14丁二醇及下游产业报告.docx
《14丁二醇及下游产业报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《14丁二醇及下游产业报告.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
14丁二醇及下游产业报告
14-丁二醇及下游产业报告
14-丁二醇及下游产业报告
1,4-BDO及下游产业报告
主要内容：
一．1,4-BDO现状及发展介绍
二．1,4-BDO生产工艺比较
三．1,4-BDO下游应用
四．山西三维及INVESTA技术简介
五．1,4-BDO产业未来发展方向
一．1,4-BDO现状及发展介绍
（1）1,4-BDO简介
1,4-BDO是一种重要的有机化工原料和精细化工原料，其衍生物更是附加价值高的精细化工产品，广泛用于溶剂、医药、化妆品、增塑剂、固化剂、农药、除莠剂、泡沫人造革、纤维、工程塑料等方面。
最初1，4-BDO用来制备合成橡胶单体丁二烯，随着丁二烯有了更经济的来源而被替代。
后来1，4-丁二醇主要用于制造四氢呋喃（THF）及其聚合物、γ-丁内酯（GBL）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N-乙烯基吡咯烷酮及其聚合物聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）等。
二十世纪七十年代以来，聚氨酯工业和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）工程塑料迅速发展,促进了1,4-BDO的进一步发展。
（2）1,4-BDO国内发展历程
我国1,4-BDO的生产开始于二十世纪八十年代。
当时生产主要采用以乙炔和甲醛为原料的Reppe生产工艺。
由于技术水平所限，国内1,4-BDO的生产长期驻足不前，主要经营状况是化学制药厂家以自给自足的方式生产以满足下游小批量产品的需求。
因此，国内的1,4-BDO产业到二十世纪九十年代中期尚未形成工业化生产。
直到1998年国内1,4-BDO生产能力不足5000吨/年，实际产量不足500吨/年。
而这个时期市场需求量也很低。
而到2001年我国1,4-BDO陕西延长
10
改良Reppe
INVESTA
合计
201.5
由表可见，仅采用Reppe工艺的生产装置就多达15套，合计产能高达125万吨。
除此之外，在建或规划建设的1,4-BDO项目还有陕西韩城黑猫的6万吨、陕西恒源煤电的10万吨、内蒙古伊东的20万吨。
这些项目全部建成后，我国1,4-BDO生产装置能力将接近300万吨。
而即使到了2015年，预计我国1,4-BDO市场需求总量也不过60-80万吨，但这个年平均增长率已经超过了15％，毫无疑问产能将严重过剩，市场竞争进一步加剧。
二．1,4-BDO生产工艺比较
路线名称
专利公司
工业化年代
生产工艺
工艺特点
传统Reppe法
BASF
40年代
炔化后加氢
操作费用低，设备造价昂贵，催化剂易失活。
改良Reppe法
ISP
70年代
炔化后加氢
催化剂活性高，机械强度大，寿命长，安全可靠灵活。
顺酐直接加氢法
三菱油化
70年代
顺酐直接催化加氢
投资大、反应压力高，成本高。
BP/Lurgi
90年代末
顺酐水解后顺酸加氢
丁烷氧化成顺酐，然后水解成顺酸，再加氢。
工艺简单，公用工程费用低，投资低。
顺酐酯化加氢法
Davy
90年代初
顺酐酯化后加氢
采用非酸酯化催化剂，降低设备材质。
投资和成本均较低，可调节1,4-BDO/THF/GBL的生产。
烯丙醇法
可乐丽
80年代
氢甲酰化后加氢
投资低，催化剂寿命长，廉价原料来源受到限制。
丁二烯醋酸法
三菱化成
80年代
乙酰氧基化后加氢、水解
原料便宜，可调节1,4-BDO和THF的生产，但流程长，投资大，蒸汽消耗高。
丁二烯氯化法
东杨曹达
70年代
气相氯化后水解
原料便宜，投资相对低，工艺简单，但受氯丁橡胶的制约，公用工程费用高。
工艺技术
优点
缺点
传统Reppe法
（1）发展历史长，工艺成熟；
（2）流程短，产品收率高；
（3）操作费用低，副产物少。
（1）原料乙炔远程贮运有危险；
（2）操作条件苛刻，压力高；
（3）廉价乙炔获得量有限；
（4）设备造价高。
改良Reppe法
（1）工艺先进成熟，副产品少；
（2）产品收率高；
（3）催化剂活性高，寿命长；
（4）投资低，适于大规模生产。
（1）原料乙炔远程贮运有危险；
（2）廉价乙炔获得量有限；
（3）操作条件较苛刻。
烯丙醇法
（1）投资低，副产价值高；
（2）催化剂寿命长；
（3）系统中蒸汽能有效利用。
（1）烯丙醇难以廉价获得时，生产成本高；
（2）羟基化反应选择性低；
（3）全过程收率低。
丁二烯法
（1）操作条件温和；
（2）废液量少。
（1）流程长，过程复杂；
（2）投资高；
（3）公用工程费用大；
（4）丁二烯醋酸法设备腐蚀严重；
顺酐法
（1）流程短，投资低，生产成本较低；
（2）三废量少；
（3）可联产THF和GBL。
（1）受原料顺酐及其价格的影响。
目前，生产1,4-BDO主要生产工艺是顺酐法和Reppe法，通过对比总结如下：
1 顺酐法及Reppe法两种原料路线将长期共存
2 天然气乙炔只在特定地区、特定业主有竞争力
3 不同地区、不同原料基础决定不同原料路线
4 产品质量、生产成本互有高低
5 不同产品应用领域对原料路线产生影响
三．1,4-BDO下游应用
（1）THF/PTMEG
THF原本用作溶剂，后来发展到用作PTMEG的中间体，这个聚醚多元醇可用作多种功能性聚合物的主链,包括共聚聚酯、弹性体、热塑性聚氨酯和聚氨酯弹性纤维。
我国THF的消费主要取决于PTMEG的需求情况，而PTMEG主要用于氨纶和聚氨酯弹性体的原料。
除此之外，在制造工艺中还被用来作纺丝剂。
据统计，2012年我国PTMEG占THF总消费量的91.22%，其余为医药占THF的4.88%和其他占THF的3.90%。
用PTMEG为原料生产的热塑性聚氨酯在工业上有很多用途，如广泛用于石化、机械、军工、造船、汽车、合成革等行业，可生产的部件有汽车轮胎、汽车驾驶盘、轧钢机辊、汽车和火车的连轴节、机泵管道的衬里、各类油封件和水封件、电缆护套、鞋底、垫片等另外，PTMEG还可广泛用于涂料及表面活性剂等工业。
氨纶纤维是各种弹性纤维中最佳的一种,松紧适度,有好的伸长率和回弹性。
随着人民生活水平的提高，中高档纺织品的生产将以较高的速度发展，纺织品中氨纶的使用将越来越普遍，必然带动PTMEG市场的快速扩张。
据统计，我国PTMEG消费构成大致为：
氨纶约占82.8%，TPU约占5.61%，PU树脂约占5.14%，其他约占6.45%。
我国氨纶行业经过高速增长后，将进入稳定增长期，未来几年的需求增速将维持15%以上，氨纶产能和产量也将大幅增长，因此对于PTMEG的需求量将保持稳定增长。
2012年国内PTMEG产能和产量
生产企业
产能（万吨/年）
产量（万吨）
备注
巴斯夫（上海）
6
5.5
大连化学（江苏）
4
2.83
山西三维
5
3.3
中化国际
2
0.05
前郭炼油厂
2
0
停产
杭州三隆
2
1.5
韩国晓星（上海）
6
3.7
三菱化学（宁波）
2.5
1.3
四川天华
4.6
0.1
合计
34.1
18.3
出口0.96；进口12
表观消费量：
29.34
（2）PU领域
PU制品包括软泡、硬泡、弹性体、鞋底料、合成革、纤维、胶粘剂、涂料等。
我国聚氨酯工业发展迅速，聚氨酯制品生产企业已达千家，产品已应用到轻工、建筑、汽车、化工等行业。
1,4-BDO在PU的生产中，主要用作PU合成革的主要原料之一聚酯多元醇的生产，以及在PU涂料、PU胶粘剂、PU树脂和PU弹性体等生产中用作扩链剂。
在聚氨酯鞋底料生产中也少量用到1,4-BDO生产聚酯多元醇，同时也用作扩链剂。
中国PU消费状况及预测（万吨）
PU制品
2012年
2013年（E）
2017年（E）
12-17年均增长率（%）
泡沫塑料
320
355
480
7
涂料
130
145
190
7.9
胶粘剂/密封剂
40
45
60
8.4
合成革浆料
160
168
240
8.4
鞋底原液
35
36
43
4.2
氨纶
35
38
55
9.5
弹性体
60
73
102
11.2
合计
780
860
1170
8.4
2002~2012年中国聚氨酯生产状况及2016年预测（万t）
年份
聚氨酯原料
聚氨酯制品
2002
44
160
2003
57
210
2004
80
257
2005
91
300
2006
120
400
2007
153
450
2008
183
492
2009
218
550
2010
254
612
2011
336
700
2012
392
780
2016E
669
1100
06-12年增长率
22.90%
11.80%
12-16年增长率
14.80%
9.00%
中国聚氨酯工业产生于上世纪60年代，80年代改革开放后，得到了突飞猛进发展。
特别是近10年来，随着基础原料产业不断壮大，下游制品产业也得到快速发展。
但是，中国是聚氨酯产业大国，不是强国，一大批核心技术仍掌握在国外大公司手上，如HPPO制造PO技术、气相光气法制造TDI技术、IPDI制造技术、熔纺氨纶TPU技术、高固含量PUD技术等。
因此中国聚氨酯工业未来几年会进入到一个平稳发展时期，对1,4-BDO的需求不可能有爆炸性增长。
未来三年，PU产业对1,4-BDO需求年均增长率预测在8%左右。
（3）γ-丁内酯（GBL）
GBL是一种重要的有机化工原料和精细化工中间体，也是一种性能良好的高沸点溶剂。
在石油方面，γ-丁内酯可用作吸收炔烃的溶剂、芳烃的萃取剂，不溶于水的醇类和环状醚的萃取剂、润滑油的添加剂、液状烃的增粘剂和胶凝剂及卒烷值的促进剂；在医药方面，可用作麻醉剂及镇静药治疗癫病、脑出血和高血压，γ-丁内酯用作维生素原料叶绿素的中间体、X射线造影剂，用于合成抗菌素新药环丙沙星和干扰素等；在纤维方面，γ-丁内酯可用作丙烯靑纤维的纺丝溶剂和凝固剂，纤维素酯羊毛、尼龙、丙烯靑纤维的染色助剂，尼龙纤维的抗静电剂；在树脂方面，γ-丁内酯可用作聚丙烯靑、聚氯乙烯、聚苯乙烯的溶剂、聚氟乙烯树脂的分散剂，纤维素酯的溶剂，聚酯、聚酰胺、聚氨酯泡沫的原料，聚酯染色改性剂，树脂特殊增塑剂，合成树脂的抗氧剂，环氧树脂的稀释剂和固化剂；在农业上，γ-丁内酯可用作杀虫剂的中间体和除草剂等；我国γ-丁内酯消费结构大致为：
N-甲基-2-吡罗烷酮消费约占35%，2-吡罗烷酮消费约占6%，聚乙烯基吡罗烷酮消费约占15%，2-乙酰基-γ-丁内酯约占20%，环丙胺约占20%，其他约占4%。
目前用于合成医药、农药、颜料以及清洗剂等的N-甲基吡罗烷酮需求日益增长，而且今后随着石化和电子行业的发展，消费量还将继续增长。
（4）PBT
PBT是一种性能优良的热塑性工程塑料。
目前我国PBT树脂主要制成玻纤增强/阻燃复合材料，用于电子电器、汽车机械等工业零配件的制造以及PBT纤维、PBT光纤光缆护套、PBT薄膜、PBT色母等。
目前消费结构大致为：
电子电器约占52%，汽车/机械约占24%，电光行业约占20%，其他领域约占4%。
将来PBT领域会有所扩展，尤其是在通讯行业和电子行业，随着我国通讯和网络技术的发展，其用量将呈现上涨趋势。
PBT在节能灯上的应用也越来越广泛，特别是我国节能灯因价廉物美而受到更多国外用户的关注。
随着我国汽车工业的迅猛发展，PBT作为车用工程塑料的用量也会高速增长。
中国工程塑料消费情况：
2011年国国内为273.7万吨，同比增长11.78%；2012年用量294.5万吨，同比增加7.6%。
PBT树脂是工程塑料的重要品种，截止2011年世界有30多家PBT树脂生产企业，总产能约130万t/a。
其中，中国占世界总产能的25%。
国内产能42万吨/年，由于众多原因，我国PBT树脂用量虽然在逐年上升，树脂开工率却依然不高。
四．山西三维及INVESTA技术简介
（1）山西三维BDO技术
山西三维生产的1,4-丁二醇产品规格
项目
指标
1，4-丁二醇，w/%≥
99.7
色度/Hazen单位（铂-钴色号）≤
10
水，w/%≤
0.03
羰基，单位mgKOH/g≤
0.1
目前山西三维的炔醛法BDO工艺已经许可了两家公司，分别是：
一、河南开祥精细化工有限责任公司；产能：
4.5万吨/年
二、河南煤化集团鹤煤投资有限公司；产能：
10万吨/年
三、河南开祥精细化工有限责任公司；产能：
5万吨/年
山西三维的BDO技术来源于其购买的国外一套停产装置，通过与华陆工程【原化六院】联合开发，声称获得自主知识产权BDO技术。
【出于风险考虑，六院不愿在工艺包等资料上签字】
山西三维现在也在参与PTMEG技术转让，其现有的5万吨/年产能，技术分别来自韩国K-PTG及意大利CONSER公司。
【目前，山西三维还没有PTMEG转让的业绩，7月份延长石油PTMEG招标直接把山西三维排除】
（2）INVESTA的BDO/THF/PTMEG技术
英威达BDO/THF/PTEMG转让列表
Start-up
Client
Product
Location
Capacity（te/annum）
1968
（1）
INVISTA
BDO,THF
LaPorte,USA
100,000BDO；80,000THF
1996
（1）
INVISTA
PTMEG
LaPorte,USA
46,000
2007
（1）
SichuanTianhuaFubang
BDO
Sichuan,China
25,000
2009
（1）
SKEnergy
BDO
Ulsan,Korea
40,000
2010
（1）
FujianMeizhouwan
BDO
Fujian,China
30,000
2012
（1）SichuanTianhuaFubang
BDO,THF,PTMEG
Sichuan,China
60,000BDO46,000THF/PTMEG
2013
（1）
Markor1
BDO
Xinjiang,China
100,000
2013
（2）
Younglight1
BDO,THF,PTMEG
Ningxia,China
100,000BDO46,000THF/PTMEG
2013
（2）
CCCMC
BDO,THF,PTMEG
Chongqing,China
60,000BDO46,000THF/PTMEG
2013
（2）
ShaanxiBDO
BDO,THF,PTMEG
Shaanxi,China
100,000BDO46,000THF/PTMEG
2014
（2）
Dongyuan
BDO
InnerMongolia,China
100,000
2014
（2）
Younglight2
BDO,THF,PTMEG
Ningxia,China
100,000BDO46,000THF/PTMEG
2014
（2）
Jianfeng
BDO
Chongqing,China
100,000
2014
（2）
HanchengTiangong
BDO
Shaanxi,China
60,000
2014
（2）
Tunhe
BDO
Xinjiang,China
100,000
2015
（2）
Dongyuan2
BDO
InnerMongolia,China
100,000
2015
（2）
Markor2
BDO
Xinjiang,China
100,000
（1）Plantinoperation；
（2）Plantunderdesignand/orconstruction
五．1,4-BDO产业未来发展方向
（1）面临的问题
目前，欧美地区的1,4-BDO市场较为饱和，新增产能规划较少，全球1,4-BDO产能扩张主要集中在亚洲地区，特别是中国。
统计数据表明，中国的1,4-BDO扩建规划之大，覆盖区域之广，都将使得中国在未来几年，持续成为全球具有1,4-BDO生产能力最大的国家。
据不完全统计，到2015年，随着中国1,4-BDO总产能快速增长，全球的1,4-BDO总产能将有望突破400万吨/年大关。
未来，因下游行业的增长速度远远赶不上1,4-BDO的产能扩张速度，1,4-BDO产品销售，将会给全球的1,4-BDO生产商带来巨大压力。
全球经济仍未完全摆脱金融危机的影响，欧债危机持续发酵。
因此，未来三年，全球1,4-BDO的年平均增长速度不会太高。
我国1,4-BDO产能严重过剩，而产品的同质化继续蔓延，这是1,4-BDO行业首先面对的形势。
与产品供不应求、价格坚挺的时代相比，产能过剩必然会引发生产企业之间的恶性竞争，产品售价与成本倒挂，经济效益下滑甚至亏损；接踵而来的就是生产装置减负荷生产甚至停产或开开停停，对安全生产带来严重的威胁，也增加了污染物的排放，加剧了对环境的污染。
这种情况对一个在我国只有短短几年时间就完成了从成长期到衰落期的产品市场生命周期还真是让业界大跌眼界，始料不及。
再次，就是1,4-BDO生产的核心技术仍然被国外公司所垄断，除在项目建设期引进技术和关键设备需要花费大量资金外，像炔醛法工艺生产所需的甲醛、炔化、加氢催化剂均需要引进，且价格昂贵、供货周期长，备货所需占用资金量大周期长，增加了财务费用。
这种状况使我国1,4-BDO产品制造成本和财务费用明显增加，与国外同类产品在经济性方面失去了竞争力。
第三，废水和废气等污染物治理难度很大，环境保护压力大。
该生产废水由于含1,4-BDO、BYD、甲醛、丙炔醇等有机物成分复杂，难以降解，废水处理难度大。
除COD含量较高外，同时含盐量高。
目前广泛采用的生化处理方法，高含盐量对细菌群的活性有很大的抑制作用和破坏力，极大地影响了污水装置运行的稳定性和有效性。
我国引进的工艺技术，在国外的生产装置都建在工业园区或多产品联产的装置中，装置排放的废水、废气进行综合处理，没有针对1,4-BDO生产装置独有的配套的废气、废水处理装置。
所以，在转让主装置工艺技术时，基本不包含相应配套的废气、废水处理技术和处理装置。
而我国建设的1,4-BDO生产装置多数是单独的或废水、废气配套设施不完善的工业园区。
这种情况下，自然就形成了在项目建设时就存在废气、废水处理技术的缺失和处理装置的缺陷。
而我国大多数采用的炔醛法生产1,4-BDO生产工艺，其主要原料电石，本身就是一个高耗能、污染重的产品。
所以，1,4-BDO生产行业的污染不可低估，污染治理和环境保护工作要高度重视和进一步加强。
第四，生物法生产1,4-BDO技术，是以化石为原料生产1,4-BDO技术的克星。
据报道，美国Genomatica（吉诺玛蒂）公司和杜邦泰特乐利生物产品公司、和巴斯夫公司都宣布，采用Genomatica公司专利技术，使用常规糖类为原料，应用一步法发酵方法生产1,4-BDO产品。
应用该技术已经建成并运行了一套生产1,4-BDO产品约1800吨/月的示范装置，该装置直接将反应器放大至容积为13000升的发酵罐，同时还配备了1,4-BDO产品净化和回收系统。
该示范装置的成功运行为第一个商业规模建设提供了设计和工艺数据经验。
该技术所用的原料糖首先是可再生的玉米生产的，其生产的1,4-BDO产品性能与现在用化石原料生产的产品相同，而且生产过程的能耗比经典的雷珀（Reppe）降低60%，二氧化碳排放量减少70%，且不使用任何有机溶剂。
由此可见，该技术的核心竞争力和可持续发展的生命力不可小视。
据报道，今年上半年，巴斯夫已经签订采用吉诺玛蒂公司专利技术，利用可再生原料生产1,4-BDO产品的协议。
按照该协议，吉诺玛蒂公司在继续完善其生物基1,4-BDO专利技术的基础上，巴斯夫公司将投资兴建一座年产能为5万吨的生产装置。
巴斯夫目前采用炔醛法和顺酐法等传统的以化石为原料的方法在欧洲、美洲和亚洲的中国、韩国、日本、马来西亚等地建有多套1,4-BDO生产装置，年产量约50多万吨，是世界著名的化工巨头和1,4-BDO及其下游产品的最大的生产和供应商。
这次捷足先登采用生物基原料生产1,4-BDO专利技术，可见该技术对1,4-BDO生产行业的影响力之巨大。
（2）发展建议
【1】延伸产业链，生产附加值高的下游产品。
1,4-BDO是一个产业链相对长的产品，其下游产品的附加值更高，应用的领域更广泛，其产品在国内属于生命周期的成长期。
我国1,4-BDO产品的主要消费仍然在THF/PTMEG传统领域,而PTMEG主要用来生产氨纶纤维。
所以，它受氨纶行业影响较大。
我国氨纶行业经过高速增长后，已进入稳定增长阶段，未来几年对PTMEG的需求增长将趋于平稳。
传导到对THF、对1,4-BDO的需求增长也将趋于平稳。
几年来，随着INVISTA的1,4-BDO技术转让而引进的PTMEG专利技术的装置数量和产能也逐渐增加，在很大程度上缓解了1,4-BDO产能过剩的压力。
但同1,4-BDO产品一样，生产技术和关键设备都是依靠引进的，生产所用的催化剂也要长期依赖进口，很大程度上减弱了产品在国际市场的竞争力。
我国目前1,4-BDO的第二大消费领域是PBT。
它是五大工程塑料之一，由于其良好的物理性能被广泛应用于汽车、电子电器和通讯行业。
国内随着这些领域的快速发展，尤其是汽车行业中塑料使用比例的不断增大、电器行业中节能灯上的使用越来越广泛，以及PBT多样改性技术的研发和应用，今后几年将会成为拉动1,4-BDO消费的最大亮点。
而目前，我国仍然是PBT的进口国，2011年净进口6.1万吨，这无疑是产能过剩的1,4-BDO产品的利好。
PBS（聚丁二酸丁二醇酯）作为生产可降解塑料的优质原料，是环境友好型的产品，对抑制和消除白色污染有极为广泛的用途，可加工制成餐具、化妆品瓶、农用塑料薄膜、一次性塑料用品和包装材料等，是继PBT之后1,4－丁二醇下游发展的又一亮点。
还有1,4－丁二醇在热塑性聚酯弹性体橡胶、热溶胶、多元醇等领域都有应用，而且其用量也正在不断增长。
但由于技术的限制、产品型号复杂等因素，目前这些产品依然依靠进口，而这正是国内有实力的、致力于1,4－丁二醇产业发展的企业提挡升级的机遇和空间。
【2】加大研发力度，开发价值昂贵的催化剂替代品、污染物治理技术和生物基技术，增强走出去的竞争力。
在1,4－丁二醇及其下游产品生产过程中所使用的催化剂大都需要进口，这大大地增加了我国生产的成本和费用，降低了我国产品的竟争力。
面对该行业快速的发展，企业和科研机构要看重和抓住这个商机，开发进口催化剂的替代品，降低使用的代价，发挥降本增效的优势；1,4丁二醇及其下游产品生产过程中排放的污染物，尤其是废水成分复杂，综合治理难度大，长期以来困绕着企业的达标排放，研发和采用高效、经济的污水治理技术和装置，也是企业降低污染，保护环境的必由之路。
巴斯夫采用糖原料生产1,4－丁二醇技术，推动了生物基、可再生原料生产1,4－丁二醇的历史进程，是对化石基生产1,4－丁二醇技术的极大挑战，我国要加快开发生物基技术的步伐，应对挑战。
【3】近几年来，随着我国国民经济的发展，对1,4-BDO及其
升级会员 