环氧丙烷供需及生产技术分析Word文档格式.docx
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2.1国内供应现状
目前国内有20多家环氧丙烷生产企业，其中生产能力在10万吨/年以上的企业15家。
主要有山东鑫岳、吉神化学、镇海炼化利安德化学、中海壳牌、山东滨化、锦化氯碱、天津大沽石化、山东金岭等企业。
我国的环氧丙烷生产始于20世纪60年代，近年我国环氧丙烷产能快速增长。
2001年，我国环氧丙烷产能为48万吨/年，到2004年产能已达到56万吨/年，2006年增至95万吨/年，2009年产能达到126万吨/年，2009年产量110万吨，开工率达到87.3%。
2014年产能达到276万吨,产量达189.7万吨，而表观消费量达到235.25万吨，供需缺口高达45.55万吨。
近几年，国内环氧丙烷大量扩建、新建，今后一段时期仍将是产能集中投产的高峰。
2015国内主要生产企业见下表1。
表12015年国内环氧丙烷主要生产商一览表
序号公司名称地址生产工艺产能，万吨/年
l锦化化工集团氯碱股份公司葫芦岛日本旭硝子氯醇法13
2沈阳金碧兰化工有限公司沈阳日本旭硝子氯醇法4
3天津大沽精细化工股份有限公司天津三井东压氯醇法15
4山东滨化集团有限公司山东滨州国内氯醇法28
5山东金岭化工股份有限公司山东东营国内氯醇法8
6山东东辰控股集团山东东营国内氯醇法5
7山东石大胜华化工股份有限公司山东东营国内氯醇法4
8山东东大化学工业有限公司山东淄博三井东压氯醇法12
9万华化学山东烟台PO/MTBE24
10鑫岳化工山东无棣国内氯醇法35
11南京金鹏锦湖化工有限公司江苏南京氯醇法8
12江苏钟山化工有限公司江苏南京氯醇法4
13福建媚洲湾氯碱工业有限公司福建泉州日本旭硝子氯醇法4
14中海壳牌石油化工有限公司广东惠州PO/SM技术25
15镇海炼化利安德化学公司浙江宁波PO/SM技术28.5
16吉神化学吉林HPPO30
17中石化巴陵石化湖南岳阳HPPO10
近两年我国环氧丙烷在建项目统计见下表2。
表2近两年我国环氧丙烷在建项目统计
生产厂家
生产工艺
产能，万吨/年
预计投产时间
金陵亨斯迈新材料
PO/MＴBE
24
2015
金浦锦湖
氯醇法
8
阳煤恒通
HPPO
20
山东大泽
10
2016
2.2国内消费现状
国内环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇，但多元醇中也有基于聚酯而非基于PO的。
聚醚多元醇是聚氨酯的主要原料，目前聚氨酯是环氧丙烷（PO）在中国的最大出路，并且在2006-2014年占消耗总量的80％。
中国聚氨酯工业发展迅速，目前中国的聚氨酯生产商已超过一千家。
中国的聚氨酯应用包括：
家具、汽车、鞋类、纺织品、建筑、电器、冷藏运输等。
中国产量最高的聚氨酯产品是软质泡沫塑料，其次是硬质泡沫塑料和非泡沫聚氨酯，这些产品的产量在过去十年来也大幅增加。
在中国，大部分多元醇用于生产软质和硬质聚氨酯泡沫塑料。
软质聚氨酯泡沫塑料可用于家具坐垫、床上用品、包装和汽车座椅。
硬质聚氨酯泡沫塑料主要用作建筑、运输、包装和家电行业（例如冰箱和冰柜）的保温材料。
聚氨酯相关行业，例如汽车产量已从2006年的7,300,000辆增至2014年的23,722,900辆。
国内环氧丙烷行业自20世纪90年代初期开始,消费量保持高速增长,1990～2005年环氧丙烷消费量年均增长率高达22.6%。
2005年以来,随着我国聚氨酯工业进入新一轮发展期,对上游原料环氧丙烷需求增长进一步加快。
2008年国内环氧丙烷的表观消费量达到105.3万吨。
2008年下半年以来，由于受金融危机的影响，市场消费量增长趋缓。
2009年，随着国内经济复苏，下游聚醚需求旺盛，环氧丙烷表观消费量达到135.4万吨。
2014年国内环氧丙烷表观消费量达到235.25万吨。
随着聚氨酯工业的飞速发展，聚醚多元醇等衍生物国产化率将大幅提高，环氧丙烷的需求量仍将有较大的增长。
预计2016年中国PO需求量将达到320万吨。
2.3环氧丙烷的进出口情况
2003年以前我国环氧丙烷进口量不大，其进口量主要体现在下游产品聚醚和聚氨酯上。
从2003年开始，环氧丙烷进口量开始猛增，进口量由2002年的5.3万吨，增加到2003年的11.6万吨，2004年又猛增至19.1万吨。
2005～2008年，随着国内新增产能的大量投产，环氧丙烷进口量逐步回落，维持在l2万～15万吨。
但2009年环氧丙烷进口量又激增，达到25.4万吨，同比增长66.1%。
其中90%以上的产品来自日本和新加坡；
日本占58.5%，新加坡占34%。
我国环氧丙烷进口主要集中在江苏和浙江两省，占全国进口量的85.8%。
其中江苏省进口量最大，占62.5%。
江苏省既有一统聚氨酯制品有限公司、南京红宝丽股份有限公司、江苏钟山化工有限公司等下游聚醚及聚氨酯企业，又有较多的贸易仓储商，如常州市新华石油化工储运有限公司、张家港越洋实业有限公司等，因此环氧丙烷进口量一直高居全国首位。
从进口海关来看，排在前三位的为南京、宁波和上海，占进口量的比例分别为62.5%、23.3%和6.6%。
我国环氧丙烷出口量较少，中海壳牌石化、锦化氯碱、天津大沽化工和山东滨化有少量出口。
近年来我国环氧丙烷产需平衡情况见下表4。
表4近年来我国环氧丙烷产需平衡表
单位:
万吨
年份
产量
进口量
出口量
表观消费量
自给率,%
2009
105
25.5
130.1
80.4
2010
129
36.2
165.2
78.1
2011
133
31.4
164.4
80.9
2012
149
51.5
200.5
74.3
3013
166
44.5
0.1
209.9
78.8
2014
189.7
45.65
235.25
80.6
2.4 全球环氧丙烷供需现状
2014年全球环氧丙烷产能达到1009.7万吨／年，2011-2014年产能年均增速约为4.1％。
产能主要集中在美国、中国和欧洲。
除中国外全球环氧丙烷产能情况见下表3。
表3全球环氧丙烷产能情况（不包括中国）
单位；
万吨/年
公司
国家/地区
产能
利安德化学
美国德州伯波特
60
荷兰Botlek
24.4
美国德州Channelview
55
法国Fos
22
荷兰Massvlakte
28.5
陶氏化学
巴西Aratu
25
美国德州自由港
72.5
德国Stade
59
美国路易斯安纳
33
比利时安特卫普
30
EllbaCV
荷兰Moerdijk
21
东方石化
新加坡西拉耶岛
16
壳牌化学公司
巴斯夫
德国路德维希港
12.5
雷普索
西班牙塔拉戈纳省
SCG-Dow
泰国
39
拉比格石化
沙特
2008-2014年全球需求年均增长率6.2%，高于同期产能增长率1.3%。
预计2018年，全球生产能力将达到1160万吨/年，需求量为1054万吨。
长期来看，全球环氧丙烷市场前景依然乐观。
2.5近年来国内环氧丙烷价格较高，效益较好。
2012年1月4日环氧丙烷价格为12600元/吨，2015年3月24日的价格为12750元/吨，2012年1月4日至2015年3月24日的均价为12700元/吨。
三年间由于原油价格呈振荡走势，环氧丙烷价格的也呈振荡走势，但总的来说，环氧丙烷的效益不错，尤其是今年由于丙烯价格较低，环氧丙烷的效益很好。
2012年1月4日－2015年3月24日国内环氧丙烷价格走势见下图1。
图12012年1月4日－2015年3月24日国内环氧丙烷价格走势
3国内主要生产工艺
环氧丙烷是重要的丙烯衍生物，每年约7%的丙烯用于环氧丙烷生产。
生产工艺主要有氯醇法、共氧化法（也称间接氧化法）和过氧化氢直接氧化法（HPPO法）。
目前世界生产环氧丙烷的主要工业化方法为氯醇法和共氧化法，其中共氧化法又分为乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法。
近几年，过氧化氢直接氧化法已开发成功并实现工业化生产。
3.1氯醇法
氯醇法生产历史悠久，工业化已有60多年，以美国陶氏化学（DowChemical）公司的氯醇法为代表。
氯醇法的主要工艺过程为丙烯氯醇化、石灰乳皂化和产品精制，其特点是生产工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好，对原料丙烯的纯度要求不高，从而可提高生产的安全性，建设投资少。
由于固定资产投入少，产品成本较低，其产品具有较强的成本竞争力。
目前世界环氧丙烷约40%的产能为氯醇法。
氯醇法的缺点是水资源消耗大，产生大量废水和废渣，每生产1吨环氧丙烷产生40-50吨含氯化物的皂化废水和2吨以上的废渣，该废水具有温度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的“五高”特点，难以处理。
同时，氯醇法还消耗大量高能耗的氯气和石灰原料，而氯和钙在废水和废渣中排放掉，生产过程中产生的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重。
中国环氧丙烷生产始于20世纪60年代，采用自行开发的氯醇法工艺路线。
20世纪80年代末和90年代初，中国先后引进了日本旭硝子公司、三井东压公司、昭和电工公司和美国陶氏公司氯醇法技术，锦化化工、山东滨化、天津大沽化工等企业环氧丙烷装置建成投产后取得了较好的经济效益，生产水平得到较大提高。
3.2共氧化法
共氧化法又称哈康法，包括异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法2种，分别由异丁烷或乙苯与丙烯进行共氧化反应，生成叔丁醇或苯乙烯，同时联产环氧丙烷。
共氧化法克服了氯醇法的腐蚀大、污水多等缺点，具有产品成本低（联产品分摊成本）和环境污染较小等优点。
自1969年工业化以来，在世界范围发展迅速，目前，共氧化法环氧丙烷产能已占世界总产能的55%左右。
共氧化法的缺点是工艺流程长，原料品种多，丙烯纯度要求高，工艺操作在较高的压力下进行，设备材质多采用合金钢，设备造价高，建设投资大。
同时，环氧丙烷在共氧化法生产中，只是1个产量较少的联产品，每吨环氧丙烷要联产2.2～2.5吨苯乙烯或2.3吨叔丁醇，原料来源和产品销售相互制约因素较大，必须加以妥善解决，只有环氧丙烷和联产品市场需求匹配时才能显现出该工艺的优势。
此外，共氧化法产生的污水含COD也比较高，处理费用约占总投资的10%。
3.3过氧化氢直接氧化法（HPPO法）
过氧化氢直接氧化法（HPPO法）是由过氧化氢（双氧水）催化环氧化丙烯制环氧丙烷的新工艺，生产过程中只生成环氧丙烷和水，工艺流程简单，产品收率高，没有其他联产品，基本无污染，属于环境友好的清洁生产系统。
目前过氧化氢直接氧化法工艺分别由赢创工业集团（原德固萨，Degussa）与伍德（Uhde）公司、陶氏化学和巴斯夫（BASF）公司联合开发和工业化推广。
2001年，赢创工业集团和伍德公司在德国法兰克福建设了1套过氧化氢法试验性装置，测试最佳催化剂和测定临界参数，并开始对技术进行工业化设计。
2003年，赢创推出该技术的商业化工艺包。
2006年5月，韩国环氧丙烷和聚酯薄膜生产商SKC公司从赢创和伍德购买专利，开始在韩国蔚山建设世界第1套过氧化氢法环氧丙烷装置，该装置生产规模为10万吨/年，2008年7月已建成投产，生产运行良好。
赢创HPPO工艺采用H2O2催化氧化PO和水，该放热反应在甲醇溶剂中进行，采用固体硅酸钛催化剂。
该催化剂具有高的硬度及产品选择性。
工艺的关键是环氧化管式反应器。
它在足以使反应物维持液态的高压及低于100℃的温度下运行。
PO一经生成，即从水相转入液体丙烯相，从而减少了副产物的生成，提高PO的选择性。
通过卸压和蒸馏使未分离的丙烯从产品中分离，可得到质量分数大于99.97%的PO，PO收率大于95%。
2001年，陶氏化学从EniChem公司购买了利用过氧化氢作为氧化剂来生产环氧丙烷的实验室技术，还包括在意大利的1套试验装置。
2003年，陶氏化学和巴斯夫开始合作开发过氧化氢法技术并将其商业化。
2006年，陶氏化学与巴斯夫公司共同在比利时安特卫普合资建设30万吨/年过氧化氢法环氧丙烷装置，于2009年初建成投产。
2008年6月，陶氏化学与泰国SiamCemen集团（SCG）合资建立的SCG-DOW集团在泰国的环氧丙烷装置动工，使用陶氏与巴斯夫联合开发的过氧化氢法工艺，产能为39万吨/年，该项目于2011年投入运营。
BASF-DOW的HPPO工艺在适当的温度及低压液相情况下，以甲醇为溶剂，采用自主专利技术的TS-1钛硅分子筛催化剂使丙烯与过氧化氢发生环氧化反应。
反应具有较高的转化率和良好的PO选择性，过氧化氢被彻底转化，未转化的丙烯可循环再利用。
出口物流中的排气（丙烯）、粗PO和甲醇通过蒸馏进行分步分离，甲醇被回收利用，最终的含水物流在检测PG含量合格后，进入水处理装置。
粗PO蒸馏提纯至理想纯度。
中石化自主开发的HPPO技术也已取得成功，采用该技术的长岭炼化10万吨／年装置已于2014年成功投产。
反应温度55℃，压力0.7MPa，过氧化氢转化率94.5%，PO选择性91%。
4三种生产方法比较
目前生产环氧丙烷的方法主要有氯醇法、共氧化法及过氧化氢直接氧化法（HPPO法）,共氧化法主要有PO/SM及PO/MTBE法。
共氧化法的主要缺点是需要解决联产品的销售问题。
HPPO工艺投资低，工艺流程简单，产品收率高，没有其他联产品，基本无污染，属于环境友好的清洁生产系统。
我公司现有的28.5万吨/年的环氧丙烷装置总投资达四十多亿。
而2014年投产的吉神化学30万吨/年环氧丙烷装置总投资25亿元（不含双氧水单元），采用世界最先进的德国赢创公司HPPO工艺技术建设，工艺技术水平国际领先.从投资数量、建设规模来看，是目前世界第二大装置，国内第一套采用过氧化氢直接氧化技术，生产环氧丙烷的装置。
其中过氧化氢的转化率大于98%，丙烯的选择性大于95%，该工艺流程简单，占地面积小，生产一吨环氧丙烷只产生0.8吨废水，是目前世界上生产环氧丙烷工艺中技术最先进、最环保、最节能的清洁生产工艺。
但是据相关介绍，HPPO技术每生产1吨PO要消耗约0.6吨双氧水（折成100％），而高纯度双氧水运输困难，所以必须就近解决双氧水来源问题。
而高纯双氧水生产技术仅掌握在少数公司手中，因此HPPO配套建设双氧水单元受到了很多限制。
例如索尔维和赢创只独资建设双氧水装置，不转让或接受参股，并要签订按成本加一定利润率为计算基准的长期销售合同。
三种生产方法的优缺点比较见下表5。
表5三种生产方法的优缺点比较
生产方法
优点
缺点
历史悠久，工艺成熟
设备易腐蚀
工艺流程短，操作弹性大
废水量大
生产比较安全
氯气消耗多
丙烯纯度要求不高
副产二氯丙烷
废渣量大
共氧化法
废水量少
废水处理困难
设备无腐蚀
工艺流程长
副产品经济价值高
原料品种多
丙烯纯度要求高
生产大量联产品
建设投资大
三废少,工艺流程短,无联产品
工业化时间短
投资少,原料成本低
工艺待完善
在2006年以前，中国的PO生产装置只采用氯醇法工艺，由于认为氯对环境、装置人员和公众有害，因此在中国氯醇法工艺受到环保方面的关注相当多。
尤其是，公众日益关注非氯碱PO联合生产装置的氯输送问题；
每生产1吨PO至少要处置40吨灰白色废水和1吨不能焚烧需进行垃圾填埋的废渣，这对环境造成了严重损害。
事实上，国家发改委（NDCR）已于2011年3月27日将PO氯醇法生产工艺列入《产业结构调整指导目录》的投资“限制”类别中。
随着我国对环境保护的日益重视，环保成本的逐年提高，氯醇法将逐步被淘汰。
共氧化工艺不需要采用氯气作为原料，每生产一吨PO所产生的废水和废渣明显较少，因此其环境影响也非常小。
共氧化装置还可建为世界级规模，并与炼厂和/或乙烯裂解装置密切整合，以实现规模经济。
HPPO工艺投资低，工艺流程简单，产品收率高，没有其他联产品，基本无污染，属于环境友好的清洁生产工艺。
三种工艺技术经济比较见下表6。
表6三种工艺技术经济比较
项目
PO/TBA
壳牌PO/SM
投资/亿元（以1万t/a计）
2.1
2.77
4.69
1.1
PO产品收率/%
88%
91%-93%
98.9%
94%-95%
每吨PO所需丙烯/吨
0.78
0.85
0.798
公用工程（每吨PO需要量）
电/（kWh）
100
385
442
比传统工艺能耗降低35%-40%
冷却水/t
200
500
855
蒸汽（4MPa）/t
2
4
12
人员
81
56
74
50
5结论
氯醇法将逐步被淘汰，共氧化法及过氧化氢直接氧化法（HPPO法）各有利弊，具体选用何种工艺由具体情况确定。
随着中国进入中高等收入国家，节能环保要求的进一步提高,环氧丙烷的需求量将有较大的增长，因此环氧丙烷发展前景看好，公司可以考虑尽快新建环氧丙烷装置，抢占市场先机。
所需丙烯可考虑从海越化工购买，用管道输送到公司。
参考资料：
1.朱留琴．环氧丙烷的生产技术及市场分析[J].精细石油化工进展，2012.10（13）：
39-43.
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