背景:原油WTI期貨價(jià)格從07年初的60美元/桶一路上揚(yáng),,截至08年7月底到達(dá)140美元/桶的歷史高位,。乙二醇系聚酯滌綸的重要原料之一,,其主要生產(chǎn)原料為乙烯及天然氣。在高油價(jià)時(shí)代來臨之際,,市場(chǎng)開始探尋是否有更環(huán)保的生產(chǎn)方法來緩解原油的壓力,,生物制乙二醇新技術(shù)順勢(shì)而生,。
乙二醇是一種無色透明粘稠液體,,味甜,,具有吸濕性;能與水,、低級(jí)脂肪族醇、甘油,、醋酸、丙酮,、及類似酮類、醛類,、吡啶類及類似的煤焦油堿類混溶,微溶于乙醚,,幾乎不溶于苯及其同系物、氯代烴,、石油醚和油類;有毒性,。乙二醇的主要應(yīng)用是制取滌綸纖維和聚酯樹脂,,其次是用于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的抗凍劑(與水混合后,結(jié)冰溫度可以降至-70C)以及溶劑,、潤(rùn)滑劑、增濕劑等,。
乙二醇現(xiàn)有的主要原料為乙烯和天然氣。乙二醇直接原料是環(huán)氧乙烷:乙二醇是環(huán)氧乙烷與水的反應(yīng)物,,是最重的環(huán)氧乙烷衍生物,。除乙二醇外,,環(huán)氧乙烷產(chǎn)量的10%~20%用于生產(chǎn)表面活性劑及其它多種化工原料,。環(huán)氧乙烷與乙二醇通常安排在一個(gè)裝置生產(chǎn)。用量:乙烯×0.84=EO,;EO×0.71=MEG,;所以MEG對(duì)乙烯的消耗比在3:5,。目前常用的間接原料是石腦油、天然氣,,利用天然氣生產(chǎn)乙二醇的生產(chǎn)商主要為處于中東的SABIC和伊朗石化,外加MEGLOBAL,。
現(xiàn)有的常用乙二醇生產(chǎn)工藝有氯醇法,、氧氣法。早期環(huán)氧乙烷生產(chǎn)采用氯醇法工藝,。1922年UCC(聯(lián)碳公司)建成首套工業(yè)裝置,;之后根據(jù)法國(guó)Lefort的研究結(jié)果,UCC在1938年又建成了首套空氣法工業(yè)裝置,。1958年Shell(殼牌公司)建成首套氧氣法工業(yè)裝置。氯醇法存在三廢污染問題,,因此目前國(guó)內(nèi)外環(huán)氧乙烷生產(chǎn)幾乎全部采用乙烯直接氧化法技術(shù),,而且大部分廠商以氧氣作氧化劑,大規(guī)模的工業(yè)裝置采用氧氣法可節(jié)省設(shè)備投資費(fèi)用,。
全球環(huán)氧乙烷生產(chǎn)技術(shù)大部分仍使用英荷Shell,、美國(guó)SD(科學(xué)設(shè)計(jì)公司)和UCC三家公司的,,這三家公司的技術(shù)占環(huán)氧乙烷總生產(chǎn)能力的90%以上,其中Shell只提供氧氣法技術(shù),,SD提供空氣法和氧氣法,UCC雖也具有氧氣法和空氣法技術(shù),,但只供自己生產(chǎn)廠使用。另外近年還有DOW的專利技術(shù),,日本三菱化學(xué)公司研發(fā)的碳酸乙烯酯法制乙二醇技術(shù),。
去年中國(guó)市場(chǎng)對(duì)乙二醇表觀需求量為661.6萬噸,,而中國(guó)的生產(chǎn)量才達(dá)到181.6萬噸,有480萬噸的乙二醇主要靠進(jìn)口,。國(guó)內(nèi)乙二醇的生產(chǎn)存在很大缺口,,另一方面從下圖可以看到乙二醇的源頭原料原油價(jià)格上漲迅速。2008年原油WTI價(jià)格較07年同期上漲幅度達(dá)到40美金/桶以上,。在高油價(jià)時(shí)代來臨之際,用生物深加工的方式來生產(chǎn)生物基乙二醇順勢(shì)而生,。
目前,,國(guó)際上利用玉米資源制取纖維的成熟工業(yè)化路線主要有兩條:
一,、是以美國(guó)杜邦公司為代表的用生物發(fā)酵法制取1,,3丙二醇(1,3-PDO),,進(jìn)而與對(duì)苯二甲酸(PTA)聚合生產(chǎn)的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯纖維(PTT),。
二、是以美國(guó)嘉吉公司(CARGILL)和陶氏化學(xué)(DOWCHEMICAL)的合資公司CDP為代表的采用生物發(fā)酵法生產(chǎn)聚乳酸(PLA),進(jìn)而制取聚乳酸纖維INGEO,。
生物基二元醇的產(chǎn)業(yè)鏈比較長(zhǎng),,一方面用于生產(chǎn)涂料,、樹脂,、玻璃鋼、纖維,、人造大理石等化工材料,,一方面用于聚合、紡絲,、制造,、印染,,一直到制衣的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,。在2005年4月,,沈陽(yáng)的大成集團(tuán)就開始進(jìn)行生物基二元醇的生產(chǎn)和研發(fā),到當(dāng)年10月份已經(jīng)研制成功,,07年9月投產(chǎn)了20萬噸的裝置,。目前已經(jīng)可以將丙二醇以及乙二醇從混和醇中分離。
生物基乙二醇完全可以應(yīng)用于聚酯行業(yè),,所得聚酯切片,、預(yù)取向絲和假捻牽伸絲的質(zhì)量指標(biāo)均滿足后加工整理要求。切片的熔點(diǎn),、紡絲溫度和后道牽伸工序熱箱溫度較常規(guī)聚酯均低約10-20度,。由生物基乙二醇制得的纖維分子呈現(xiàn)非對(duì)稱結(jié)構(gòu),,因而纖維著色更快,,色飽和度更高,,具有更好的色牢度。也可減少后道染色工藝的能耗,提高染色效率,。
盡管生物能源是緩解石油化工基礎(chǔ)原料短缺的一種大趨勢(shì),,但由于要保證在糧食安全的情況下生產(chǎn),大規(guī)模擴(kuò)張也受到一定的限制,。據(jù)了解,,按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定,目前用于生物深加工的玉米不能超過28%,,這就使得生物深加工受到一定的限制,。加上生物基乙二醇這一新興事物尚待市場(chǎng)用戶的考察,來幫助其確定合理的價(jià)位,,目前這一產(chǎn)品的生產(chǎn)仍然在試運(yùn)行階段,,對(duì)于現(xiàn)有乙二醇的生產(chǎn)工廠以及市場(chǎng)并未形成沖擊。