一
、概述
1,4-環己烷二甲醇(CHDM)
,是合成多種高性能聚酯材料的重要單體
,應用最活躍的領域是製造瓶用
、板材和片材用聚酯樹脂
、電器用具等塑料加工行業
。這種共聚酯熱加工時不產生難聞氣味
,焚化時不會釋放有毒氣體
,填埋處理後也不會汙染地下水源
。目前由於環境汙染問題的嚴重性
,國外致力於以CHDM改性後的聚酯樹脂來代替氯乙烯
、偏氯乙烯
、聚碳酸酯等樹脂材料的工業應用
。
由於CHDM合成難度較大
,國內至今沒有形成產業化生產
,國外也隻有美國伊斯曼公司
、韓國SK公司能夠生產
,造成價格居高不下且供貨緊張
,嚴重製約了我國聚酯新材料的產業化進程
。因此研究和開發CHDM生產工藝具有重要意義
。
二
、產品用途
CHDM主要用於生產各種聚酯和共聚多酯
,如PETG
、PCT
、PCTG和PCTA
。
CHDM與具有二元羧酸特征的對苯二甲酸酯化
,經縮聚後用於生產聚酯纖維
。這種商品名為Kodel的纖維是一種高聚線性縮合聚合物
,具有相對密度小
、熔點高
、電性能好等特點
,特別適用於製作電器設備
;采用CHDM共聚改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂
,其產品的結晶速率較慢
,同時還具有良好的加工和物理性能
,尤其是以反式CHDM改性得到的聚酯具有很好的玻璃化轉變溫度和軟化溫度
,具有良好的耐化學性和適應環境性
,適應範圍廣
。
CHDM最大的用途是生產PETG(二元醇改性的PET樹脂)
,這種樹脂是由CHDM
、乙二醇
、TPA或DMT合成的
。PETG用於生產熱成型食品包裝容器
、瓶和罐
、醫藥產品包裝和塗裱藝術材料
。其它用途還包括靜脈注射劑容器等
。
由CHDM和DMT聚合而成的聚對苯二甲酸1
,4-環己烷二甲醇酯(PCT)是結晶性熱塑性聚酯
,其性質與PET和PBT相似
,具有PBT的強度
、韌性
,其耐熱性優於PET
。
酸改性的PCT(簡稱PCTA)是由DMT
、CHDM和DMI(1
,3-二甲基-2-咪唑啉酮)聚合而成
。可用於特殊包裝
,由於它具有更高的軟化溫度
,所以用於需要耐熱的場合
。
醇改性的PCT(簡稱PCTG)由DMT
、CHDM和EG共聚而成
,其共聚酯具有高衝擊強度
、良好的透明度
、高光澤及耐γ-射線能力
。按性能來說
,PCTG將成為那些不要求聚碳酸酯的剛性和耐熱性的用途的低成本替代品
,同時PCTG耐γ-射線輻射能用於醫療領域
。
商品名為事倍達(spectar)的共聚多酯是由美國伊斯曼公司於1994年開始生產的
,其性質與PETG和PCT相似
,可以生產阻燃級樹脂
。Spectar聚酯具有高衝擊性
、透明性好以及優良的耐化學腐蝕性
。它主要用於生產片材
,用於顯示器固定裝置
、信號指示牌
、玻璃窗和工業應用
。
三
、國內外技術概況
目前在國內外工業生產中
,CHDM主要采用對苯二甲酸二甲酯(DMT)兩步加氫製得。代表性的是美國伊斯曼化學公司和韓國SK化學公司
,其中
,伊斯曼化學公司的工業化裝置與1959年建成投產
。國內的中科院大連化物所和華東理工大學均與相關企業合作開發DMT法
。其中凱淩化工(張家港)有限公司年產2萬噸CHDM裝置已於2014年4月正式投入生產
。
四
、改進工藝介紹
除伊斯曼采用的以DMT為原料生產CHDM以外
,日本三菱化學成功由對苯二甲酸直接加氫還原生產CHDM
,並於2000年建成3萬噸/年生產裝置
。2002年又在韓國建成1萬噸/年生產裝置
。該工藝具有工藝路線短
、節省投資、無甲醇汙染及反應條件較DMT法溫和的優勢
。
五
、技術經濟分析
該項目裝置界區內投資15440萬元
;年銷售收入31000萬元
;年總成本21715萬元
;年利潤額6100萬元
;投資利潤率39.5%
;投資回收期(所得稅後)2.8年
。