國內(nèi)外丁醇市場分析及技術(shù)進(jìn)展

來源：絲路印象 2024-07-19 17:33:53 瀏覽：864 收藏

    丁醇即正丁醇，是重要的基本有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)丁醛、丁酸、丁胺、醋酸丁酯、丙烯酸丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、癸二酸二丁酯等有機(jī)化工產(chǎn)品，還被用作油脂、藥物、香料等的萃取劑，也可直接用作溶劑，在化工、醫(yī)藥、石油化工等方面具有廣泛的用途。

    1、世界丁醇市場分析及預(yù)測

    1.1    生產(chǎn)能力及產(chǎn)量

    2017年世界丁醇生產(chǎn)能力為658萬t/a，主要生產(chǎn)地生產(chǎn)能力見表1。

    2017年世界主要生產(chǎn)地丁醇產(chǎn)量為347.3萬t，見表2。

    1.2    消費(fèi)

    2017年世界丁醇消費(fèi)量為419.6萬t，預(yù)計(jì)2018-2022年世界丁醇需求年均增長率為3.2%，到2022年世界丁醇需求量將達(dá)到491.6萬t，見表3。

    1.2.1    美國

    2018-2022年美國丁醇消費(fèi)將繼續(xù)溫和增長。國內(nèi)需求將受汽車應(yīng)用以及用于住宅、商業(yè)建設(shè)的油漆和涂料的推動。整體增長將與其GDP同步。美國丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測見表4。

    1.2.2    西歐

丁醇主要的最終用途是在表面涂料中用作溶劑，或用作直接溶劑，或用作醋酸丁酯和乙二醇醚。西歐丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測見表5。2017年溶劑應(yīng)用占丁醇消費(fèi)量的57%。由于環(huán)境問題和越來越青睞無溶劑或低溶劑涂料，近年來，丁醇在溶劑應(yīng)用中用作直接溶劑的應(yīng)用減少。不過，這一轉(zhuǎn)變已基本完成，預(yù)計(jì)未來不會有大幅度下降。

表1 2017年世界主要國家和地區(qū)丁醇生產(chǎn)能力

表1 2017年世界主要國家和地區(qū)丁醇生產(chǎn)能力

    近年來，乙二醇醚的需求增長尤其強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)這一趨勢將持續(xù)到2022年。醋酸正丁酯是聚氨酯涂料最重要的溶劑，隨著聚氨酯涂料在西歐的地位越來越重要，預(yù)計(jì)2018-2022年，丁醇用于醋酸正丁酯的消費(fèi)量將以年均1.3%的速度增長。

    由于建筑市場的復(fù)蘇和環(huán)境法規(guī)的加強(qiáng)，丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯的需求一直在增加。預(yù)計(jì)這一趨勢將在預(yù)測期內(nèi)繼續(xù)。丁醇用于增塑劑的消費(fèi)量大幅度減少。

    1.2.3    日本

    日本丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測見表6。2017年直接和間接溶劑應(yīng)用（直接溶劑、醋酸丁酯和乙二醇醚）占丁醇消費(fèi)量的20%，2012年以來一直很穩(wěn)定。

    2、我國丁醇市場分析及預(yù)測

    2.1    供求關(guān)系

2017年我國丁醇生產(chǎn)能力為296.7萬t/a，其中羰基合成法丁醇生產(chǎn)能力為274.1萬t/a，發(fā)酵法丁醇生產(chǎn)能力為22.6萬t/a，見表7。2017年丁醇產(chǎn)能較2015年增長25.1%。由于下游消費(fèi)不景氣，我國丁醇面臨產(chǎn)能過剩問題。

世界主要國家和地區(qū)丁醇消費(fèi)分析及預(yù)測

世界主要國家和地區(qū)丁醇消費(fèi)分析及預(yù)測

    2016年以來，我國丁醇新增產(chǎn)能明顯放緩。我國丁醇擬擴(kuò)建裝置情況見表8。如擬擴(kuò)建裝置全部投產(chǎn)，預(yù)計(jì)丁醇產(chǎn)能將增加到376.1萬t/a。

    2017年我國丁醇產(chǎn)量為144.3萬t，進(jìn)口量為27.8萬t，出口量為2.1萬t，表觀消費(fèi)量為170.0萬t。2013-2022年我國丁醇供需狀況見表9。

    2017年國際原油震蕩回升，中國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展，而中國正丁醇也一改前兩年的頹廢，順勢逆襲了一把。首先，市場預(yù)期的魯西三期雖然經(jīng)過短暫的試生產(chǎn)，但產(chǎn)能并未有效釋放；而年內(nèi)正丁醇方面也并未有其他新增裝置，反而正丁醇轉(zhuǎn)產(chǎn)辛醇的裝置增加，使得年內(nèi)正丁醇開工率持續(xù)偏低，國內(nèi)供應(yīng)的減少對市場形成有力支撐。主力下游丙烯酸丁酯在幾次國內(nèi)外裝置利好情況下積極拉漲，也支撐了正丁醇市場的需求；正丁醇工廠上半年穩(wěn)步盈利，在三季度最高利潤值甚至超過了2000元/噸，達(dá)三年以來最高值。

    2.2    消費(fèi)結(jié)構(gòu)

2017年我國丁醇消費(fèi)量為170.0萬t，下游消費(fèi)量最大的是丙烯酸正丁酯，占56%；第二大的是醋酸正丁酯，占28%；增塑劑第三，占6.5%。未來五年這一趨勢將繼續(xù)保持，丙烯酸正丁酯將以年均增長率為5%的速率增長；醋酸正丁酯年均增長率為3.8%；增塑劑年均增長率為1.2%。表10為我國丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析及預(yù)測。

美國丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測

美國丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測

    2.2.1    丙烯酸丁酯

    2017年，由于國內(nèi)外裝置檢修計(jì)劃非常接近，供需不平衡，國內(nèi)裝置開工率提高到70%，丁醇在丙烯酸丁酯的消費(fèi)比例從2014年的51%適度提高到2017年的56%。丁醇消費(fèi)量從2014年的66.3萬t增加到2017年的95萬t。預(yù)計(jì)未來五年，丁醇在丙烯酸丁酯的年均消費(fèi)增長率為5.0%，到2022年底將增至121萬t。

    2.2.2    醋酸丁酯

2013年我國醋酸丁酯生產(chǎn)能力為110萬t/a，4年后增加到120萬t/a，較2013年增加7%。最近，產(chǎn)能擴(kuò)大導(dǎo)致產(chǎn)能過剩，年均開工率為48%～67%。2013年我國醋酸丁酯產(chǎn)量為52萬t，2017年增加到77萬t。4年內(nèi)我國丁醇消費(fèi)量從49萬t增加到71萬t。

西歐丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測

西歐丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測

    2015年我國醋酸丁酯消費(fèi)增塑劑醇39.6萬t，到2017年增加到47.5萬t。醋酸丁酯主要用于溶劑，占總消費(fèi)量的70%。最大的用途是涂料溶劑。近年來，隨著涂料工業(yè)的穩(wěn)步增長，預(yù)計(jì)2018-2022年醋酸丁酯的需求年均增長率為3.8%。

    2.2.3    直接溶劑

    預(yù)計(jì)未來五年，我國丁醇用于直接溶劑的需求量將以年均0.9%的速率增長，到2022年將達(dá)到9萬t。

    2.2.4    增塑劑

預(yù)計(jì)2018-2022年，DBP年均增長率僅為0.2%，2017年DBP消耗丁醇約8.2萬t，到2022年DBP將消耗丁醇約7.95萬t，相應(yīng)地，丁醇用于增塑劑的需求量增長緩慢，2017年，丁醇用于增塑劑的消費(fèi)量為11萬t，到2022年需求量將僅增加到11.7萬t。

日本丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測

日本丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測

    2.3    進(jìn)出口分析

    2017年我國丁醇主要進(jìn)口來源為：中國臺灣（53.2%）、美國（15.5%）和馬來西亞（7.9%）。2017年俄羅斯丁醇進(jìn)口量較2015年下降了87.8%；同時(shí)，來自美國的進(jìn)口量為4.3萬t，較2015年增加了5倍。2009-2017年我國丁醇進(jìn)口量見表11。

    3、科研開發(fā)及技術(shù)進(jìn)展

    3.1    技術(shù)改進(jìn)

    張家港市華昌新材料科技有限公司2017年12月公開了一種丁醇脫重塔塔頂氣相余熱回收的裝置。該裝置包括脫重塔、冷凝器、蒸發(fā)器及熱水換熱器。其中蒸發(fā)器和熱水換熱器設(shè)置于脫重塔和冷凝器之間的管路上，脫重塔的物料出口與熱水換熱器的物料入口通過出料管線相連，熱水換熱器的物料出口分別與冷凝器的第一物料入口和第二物料入口通過第四連接管線相連；熱水換熱器的飽和水出口與蒸發(fā)器的飽和水入口通過第三連接管線相連。本裝置充分回收利用丁醇脫重塔塔頂氣相的余熱，用于產(chǎn)出蒸汽，并入蒸汽管網(wǎng)，用于發(fā)電裝置使用，從而節(jié)省能源，減少排放，提高一次能源的利用效率，減少丁醇裝置循環(huán)水的用量。

    3.2    合成工藝

廣西南寧榮威德新能源科技有限公司2017年2月公開了一種利用油菜秸稈制備丁醇的方法。該方法屬于生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域，其中丁醇是經(jīng)過油菜秸稈干燥、粉碎、預(yù)處理、水解及發(fā)酵等步驟制得的。本發(fā)明可避免微生物酶發(fā)酵制糖工藝的不確定性，降低了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；而且糖轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)生的殘?jiān)可伲蔷G色環(huán)保型工藝。另外，水解溫度較低，能源消耗少，有利于相關(guān)技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

我國丁醇擬擴(kuò)建裝置情況

我國丁醇擬擴(kuò)建裝置情況

中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院2017年3月公開了一種淀粉同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)丁醇的方法。該方法包括：①種子的活化。將丁醇發(fā)酵菌接入RCM培養(yǎng)基中活化制備種子液；②淀粉的液化。將淀粉調(diào)至干物質(zhì)濃度為5wt%-10wt%，調(diào)節(jié)pH值為6.0-6.5，加入淀粉液化酶，加熱至60-95℃進(jìn)行液化；③制備P2培養(yǎng)基。以液化淀粉為原液配制P2培養(yǎng)基；④同步糖化發(fā)酵。對滅菌后的淀粉P2培養(yǎng)基除氧后，接入步驟①活化的丁醇發(fā)酵菌種子液，同時(shí)加入淀粉糖化酶，進(jìn)行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)丁醇。本發(fā)明不僅避免了葡萄糖累積對糖化酶產(chǎn)生的抑制作用，減少了酶用量，降低了生產(chǎn)成本；而且避免了酶解液中高濃度葡萄糖對發(fā)酵菌種初期生長的抑制作用，有效縮短了發(fā)酵周期，提高了總?cè)軇┊a(chǎn)量。

中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院2017年5月公開了一種以木質(zhì)纖維素為原料發(fā)酵制備丁醇的方法。該方法包括：①將木質(zhì)纖維素原料進(jìn)行預(yù)處理；②對預(yù)處理后原料進(jìn)行酶解，得到纖維素和半纖維素水解混合糖液；③利用氫氧化鈣對水解混合糖液進(jìn)行脫毒處理；④以脫毒后糖液為碳源，補(bǔ)加營養(yǎng)元素制備發(fā)酵培養(yǎng)基；⑤將拜氏梭菌XH0906接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中，發(fā)酵制備丁醇；其中拜氏梭菌XH0906分類命名為拜氏梭菌，已于2014年5月4日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCCNo.9124。本發(fā)明以拜氏梭菌XH0906為發(fā)酵菌株，可以同時(shí)利用纖維素和半纖維素的水解產(chǎn)物作為發(fā)酵底物，具有發(fā)酵產(chǎn)率高、丁醇選擇性高、耐氧能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

2013~2022年我國丁醇供需狀況及預(yù)測

2013~2022年我國丁醇供需狀況及預(yù)測

    中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院2017年6月公開了一種利用果渣和餐廚廢棄物混合發(fā)酵生產(chǎn)丁醇的方法。該方法首先分別將果渣、餐廚廢棄物酶解，然后將酶解液按比例混合，接種發(fā)酵菌，在一定的溫度下發(fā)酵，產(chǎn)生丁醇。本發(fā)明利用低價(jià)原料獲得一種穩(wěn)定的生物丁醇，產(chǎn)物丁醇的濃度達(dá)到了玉米淀粉的發(fā)酵水平，發(fā)明工藝簡單，成本低，解決現(xiàn)有糧食淀粉發(fā)酵生產(chǎn)丁醇成本偏高的問題，也為果渣和餐廚廢棄物綜合利用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展開辟了新的方向。

    清華大學(xué)2017年12月公開了一種新型的錳催化乙醇縮合制備丁醇的方法。該方法采用的錳催化劑為錳絡(luò)合物。其中錳絡(luò)合物提供了一種基于廉價(jià)金屬錳催化的乙醇偶聯(lián)制備丁醇的方法，表現(xiàn)出了很高的催化活性和92%的丁醇選擇性。本發(fā)明將對生物質(zhì)資源高效利用，特別是對優(yōu)質(zhì)生物燃料生產(chǎn)、生物質(zhì)平臺化合物的催化活化和轉(zhuǎn)化及相應(yīng)廉價(jià)、高效催化劑的設(shè)計(jì)，提供了重要的技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。

    3.3    產(chǎn)品深加工

中國石油化工股份有限公司2017年10月公開了一種以正丁醇為原料制備1,2?戊二醇的工藝方法。該方法包括以下制備步驟：①以正丁醇為原料經(jīng)過催化氧化得到正丁醛；②堿性條件下向正丁醛中加入葉立德試劑，經(jīng)過葉立德反應(yīng)后得到1,2-環(huán)氧戊烷；③將1,2-環(huán)氧戊烷水解后得到目標(biāo)產(chǎn)物1,2-戊二醇。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明選用價(jià)廉易得、來源充足的正丁醇為原料，簡化了合成與分離提純1,2-戊二醇的流程，提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的純度，大大降低了反應(yīng)時(shí)間和成本。同時(shí)與以正戊烯為原料的工藝相比，本發(fā)明大幅降低生產(chǎn)成本，并且生產(chǎn)條件溫和可靠，穩(wěn)定安全，克服了現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備容易被強(qiáng)酸腐蝕和甲醛污染環(huán)境問題。

我國丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析及預(yù)測

我國丁醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析及預(yù)測

    天津工業(yè)大學(xué)2017年7月公開了將工業(yè)生產(chǎn)丁醇的副產(chǎn)物脫酸生成燃油的工藝。該工藝屬于油料脫酸技術(shù)。首先采用無水硫酸鎂、無水硫酸鈉、無水碳酸鉀及氫化鈣等作為干燥劑，以每升油料2.0g-10.0g的比例加入反應(yīng)釜中，以240r/min-400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20分鐘；然后以每升油料3.0g-10.0g的比例加入堿作為中和劑，以240r/min-400r/min的轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌30分鐘；過濾后獲得清澈油料。測定油料酸值，或通過減壓蒸餾方式，脫酸率可以有效提高至99.5%。該工藝能有效降低丁醇生產(chǎn)副產(chǎn)物的酸度，工藝方法簡單，成本較低，適用于高酸度的原油及適用于作為燃油的工業(yè)有機(jī)副產(chǎn)物。

    4、小結(jié)

    2017年世界丁醇生產(chǎn)能力為658萬t/a，消費(fèi)量為419.6萬t，主要用于生產(chǎn)丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯、乙二醇醚和醋酸正丁酯，預(yù)計(jì)2018-2022年世界丁醇需求年均增長率為3.2%，到2022年世界丁醇需求量將達(dá)到491.6萬t。

    2017年我國丁醇生產(chǎn)能力為296.7萬t/a，產(chǎn)量為144.3萬t，進(jìn)口量為27.8萬t，出口量為2.1萬t，表觀消費(fèi)量為170.0萬t，主要用于生產(chǎn)丙烯酸正丁酯和醋酸正丁酯，預(yù)計(jì)2018-2022年我國丁醇需求年均增長率為4.1%，到2022年我國丁醇需求量將達(dá)到207.6萬t。

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