丁二烯经环氧丁烯制四氢呋喃新工艺
一、项目开发研制背景
20世纪下半叶,世界石油化工获得高速发展,乙烯产量成为衡量一个国家石油化工发展水平的标志。由于乙烯需求的持续增长,乙烯装置规模不断扩大,乙烯产量迅速增长。因此,作为石油裂解制乙烯副产物的丁二烯资源迅速增加,国外早在20世纪八十年代已经过剩,各大公司纷纷投入力量开发丁二烯新用途。我国引进和扩建了多套大型乙烯生产装置,乙烯产量迅猛增加,专家预测国内丁二烯资源2005年也将过剩。
在众多丁二烯利用新途径中,丁二烯环氧化技术备受瞩目。其原因在于,从环氧化产物环氧丁烯出发,可衍生出二氢呋喃、四氢呋喃、1,4-丁二醇、环丙胺、丁烯醋酸酯/碳酸酯、卤代环氧丁烷等等上百种化学品,涉及精细化学品、功能高分子、农医药中间体和手性化合物等多个领域。
该工艺由Eastman Chemical公司在八十年代末发明,并于1997年建立了世界首座1460t/a环氧丁烯中试工厂。目前该公司可以提供2,3-二氢呋喃、环丙基甲酸、环丙基甲酯、环丙基甲醇、丁烯醋酸酯等5种工业化产品以及丁烯二醇等12种中试产品。该技术是除乙烯外的烯烃,用分子氧在气相下进行选择性环氧化的事例,被列入“近10年已在工业化中取得巨大成就的催化反应和催化剂”的有机合成类首项成就,具有较高的技术先进性。该工艺在石油化工和精细化工间建立起桥梁和纽带,是石油化工精细化的理想技术路线之一。
1997年底,中科院开展丁二烯环氧化制环氧丁烯的研究,目前下游产品的研究也已开展,均取得良好进展。环氧化催化剂专利(CN
二、市场分析
在环氧丁烯下游产品中,多数是医药中间体、农药中间体及专用化学品。国内这些行业普遍存在品种单一、工艺老化、制备流程长、污染大等问题,严重影响了产品的竞争力。1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯及环丙胺等等,都是国内应用广泛、产不足需的精细化学品。例如我国1,4-丁二醇生产大多采用落后的炔醛法,总产能近4万吨,13个主要生产厂中,只有2个万吨规模厂。又如,我国四氢呋喃生产主要采用糠醛法和1,4-丁二醇脱氢法,十几家总产能不足万吨,每年进口5000吨左右。另外,γ-丁内酯的需求量每年以6%的速度递增,国内产不足需。专家认为,有必要“充分利用国内C4资源,建设1套具有竞争能力、经济规模的1,4-丁二醇生产装置,以解决我国国内1,4-丁二醇供需矛盾。”
四氢呋喃是一种重要的有机合成原料和性能优良的溶剂,具有低毒、低沸点、流动性好等特点,是发展前景广阔的精细石油化工产品。我国约90%的THF用于医药、农药中间体和溶剂,而美国约80%用于生产氨纶、聚氨酯弹性纤维的原料PTMEG。国际上对氨纶纤维的需求量以10%的速度增长,特别是亚洲增长速度达到20%,我国在近年来预计将以年均15%的需求量增长。聚氨酯也是消费四氢呋喃未来发展较快的领域之一。2002年4月,BASF公司宣布将采用丁烷-顺酐(Davy)法工艺路线,在上海漕泾独资建设8万吨THF和6万吨PTMEG装置,试图垄断国内的THF生产和市场。由于环氧丁烯只需环化、加氢即可得到THF,开发拥有自主知识产权的丁二烯经环氧丁烯生产THF新工艺,不仅必要,而且具有明显的市场竞争能力。
近年来药物中间体的开发生产已成为国内化工界的新兴产业和热点行业,环丙胺作为重要的药用精细化工中间体,国内市场呈现供不应求的态势,环丙胺的生产能力的增加又将极大促进新一代广谱抗菌素环丙沙星的发展,而且使得环丙胺在医药、农药及有机合成中的应用迅速普及,供需矛盾更加尖锐。
环氧丁烯经卤化、硫化、与醋酸和CO2加成等反应,可生成系列卤化(取代)乙烯基环氧化物、碳酸酯、醋酸酯单体,经齐聚或共聚反应,制备各种嵌段聚醚、聚酯、阻燃材料、新型润滑材料、光敏涂料或粘合剂等功能高分子材料。它们的突出优点在于,这些聚合产物仍保留C=C双键或环氧基团,可以进一步改性处理。因此,由环氧丁烯制备下游产品可产生一系列新的市场需求和产业。
三、投资条件及效益分析
据初步估算,500吨/年四氢呋喃中试装置投资约2300万元,其中:设备固定资产投资:1800万元,流动资金:500万元。
预计年产值:1500万元,年利润:500万元。
四、合作要求与条件
共同合作开发丁二烯经环氧丁烯生产1,4-丁二醇、四氢呋喃新工艺研究开发,提供中试开发经费,合作建设中试及工业化装置,享有中试成果的优先使用权、后续开发或转让控制权,按出资比例获得项目收益。