5000元/吨,12月份有跌至4500元/吨,1999年初价格继续下跌,仅为3800元/吨左右,6月份价格为3500元/吨左右,7月份价格开始反弹,9月份价格达5500元/吨,10月份价格继续保持上涨之势,下旬价格达7900元/吨,12月份由于丙酮进口量的增加以及下游产品需求不旺,使得其价格下降到6500-6700元/吨。今年3月开始,由于国际原油价格上涨,加上国内丙酮下游油漆、涂料等行业生产发展较快,国内丙酮生产成本较高,进口量有限,使得丙酮价格持续上升到7100-7200元/吨左右,有些地区高达8000元/吨。预计下半年由于国际市场上丙酮生产能力的增加,丙酮将形成产量进入市场,届时的丙酮价格将会有所下降。但就短期来看,丙酮价格还不会出现大幅度的下跌,估计近期价格将保持在6600-7000元/吨的水平内波动。
4. 国内丙酮近期发展趋势
鉴于国内双酚A、ACN等丙酮衍生物在下世纪将有较大发展,故各地都在筹建、扩建、拟建丙酮装置:
上海漕泾化工区拟建年产20万吨苯酚/丙酮装置、为下游产品双酚A等配套。
新疆有机化工厂正筹建年产8万吨苯酚/丙酮装置。
山东东明石油化工厂正筹建年产3万吨丙烯氧化法丙酮装置。
无锡有机原料厂年产8万吨苯酚/丙酮装置已于1998年投产。
荆门石汕化工总厂拟建年产3万吨丙烯氧化法丙酮装置。
Dow化学天津乙烯项目中拟建年产10万吨丙烯氧化法丙酮装置。
由此可见,到2002我国丙酮的生产能力将达到20万吨/年以上,原粮食酵法小装置大部分将停产,丙酮开工率将达80%以上,产量在16万-17万吨,自给率将达85%,缺口仍需进口弥补。
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