甲乙酮又称2-丁酮, 是一种重要的低沸点含氧溶剂, 无色透明液体, 可溶于水、乙醇和乙醚, 对各种天然树脂、纤维素酯类和合成树脂等都具有良好的溶解性能, 可与多种烃类溶剂混合使用。 由于甲乙酮具有沸点适中, 溶解能力强、黏度低, 挥发速率快、稳定、低毒, 和其优异的溶解性和干燥特性等特点, 不但是高分子化合物, 如硝化纤维素、聚氨酯、乙烯基树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、涂料、胶粘剂、油墨、磁带、医药品生产和润滑油脱蜡的优良溶剂, 是“三苯”溶剂的最佳替代品。而且甲乙酮也是一种重要的精细化工原料, 可用作香料、催化剂、涂料的抗脱皮剂等。广泛用于涂料、印刷油墨、粘合剂、溶剂脱蜡、化工中间体和磁带涂布等领域。
1 甲乙酮的生产技术
甲乙酮的生产方法有正丁烷液相氧化法、正丁烯法、丁二烯催化水解法、异丁烯氧化法、丁烯液相氧化法、异丁苯法以及异丁醛异构化法等, 本文工业生产方法主要有正丁烯法、异丁苯法。
1.1 正丁烯法
正丁烯法是目前国内外工业化生产甲乙酮普遍采用的方法, 它又可有一步法和两步法之分。
1.1.1 正丁烯一步氧化法
20 世纪60年代就研究开发出正丁烯液相一步氧化生产甲乙酮的方法存在反应过程腐蚀性强, 需要昂贵的钛材料设备, 副产物氯化物多, 分离过程复杂等缺点。针对该法存在的不足, 现已经开发出使用复合催化剂的均相工艺和多相固定床工艺, 采用杂多酸均相催化氧化新工艺采用了一种新的不含氯的催化剂体系, 甲乙酮的选择性可以达到90.3%。仲丁醇脱氢法的生产成本要比这种方法高。为了使该方法更有可能成为甲乙酮新的工业化生产方法。目前研究如何使催化剂在连续的循环中保持长期的活性与稳定性, 如何增强抵御原料中杂质毒性的能力。
1.1.2 正丁烯两步氧化法
我国的甲乙酮装置主要采用正丁烯两步氧化法进行生产, 正丁烯两步氧化法目前世界上甲乙酮最主要的生产方法, 是先将正丁烯水合生成仲丁醇, 然后脱氢生成甲乙酮。它又包括正丁烯水合制仲丁醇和仲丁醇脱氢制甲乙酮两个反应步骤。该法产量约占世界甲乙酮总产量的80%。
1.2 异丁苯法
以三氯化铝为催化剂, 反应温度控制在50-70℃, 正丁烯与苯经烃化反应生成异丁基苯;异丁基苯于ll0-130℃, 0.1-0.49MPa压力下, 液相氧化生成过氧化氢异丁基苯, 然后在酸催化剂存在下分解, 于20-60¨c提浓氧化液, 生成甲乙酮和苯酚, 最后分离精制得产品。通常情况下, 每生产1 t甲乙酮可联产1.26-1.28 t苯酚, 副产0.2-0.26 t苯乙酮, 丁烯利用率达67%-70%, 该法的特点是反应条件温和, 设备腐蚀较轻, 有利于工业化生产, 但工艺过程较为复杂, 操作条件严格。
2 国内外市场供需现状
截止到2011 年年底, 世界甲乙酮的总生产能力为144.7 万t/a, 产能主要集中在北美、西欧和亚洲地区。北美的生产能力占世界甲乙酮总生产能力的9.4%, 西欧占19.7%, 亚洲占62.8%。未来几年内, 甲乙酮拟建项目主要集中在亚洲地区, 预计到2016年, 世界甲乙酮产能将达到176.2万t/a。预计2016年世界甲乙酮需求量将达到120.5 万t.2011—2016 年间年均需求增长率2.4%。其中, 美国需求量将达到15.5万t, 同期年均需求增长率为0.9%:西欧需求量将达到16 万t, 同期年均需求增长率0.7%:亚洲地区需求量将达到79.2 万, 年均需求增长率3.1%, 高于世界同期的平均增长速度。201l一2016年, 涂料溶剂、粘合剂以及印刷油墨领域仍将是未来拉动甲乙酮消费增长的主要领域。
我国将引领世界甲乙酮产需继续增加。亚洲地区的需求年均增长率约为3.1%。预计今后几年, 全球对甲乙酮的需求将呈缓慢增长的态势, 各大生产厂商都已经排除了在欧洲建设新甲乙酮生产装置的可能性。西欧需求的增长几乎持平。在自身需求快速增长的推动, 我国甲乙酮能力近年骤增, 主要依赖进口的局面已经有所改观。现转为主要出口国, 未来将取代美国成为世界最大的甲乙酮生产国。
3 结语
纵观我国甲乙酮行业的发展, 我国已经从一个甲乙酮净进VI国逐渐转变为净出121国, 国内甲乙酮的供需已进入相对平稳期。因此, 拟扩建甲乙酮的生产厂家应密切关注其他厂家的建设进度, 慎重选择符合自身情况的生产路线实行适时的技术结构调整。积极发展工艺合成技术, 分析自己的核心竞争力, 明确目标市场。除满足国内市场需求外, 还应积极拓展途径, 扩大出口, 以确保甲乙酮行业健康稳定发展。
甲乙酮有很广阔的应用前景, 尤其在涂料、油漆、黏合剂、油墨等领域。从总体来说, 我国甲乙酮的消费领域相对较窄, 主要用于涂料和粘合剂方面, 随着我国甲乙酮产能和产量的不断提高, 加上我国精细化工领域的快速发展, 我国应该将甲乙酮的应用重点放在树脂溶剂、润滑油脱蜡以及其他高附加值精细化工产品的开发上, 使其消费结构比例更加合理, 应用范围更加广泛。同时, 应关注国家环保政策对甲乙酮市场的影响, 提高甲乙酮装置的整体经济效益。
摘要：本文主要介绍了甲乙酮的生产方法, 分析了国内外甲乙酮市场的生产及消费状况, 并对甲乙酮生产企业的发展和项目建设提出建议。
关键词：甲乙酮,生产技术,市场分析
参考文献
[1] 曹建洛.甲乙酮生产现状及市场需求分析[J].现代化工, 2005, 25 (6) :62—65.
[2] 祁俊, 高南.[J].石化技术, 2003, 10 (3) :67—69.
[3] 王基铭, 袁晴棠.石油化工技术进展[M].北京:中国石化出版社, 2002年, 599一鲫.