若干精細(xì)化工中間體制造技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展章木上海染料有限公司指出中間體制造技術(shù)的突破是發(fā)展我國(guó)精細(xì)化工中間體工業(yè)的關(guān)鍵。
精細(xì)化學(xué)品具有專用性強(qiáng)技術(shù)密集附加價(jià)值高等特點(diǎn),它們?cè)诎l(fā)達(dá)國(guó)家的化工產(chǎn)品中所占比例不斷上升。據(jù)統(tǒng)計(jì),新世紀(jì)初精細(xì)化工在發(fā)達(dá)國(guó)家精細(xì)化工中間體工業(yè)也同樣得到了迅速發(fā)展。
近十年來(lái)隨著歐美等國(guó)法規(guī)的嚴(yán)格化和西方綠色和平運(yùn)動(dòng)的廣泛開(kāi)展,加之中間體的合成單元較多收率不高污染嚴(yán)重,而且治理技術(shù)難度大處理費(fèi)用高,迫使歐美等國(guó)的不少中間體生產(chǎn)廠減產(chǎn)或停產(chǎn)。而亞洲國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求相對(duì)較低,有些國(guó)家還對(duì)發(fā)展精細(xì)化學(xué)品及其對(duì)應(yīng)中間體采取鼓勵(lì)政策,使得歐美等國(guó)的中間體制造商改變策略,用其技術(shù)扶持亞洲的些中間體生產(chǎn)廠或者把精細(xì)化學(xué)品和中間體向亞洲轉(zhuǎn)移建立生產(chǎn)基地或者向亞洲的中間體生產(chǎn)廠出售生產(chǎn)技術(shù),從而促進(jìn)了亞洲國(guó)家中間體工業(yè)的發(fā)展,使他們的中間體價(jià)格愈來(lái)愈具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。許多染料有機(jī)顏料農(nóng)藥和醫(yī)藥等的大噸位中間體如鄰對(duì)硝基氯苯,硝基甲苯和萘系衍生物等由于亞洲國(guó)家特別是中國(guó)的產(chǎn)品質(zhì)量良好價(jià)格低廉,因而己在歐美市場(chǎng)上取得了定的優(yōu)勢(shì)地位。
我國(guó)精細(xì)化工中間體的現(xiàn)狀1999年我國(guó)精細(xì)化學(xué)品用各種中間體的產(chǎn)量超80萬(wàn)噸,其中染顏料中間體的產(chǎn)量約42萬(wàn)噸,醫(yī)藥中間體的產(chǎn)量在4萬(wàn)噸左右,農(nóng)藥中間體的產(chǎn)量約3.4萬(wàn)噸,其他中間體在30萬(wàn)噸左右,出口量超過(guò)產(chǎn)量的分之。在生產(chǎn)的中間體中以苯系的品種和數(shù)量****,其次是萘系中間體。盡管我國(guó)的中間體工業(yè)己形成定的規(guī)模和水平,但也存在些明顯的弱點(diǎn),使得我國(guó)的中間體從總體上說(shuō)在國(guó)際市場(chǎng)上還只能成為用戶的第個(gè)來(lái)源。主要現(xiàn)在中間體的質(zhì)量與歐美等國(guó)的產(chǎn)品相比還有定差距,特別是產(chǎn)品的致性包括質(zhì)量指標(biāo)和可用性等。因此,雖然我國(guó)的中間體價(jià)格較低,但國(guó)際市場(chǎng)上不少用戶仍****歐美產(chǎn)品,這種情況反映在要求高純度產(chǎn)品的用戶身上尤甚。
中間體制造時(shí)對(duì)環(huán)境的污染愈來(lái)愈嚴(yán)重,它已成為我國(guó)精細(xì)化工行業(yè)中較主要的污染源之。大多數(shù)中間體制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣廢液和廢渣,且成分復(fù)雜,尤其是廢液的值超過(guò)幾萬(wàn),氨氮值又高,有的還含有硝基苯酚類(lèi)化合物硫化物氰化物等,還有的含有陽(yáng)離子有機(jī)物質(zhì),這些廢液很難處理,治理的技術(shù)要求很高。目前我國(guó)在精細(xì)化工中間體廢水治理技術(shù)的開(kāi)發(fā)方面還較滯后。
中間體的品種還遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的需要。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),精細(xì)化工各領(lǐng)域用的中間體要超過(guò)7000個(gè),目前我國(guó)出口的各種中間體品種約400個(gè),只占市場(chǎng)需要的6.0,而且好些精細(xì)化工領(lǐng)域如橡膠化學(xué)品塑料添加劑特種紙?zhí)砑觿┢じ锘瘜W(xué)品和電子化學(xué)品等用的中間體還控制在歐美等國(guó)手中,這里面既有市場(chǎng)問(wèn),也有技術(shù)上的原因。
產(chǎn)生上述問(wèn)的較重要因素是我國(guó)制造中間體生產(chǎn),清潔工藝用得不普遍,生產(chǎn)過(guò)程也多半采用人工或半機(jī)械化操作,例如采用液體氧化硫磺化和連續(xù)硝化的產(chǎn)品不多,催化技術(shù)用得不普遍等,因此主反應(yīng)收率不高,還產(chǎn)生不少副反應(yīng)和迄今不清楚些難度高的中間體也無(wú)法開(kāi)發(fā)等后果。
若干精細(xì)化工中間體評(píng)述下面通過(guò)評(píng)述幾個(gè)較重要的精細(xì)化工中間體的制造技術(shù),具體分析下我國(guó)中間體生產(chǎn)的現(xiàn)狀。3.1對(duì)氨基苯酚自1994年以來(lái)世界上對(duì)氨基苯酚的產(chǎn)量以年均5的速度迅速增長(zhǎng),目前世界年生產(chǎn)能力為15萬(wàn)噸,年產(chǎn)量約12萬(wàn)噸,雖然亞洲的些國(guó)家都在大力發(fā)展這個(gè)中間體,但世界上主要的生產(chǎn)國(guó)仍是美國(guó)法國(guó)和德國(guó),其中以美國(guó)的產(chǎn)量為****,國(guó)外對(duì)氦基苯酚生產(chǎn)廠家的單套設(shè)備年生產(chǎn)能力般在0.7萬(wàn)1.0萬(wàn)噸之間,所采用的制造技術(shù)主要是硝基苯催化加氫法和硝基苯電解還原法。我國(guó)在近十年里比較快地發(fā)展了對(duì)氨基苯酚,目前有生產(chǎn)廠近十家,但年產(chǎn)量在1.65萬(wàn)噸左右,只占世界產(chǎn)量6000噸年,我國(guó)和印度的大部分生產(chǎn)企業(yè)迄今仍采用落后的對(duì)硝基苯酚鐵粉還原技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),產(chǎn)品成本高含鐵量大,只能用于染料生產(chǎn),不能用作制藥原料,還嚴(yán)重地污染了環(huán)境。目前國(guó)內(nèi)僅承德化肥廠和齊魯制藥有限公司兩家企業(yè)采用硝基苯催化加氫法生產(chǎn),產(chǎn)量不大。
間苯酚可廣泛用于農(nóng)業(yè)染料涂料醫(yī)藥塑料橡膠電子化學(xué)品等領(lǐng)域。目前國(guó)外主要生產(chǎn)企業(yè)有3家,分力是美國(guó)的8口60公司日本的住友化學(xué)公司和井油化公司,此外俄羅斯也有生產(chǎn),這些公司的年生產(chǎn)能力達(dá)到4.8萬(wàn)噸。我國(guó)的生產(chǎn)廠家只有南京化工廠家,年生產(chǎn)能力為2000噸,不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要國(guó)內(nèi)的年消耗量約3000噸。從制造技術(shù)看,目前采用兩種方法,種是苯磺化堿熔法,另種是間異丙苯氧化法,此兩法在國(guó)際上基本上是各占半,今后的趨勢(shì)是發(fā)展間異丙苯氧化法,而我國(guó)目前只用苯磺化堿熔的合成路線進(jìn)行生產(chǎn),生產(chǎn)時(shí)需使用大量強(qiáng)酸強(qiáng)堿收率較低設(shè)備腐蝕厲害環(huán)境污染嚴(yán)重。
鄰對(duì)硝基氯苯目前亞洲是該中間體的****生產(chǎn)地和出口地之,特別是我國(guó)的產(chǎn)品質(zhì)量良好價(jià)格低廉,已在歐美市場(chǎng)上取得了定的地位。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力約25萬(wàn)噸年,主要生產(chǎn)廠家有南京化工廠5萬(wàn)噸年蚌埠化工總廠4萬(wàn)噸年河南開(kāi)普化工公司2萬(wàn)噸年江陰永聯(lián)集團(tuán)公司2萬(wàn)噸年泰興新浦化工公司2噸年等。雖然國(guó)內(nèi)鄰對(duì)硝基氯苯的生產(chǎn)已具相當(dāng)規(guī)模,但工藝技術(shù)水平還有待提高。主要現(xiàn)在。1我國(guó)極大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的混酸硝化工藝,用環(huán)形硝化技術(shù)和絕熱硝化技術(shù)的生產(chǎn)廠家很少,這樣既增加了廢酸處理量也提高了硝化物的生成量;2我國(guó)在生產(chǎn)時(shí)采用自動(dòng)化控制還不多,雖然南京化工廠等實(shí)現(xiàn)了對(duì)精制和結(jié)晶等工序進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制,但就全國(guó)而言為了提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低能耗,須***大力使用微機(jī)控制;3異構(gòu)體比例調(diào)節(jié)技術(shù)還很落后,我國(guó)生產(chǎn)的對(duì)鄰硝基氯苯產(chǎn)量之比約為21;4產(chǎn)品的質(zhì)量和單耗不及國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。另外,用鄰對(duì)硝基氯苯為原料可以合成系列重要的有機(jī)中間體如鄰氯苯胺對(duì)氨基苯胺3氯4氟苯胺3,3雙氯聯(lián)苯胺等,我國(guó)雖已合成了部分,但需要開(kāi)發(fā)的中下游產(chǎn)品還有許多,這也是我國(guó)目前在發(fā)展鄰對(duì)硝基氯苯方面與國(guó)外的差距。
雙氯聯(lián)苯胺是生產(chǎn)雙氯聯(lián)苯胺系列有機(jī)顏料的重要中間體,以其為主制造的有機(jī)顏料產(chǎn)量約占有機(jī)顏料總產(chǎn)量的25,1999年世界3,3雙氯聯(lián)苯胺的產(chǎn)量約2.2萬(wàn)噸,主要生產(chǎn)國(guó)家是日本美國(guó)韓國(guó)等。我國(guó)近年發(fā)展也很快,目前有6家生產(chǎn)廠家,總年生產(chǎn)能力約3000噸,但是我國(guó)制造該中間體的主要方法是甲醛水合肼法,與國(guó)外生產(chǎn)3,3雙氯聯(lián)苯胺好廢水多出約50,而且水合肼價(jià)格貴腐蝕性強(qiáng)。目前國(guó)外****的兩家公司即日本的歌山化學(xué)公司和美國(guó)1;公司都是采用催化加氫法,我國(guó)雖然也研制成功以鈀碳為主催化劑以醌類(lèi)化合物為助催化劑的催化加氫還原技術(shù)路線,但直未能正常開(kāi)工,還不能說(shuō)有成熟的工業(yè)化技術(shù)。
對(duì)氨基苯胺可用于橡膠制品染料紡織印刷和制藥等工業(yè)中。2000年我國(guó)的對(duì)氨基苯胺生產(chǎn)能力已達(dá)到2.4萬(wàn)噸左右,年產(chǎn)量約1.7萬(wàn)噸,而且還有部分企業(yè)正在建設(shè)新裝置,但是目前我國(guó)大多數(shù)廠家是采用甲酰苯胺法進(jìn)行生產(chǎn),它的反應(yīng)條件溫和設(shè)備要求低,不過(guò)廢污染嚴(yán)重產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,因此國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家基本上不用甲酰苯胺法來(lái)生產(chǎn),而是采用xj****的苯胺技術(shù)路線,它的工藝流程簡(jiǎn)單反應(yīng)條件溫和能耗小生產(chǎn)成本低;近年國(guó)外又開(kāi)發(fā)了新的硝基苯法,幾乎不產(chǎn)生廢,不過(guò)生產(chǎn)技術(shù)條件要求較高。我國(guó)安徽銅陵信達(dá)公司雖也開(kāi)發(fā)出了這種新方法,但尚未產(chǎn)業(yè)化。
間氨基酚可用作功能性染料的原料,具有很好的發(fā)展前景。目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家主要采用xj****的間苯酚氨化法進(jìn)行生產(chǎn),而我國(guó)仍采用傳統(tǒng)的苯磺化堿熔技術(shù)來(lái)生產(chǎn),收率低環(huán)境污染嚴(yán)重,印度生產(chǎn)間氨基酚采用的技術(shù)與我國(guó)相似,這就限制了間氨基酚的消費(fèi)和發(fā)展。
080酸化學(xué)名4,4氨基苯乙烯2,2磺酸用于制造熒光增白劑和染料等。我國(guó)在1999年遠(yuǎn)化工總廠河北省泊頭市染料化工廠河南安陽(yáng)熒迪化工公司等,他們都是采用對(duì)硝基甲苯鄰磺酸作原料進(jìn)行空氣氧化然后還原的生產(chǎn)技術(shù),總收率在70左右,這種工藝在國(guó)際上沿用了六十多年,缺點(diǎn)是污染嚴(yán)重,產(chǎn)品質(zhì)量也有問(wèn)。近年國(guó)外先后發(fā)展了步氧化法收率可提高到84,溶劑法清潔工藝,總收率達(dá)到90左右,我國(guó)雖然也在研究,但產(chǎn)業(yè)化還不多。
洋茉莉醛化學(xué)名3,4亞甲氧基甲醛工業(yè)中可合成許多高附加價(jià)值的產(chǎn)品。我國(guó)是世界上生產(chǎn)該中間體的主要國(guó)家之,年生產(chǎn)能力約500噸,主要銷(xiāo)往歐美市場(chǎng)。以黃樟油素為生產(chǎn)的起始原料,是種半合成路線,這種方法隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)的日益加強(qiáng),可利用的天然資源越來(lái)越少,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)受原料市場(chǎng)的制約很大。國(guó)外已采用以鄰苯酚為原料的全化學(xué)合成路線,我國(guó)雖己有成熟鄰苯酚合成技術(shù),也基本具備了建設(shè)萬(wàn)噸級(jí)鄰苯酚工業(yè)裝置的技術(shù),但目前用鄰苯酚為原料來(lái)合成洋茉莉醛的技術(shù)路線還未開(kāi)發(fā)成功,更沒(méi)有工業(yè)化。
精細(xì)化工中間體制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)目前,我國(guó)中間體工業(yè)制造技術(shù)與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距,我國(guó)欲進(jìn)步發(fā)展中間體工業(yè),須***在中間體制造技術(shù)上有所突破,大力開(kāi)發(fā)出各種新型綠色技術(shù),既能制得質(zhì)量?jī)?yōu)異的產(chǎn)品,又可大大減少制造過(guò)程中產(chǎn)生的廢,優(yōu)化環(huán)境和保護(hù)生態(tài)。當(dāng)前,在綠色制造技術(shù)中比較典型的有4.1催化技術(shù)這種技術(shù)用于加氫反應(yīng)烷基化反應(yīng)氫化脫鹵反應(yīng)氨化反應(yīng)異構(gòu)化反慶脫?;磻?yīng)和定向氯化反應(yīng)等中,所選用的催化劑種類(lèi)繁多,重要的有1分布在載體上的貴金屬觸媒,貴金屬有柏出鈀的銠仙釕如金人+銀8銥錸取等,載體有氧化鋁氧化硅活性炭和氧化鈦等;2金屬觸媒,有鎳陽(yáng)銅以銅鉻,1鈷,等;3均系絡(luò)合體觸媒,有用銷(xiāo)鈕姥釕金銀銥錸等組成的各種有機(jī)絡(luò)合體化合物;4無(wú)載體觸媒,有各種炭黑氧化物等5貴金屬化合物,有用鉑鈀銠釕金銀銥錸等組成的各種氯化物和氧化物等;6相轉(zhuǎn)移催化劑,有冠醚多元醇季銨鹽化合物等;7分子篩;8酶催化劑,如氧化還原酶合成酶裂解酶異構(gòu)酶和水解酶等。
高收率低污染技術(shù)使用較多的有氧化硫磺化技術(shù)連續(xù)硝化技術(shù)溶劑反應(yīng)技術(shù)步法反應(yīng)技術(shù)等。
光化學(xué)或模仿生體合成等的天然加工技術(shù)。
無(wú)害的且可再生利用的原料發(fā)生的反應(yīng)。
這些綠色技術(shù)在我國(guó)的中間體制造中應(yīng)用得還不普遍,旦廣泛地用來(lái)制造中間體,那么我國(guó)的中是世界上較主要的合成香料之,同時(shí)也是間體工業(yè)就將獲得新的飛躍。