甲基異丁基酮(以下簡稱“MIBK”)是一種用途非常廣泛的溶劑和有機合成原料
。在溶劑使用方麵
,MIBK與常用的溶劑相比
,具有揮發度低
、相容性好
、無毒等特點,是塗料
、油墨
、油漆
、粘合劑
、環氧樹脂等行業使用的高檔溶劑
;作為油漆溶劑
,MIBK具有優異的性能
,使其在高檔油漆中應用前景廣闊
;在有機合成原料方麵
,主要用於生產合成橡膠防老劑4020
。上世紀60年代國外就大量生產並使用該產品
,我國從70年代才開始MIBK的生產與使用
。
1
、MIBK市場
1.1 國外MIBK及市場狀況
國外20世紀70年代以前建設的生產裝置均為傳統生產工藝
,即三步法
;
1963年世界開始出現丙酮一步法合成MIBK工藝
,1968年德國德士古公司首次將該工藝成功工業化
,故70年代以後建設的生產裝置多為一步法
。目前世界各國MIBK裝置生產能力總合在30萬噸/年左右
,其中一步法占總生產能力的15%~20%
,MIBK生產主要集中在日本
、美國
、西歐地區
,並且世界上許多著名的石化公司都擁有MIBK的生產裝置
。
由於MIBK下遊產品的生產正在從世界發達地區轉移到亞洲
,特別是中國
。預測未來幾年亞洲地區對橡膠防老劑需求增長率將達到8.5%(日本除外)
。受亞洲地區需求的拉動
,2011年~2016年世界MIBK消費年均增長率為3.8%
,預計2016年世界MIBK的總消費需求將達到約37.5萬噸
。
1.2 國內MIBK生產及市場預測
國內MIBK的生產是從20世紀70年代開始起步的
。三步法與一步法的生產裝置均有
。目前國內MIBK的實際情況是單套生產規模偏小
、產量低
、價格高
,難以與國外產品相抗衡
,因此
,MIBK的市場及應用都受到限製。
20世紀90年代中期以來
,我國MIBK消費量增速迅猛
,目前消費量最大的是溶劑領域
,約占MIBK總消費量的50.30%
,其次是橡膠助劑領域
,約占31.40%
,其他方麵約占18.30%。我國MIBK市場需求快速增長的動力主要源於塗料業和橡膠防老劑4020的快速發展
。2008年我國MIBK的表觀消費量為6.17萬噸
,2012年達到10萬噸
,2008~2012年年均增長率達到約13%
。國內MIBK產能發展速度緩慢
,難以跟上市場需求的步伐
,仍需要大量進口貨源補充國內市場
。預計到2015年國內MIBK的需求量將達到15萬噸/年以上
,供應缺口持續增加
。
2
、MIBK傳統技術
MIBK的合成方法很多
,已經工業化或具有工業化前景的工藝主要有異丙醇法
、丙酮法和催化精餾技術等
。近年來
,隨著異丙苯氧化法生產丙酮新工藝的應用
,丙酮的生產成本大幅度降低
,以丙酮為原料生產MIBK的競爭優勢日趨明顯
,今後異丙醇法將逐步被丙酮法取代
。
按反應過程
,丙酮法分為三步法和一步法兩種
。與三步法相比
,一步法MIBK 生產工藝具有流程短
、投資少
、丙酮轉化率高
、MIBK 選擇性高
、原材料消耗及能耗均低等優點;但也存在著反應壓力高
、操作複雜等缺點
,特別是催化劑技術要求較高
。
3
、改進工藝
改進工藝采用二步法
,首先進行丙酮的羥醛縮合和脫水操作
,之後把得到的中間產物進行氫化處理得到MIBK產品
,與三步法相比
,二步法沒有丙酮的大循環操作
,因而所需設備較少
;與一步法相比
,由於二步法的第一個反應不需要加氫操作
,因而操作壓力較低
,且避免了丙酮的氫化副反應
,提高了反應選擇性
;同時也不需要昂貴的功能催化劑
。