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目前增塑剂解决有毒塑料污染加快偏苯三酸酐发展

发布时间:2021-07-22 16:31:27 阅读: 来源:球磨机橡胶衬板厂家

增塑剂解决有毒塑料污染 加快偏苯三酸酐发展

【摘要】近期台湾“塑化剂”(邻苯二甲酸酯类物质)风波越演越烈,发现的问题产品和企业数量不断增多,为保障食品安全和人民身体健康,防范邻苯二甲酸酯类物质对食品的污丈量迅速染,工业和信息化部2011年6月30日下发了《关于防范邻苯二甲酸酯类物质污染的紧急通知》。笔者认为,防范有毒塑料污染,加快偏苯三酸酐产业发展是有效途径之一。偏苯三酸酐是从重整C9芳烃中分离出偏三甲苯,利用它来生产精细化工产品。偏苯三酸酐下游产品广泛应用于增塑剂、粉末涂料、绝缘材料等,具有无毒、耐热性、低挥发性、耐油性、可加工性等优点,在家用电器、建筑材料、汽车、航空、航天等领域,具有广泛的发展前景。国家有关部门应加大政策扶持力度,促进偏苯三酸酐产业健康持续发展。

一、我国偏苯三酸酐产业发展现状

1、偏苯三酸酐产品概况

偏苯三酸酐(TMA),分子式是,C9H4O5,化学名1,2,4-苯三甲酸酐,简称偏酐。

(偏苯三酸酐结构式)

它是由偏三甲苯氧化、脱水而得,其外观为白色晶状体,熔点≥163℃,溶于水、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、醋酸乙酯,微溶于甲苯、四氯化碳和石油醚。由于偏苯三酸酐分子结构中含有羧酸及酸酐官能团,使它兼具苯甲酸及苯酐的化学性质,有很高的反应活性,可生产一系列有价值的精细化学品,是现代新型材料的重要化工原料。

偏苯三酸酐的主要用途:

(1)偏苯三酸酐与不同的醇反应可以得到不同型号的增塑剂,其中与辛醇酯化生成的偏苯三酸三辛酯(简称TOTM)具有优良的耐热性、低挥发性、耐油性以及可加工性,广泛用作PVC耐热增塑剂、抗溶剂交联氯乙烯树脂的增塑剂,90℃和105℃级耐热电缆配方最精准的主增塑剂以及用作6000V、10000V高压电缆所需的配套增塑剂。

(2)以偏苯三酸酐为原料生产聚酯树脂,再与环氧树脂以1: 1的比例混合而成的粉末涂料,具有不挥发、无毒、无溶剂污染、涂覆方便、固化迅速等优点,广泛应用于空调、洗衣机、电冰箱、电风扇、热水器、微波炉、电烤箱、电饭锅、电脑、电视机、等家电行业;也可用于汽车、摩托车、自行车、仪器仪表机械设备、钢门钢窗、铝合金门窗、保险柜、航空航天设备、化工防腐、五金工具、管道防腐等领域。

(3)偏苯三酸酐与芳香二胺反应可以制得聚酰胺酰亚胺,与氢醌和4,4-二胺二酚醚反应可以制得聚酯酰亚胺,它们都具有良好的耐热性能、耐电绝缘性能和机械性能,在高温下也具有较好的耐磨性能,主要用于F、H级电机的绝缘材料,如漆包线漆、浸渍漆、硅钢片漆以及薄膜等,可在230~250℃下长期使用。

(4)偏苯三酸酐还可用作环氧树脂固化剂、印刷油墨的快速固化剂等。<1992年我国开始强迫实行安装和使用汽车安全带/p>

2、我国偏苯三酸酐的生产情况

2006年国内共有偏苯三酸酐生产企业10多家,而总产能不到3万吨,规模小,技术含量低,低水平复制多,分布散。随着偏苯三酸酐技术的进步和市场的优胜劣汰,到2010年,生产企业减少到5家,产能反而增长了一倍,达到6吨左右。

截止2010年国内偏苯三酸酐生产厂家、产能见下表:

序号

厂家名称

年产能(万吨)

1

镇江正丹化学工业有限公司

3.5

2

无锡百川化工股份有限公司

1

3

波林化工(常州)有限公司

1

4

安徽泰达新材料股份有限公司

0.5

5

常州正康化工有限公司

0.5

合 计

6.5  目前国内外大部分企业都是采用间歇式氧化工艺,生产工艺落后,产品质量不稳定,周而复始的升降温导致生产设备的使用寿命大大降低,设备腐蚀严重,安全性能差,环境保护压力大,能耗高,能源得不到有效回收和综合利用。镇江正丹化学工业有限公司等企业目前采用连续式氧化工艺,具有世界先进水平。其中,镇江正丹化学工业有限公司的专利――“连续法氧化工艺生产偏苯三酸酐的方法”(专利号ZL.6),于2010年11月被国家知识产权5月7日局评为中国专利优秀奖,相关设备也取得多项发明专利和实用新型专利,在生产成本和产品质量上已显现出很强的市场优势、成本优势、质量优势和规模效应。

3、我国偏苯三酸酐的市场需求情况

据不完全统计,2010年全世界偏苯三酸酐的总消费量约为23万吨,其中美国的消费量约占总消费量的31%,西欧约占28%,中国约占25%,日本约占11.5%,其他地区约占4.5%。2010年我国偏苯三酸酐消费量约为5.8万吨,其中50%左右用于生产偏苯三酸酯类增塑剂,40%用于制造混合型聚酯树脂粉末涂料,10%用于制造高级绝缘材料、高温固化剂等。

4、我国偏苯三酸酐企业经营情况及优势示范企业成功经验

由于国内偏苯三酸酐企业的生产技术存在很大差异,产品质量也同样存在很大差别。大部分企业生产的产品中的PA含量远远超过欧盟标准,在全球市场销售中受到一定的限制。镇江正丹化学工业有限公司等企业以其先进的生产技术,生产的产品中PA含量≤300PPM,在国内外市场已得到用户的广泛认可。

二、制约我国偏苯三酸酐产业发展的主要因素

1、原料供应紧张

在偏苯三酸酐产业链中,生产偏苯三酸酐的原料偏三甲苯占有十分重要的地位。偏三甲苯主要来源于炼油厂重整装置二甲苯塔底油重芳烃,其组成较复杂,其中富含偏三甲苯、甲乙苯、均三甲苯、连三甲苯和均四甲苯等C9和C10芳烃,通过精馏可以把偏三甲苯从中分离开来。国外自50年代就开始从重整C9芳烃中分离出偏三甲苯,利用它来生产精细化工产品,经过数十年的发展,其应用领域日益拓宽,已形成了比较完整的体系。我国C9芳烃的利用起步较晚,在80年代初才首先分离出纯度≥95%的偏三甲苯,并逐步开发其相应的下游产品。国内重整C9芳烃中约含30%左右的偏三甲苯,通过高技术的精细分离可得到纯度≥98.5%的偏三甲苯。但因这些重芳烃沸点较接近,分离比较困难,加上重芳烃的辛烷值较高,因此大部分C9芳烃被用作汽油调和组分去了。

目前国内偏三甲苯生产企业及产能产量

生产企业

产能(吨)

产量(吨)

备注

中国石油化工股份有限公司长岭分公司

6000

5其与电缆的用处000

山东锐博化工有限公司

5000

3000

生产不稳定

中国石油独山子石化公司

7500

7000

中国石油兰州石化分公司

12000

10000

南京炼油厂有限公司

15000

11000

盘锦锦阳化工有限公司

25000

尚未投产

合计

70500

36000

从上表可以看出,受C9芳烃资源的限制,目前国内偏三甲苯生产规模小、分布散,且基本控制在大型国有石化企业及其下属企业手中,不能满足市场需求,价格居高不下,极大地制约了偏苯三酸酐产业的健康发展。

2、产业政策滞后

2011年5月18日,一家环保组织公布了一项调查报告称,一种可能致癌或导致男婴生殖器发育变异的环境激素——邻苯二甲酸酯被检测出存在于多类塑料婴幼用品及儿童玩具中。作为一种有机类化合物的总称,邻苯二甲酸酯(简称PA)主要用作塑料增塑剂,在儿童塑料玩具、医疗器械、化妆品、农药、人造革及食品包装材料中均有广泛应用。然而,邻苯二甲酸酯同时也是一种具有类似雌激素作用的环境激素(亦称环境荷尔蒙或内分泌干扰物,是指一类干扰人体正常激素功能的外因性化学物质,可能影响包括人类在内的各种生物的生殖功能、免疫系统和神经系统),早在1995年就被世界卫生组织公布为内分泌干扰物,是对动物的生殖系统造成危害的一类环境污染物。

1999年11月,欧盟委员会即已通过法令开始对部分邻苯二甲酸酯设限。2005年欧盟通过的一项欧盟指令,规定了所有生产及进口的玩具及育儿物品中DEHP(国内称DOP)、DBP、BBP等三种有害邻苯二甲酸酯含量的浓度综合百分比不得超过0.1%。2011年2月,欧盟再出杀手锏,将上述三种邻苯二甲酸酯直接列入化学品“淘汰名单”。此举意味着,如无特别授权,三至五年之后这三种邻苯二甲酸酯将在欧盟市场上绝迹。美国、日本、韩国、澳大利亚、阿根廷等国亦已对玩具等与人体、卫生食品相关的所有塑料制品中邻苯二甲酸酯的含量做出了与欧盟类似的限定。

自从欧盟标准颁布之后,出口欧盟的塑料制品就基本不再使用含有邻苯二甲酸酯的增塑剂。但由于国内对邻苯二甲酸酯在玩具等与人体、卫生食品相关的塑料制品中的含量并没有明确限制,出于成本考虑,内销的塑料制品仍在大量使用邻苯二甲酸酯。目前,邻苯二甲酸酯类增塑剂仍占国内增塑剂消费总量的80%以上。以偏苯三酸酐为原料生产的偏苯三酸三辛酯(简称TOTM)是一种无毒环保型增塑剂,且增塑性能与邻苯二甲酸酯相近,是邻苯二甲酸酯类增塑剂的理想替代品。但由于国内相关产业政策的滞后和标准的缺失,严重制约了TOTM和偏苯三酸酐产业的快速发展。

三、促进偏苯三酸酐产业健康发展的思考

1、偏苯三酸酐产业的发展前景

偏苯三酸酐在增塑剂行业的应用,TOTM作为一种无毒环保型增塑剂,具有耐高温、抗老化、耐腐蚀、耐迁移、绝缘性能优良等特性,在增塑剂行业已得到充分肯定和发展,尤其欧盟ROHS指令和REACH法规对环保标准要求的提高,肯定了TOTM在增塑剂行业将会逐步取代目前常用的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。因DOP增塑剂易析出苯成分会对人体造成一定危害,欧盟法规已明确限制在PVC制品中使用邻苯类增塑剂。据有关报道,欧美地区使用环保型增塑剂已占80%,而中国市场使用环保型增塑剂不到20%。据相关资料统计,2010年我国DOP产能为200万吨/年,而且每年都有3%左右的增长。2010年TOTM国内市场需求在8万吨左右,消耗偏苯三酸酐约在2.8万吨。随着人们环保和安全意识的不断提高,TOTM在我国市场的需求近几年将会有惊人的增长,TOTM在增塑剂中所占的比例会迅速提高,因此将会给偏苯三酸酐带来新的发展机遇,预计到2015年增塑剂行业对偏苯三酸酐的需求将达到9万吨。偏苯三酸酐在粉末涂料行业的应用,随着近年来我国轻工家电、汽车、建材等行业的迅速发展,对环境友好、性能优良的粉末涂料的需求日益增长,据粉末涂料协会的统计数据显示,国内粉末涂料年产能从90年代初的2万吨,到2010年已达到91万吨,预计2011年可达105万吨。粉末涂料产能的迅猛增长同时也带动了偏苯三酸酐市场需求的快速增长,预计到2015年我国粉末涂料将达170万吨,其中混合型聚酯树脂粉末涂料85万吨,需消耗偏苯三酸酐约4.2万吨。

此外,聚酰胺-酰亚胺和聚酯酰亚胺不但可用作绝缘材料,还可用于制造电器元件、阀件、轴承、喷气发动机零件等模制塑料部件,目前国内在这一领域还有待进一步开发,可为偏苯三酸酐产业的发展提供新市场和新动力。预计到2015年需消费偏苯三酸酐约1.8万吨。综上,预计到2015年,国内市场对偏苯三酸酐的需求将达到近15万吨,发展前景良好。

2、加快偏苯三酸酐产业发展的政策支持与产业导向

(1)大力发展连续法氧化生产技术也给车用非金属材料提出新的课题,淘汰落后产能,加强同行业企业之间的联合和技术交流,进一步做好节能降耗和绿色环保工作,推动我国偏苯三酸酐产业技术升级和健康发展,提高我国偏苯三酸酐产品在国际市场上的竞争优势,进一步扩大国际市场占有率。

(2)多渠道争取国内外的重芳烃资源,鼓励发展C9芳烃的综合利用,扩大偏三甲苯的生产规模,增加偏三甲苯的供应,缓解市场供需矛盾。同时加大技术投入,争取在甲苯、二甲苯的烷基化制备偏三甲苯方面的技术上有所突破,彻底解决偏三甲苯原料来源单一的问题。

(3)尽快出台相关政策,限制邻苯二甲酸酯类增塑剂的使用范围,与国际接轨。(中国化工学会 冯世良)

注:本转载内容均注明出处,转载是出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。

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