環氧丙烷的生產現狀及市場分析

李 濤

(中國石化揚子石油化工有限公司，南京 210048)

市場研究

環氧丙烷的生產現狀及市場分析

李 濤

(中國石化揚子石油化工有限公司，南京 210048)

環氧丙烷(PO)是一種重要的化工原料，不僅用于合成聚醚多元醇，進而生產聚氨酯，還廣泛應用于非離子型表面活性劑、乳化劑等產品的生產。文章分析了國內外PO的供需現狀及發展趨勢，對國內PO生產企業的發展和項目建設提出了具體的建議。

環氧丙烷 生產 市場分析

環氧丙烷(PO)是一種重要的基本有機化工原料，是丙烯衍生物中產量僅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有機化工產品。它主要用于生產聚醚多元醇、丙二醇和聚氨酯等，也是第4代洗滌劑用非離子表面活性劑、油田破乳劑及農藥乳化劑的主要原料，發展前景廣闊。

1 PO的生產現狀

1.1 世界

目前，PO的工業生產方法主要以氯醇法和共氧化法(又稱聯產法或哈康法)為主，這兩種方法約占世界總產能的90%以上［1］，其中采用氯醇法生產的PO占世界總產量的40%～45%，采用共氧化法生產的PO占世界總產量的55%～60%。共氧化法根據原料和聯產品的不同，分為異丁烷共氧化工藝(又稱 PO/叔丁醇(TBA)工藝)和乙苯共氧化工藝(又稱PO/苯乙烯(SM)工藝)。近兩年，過氧化氫直接氧化丙烯法(HPPO)異軍突起，并逐步進入工業領域。

根據SRI咨詢公司報道，2005年世界PO的產能為6 995 kt/a，產量為6 223 kt，而到2010年產能達到8 658 kt/a，產量達到6 564 kt，產能和產量的年均增長率分別為4.4%和1.1%。預計至2015年產能將達到10 Mt/a，年均增長率約為2.9%，至2020年產能將達到10.6 Mt/a，年均增長率約為1.2%。世界PO的產量、產能及預測見表1。

西歐、北美和亞洲是世界PO主要生產和消費地區。國外 PO產業集中度很高，美國陶氏(Dow)化學公司和荷蘭利安德巴塞爾(LyondellBasell)公司是世界最大的2個生產商，控制了世界PO的大部分市場。Dow化學分別在美國、德國和巴西等地建有生產裝置，均采用氯醇法技術。LyondellBasell公司分別在美國、法國和荷蘭等地建有生產裝置，采用共氧化法技術。

2008年，韓國SKC公司在蔚山建成的世界第1套采用德國贏創－伍德(Evonik－Uhde)HPPO工藝的100 kt/a PO裝置投產。目前SKC公司計劃擴大其在蔚山的PO裝置的產能，預計至2016年將使總產能(包括其他工藝)達到600 kt/a。擴產計劃將分步實施:(1)2012年上半年將蔚山的100 kt/a PO裝置產能提高至130 kt/a，同時通過裝置部分改進，使產能至2012年底再提高70 kt/a，合計達到200 kt/a;(2)計劃至2016年在蔚山建成第2套200 kt/a HPPO工藝的PO裝置;(3)采用SKC自有PO/SM工藝技術建成1套200 kt/a PO裝置，同時生產SM。SKC還計劃大幅度提高PO衍生物的產能，至2016年末，使多元醇產能由135 kt/a提高至400 kt/a，使丙二醇產能提高至200 kt/a。SKC公司的HPPO生產所需的過氧化氫來源于贏創－德固賽(Evonik－Degussa)公司在韓國蔚山的過氧化氫裝置，丙烯來自公司在蔚山的烯烴裝置和流化床催化裂解裝置［2］，2010年SKC已取得該公司的45%股份。

表1 2005－2020年世界PO產能、產量及預測

2009年3月，德國巴斯夫(BASF)與陶氏化學公司投資的位于比利時安特衛普的300 kt/a HPPO裝置建成投產。據稱，BASF/Dow化學公司和德國贏創集團計劃進一步在亞洲和美國建設HPPO裝置［3］。

由于除日本以外的亞洲地區PO下游產品年消費增長率一直保持近兩位數增長，許多企業計劃在亞洲新建或擴建PO生產裝置，大部分新增產能將集中在這一地區，預計除日本以外的亞洲其他地區新增產能將占世界新增總產能的60%左右［4］。

2011年世界PO主要生產企業情況見表2。

表2 2011年世界PO主要生產企業及產能

1.2 國內

20世紀80年代，我國先后引進了日本旭硝子玻璃公司、三井東壓公司、昭和電工公司和美國陶氏公司技術，同時國內自行開發的PO生產工藝技術水平也有較大幅度的提高。1988－1995年，國內引進氯醇法技術建成萬噸級以上規模的PO生產裝置6套，中國石油化工股份有限公司上海高橋分公司采用引進技術建成投產1套20 kt/a PO生產裝置，這7套萬噸級以上PO生產裝置的建成投產，奠定了我國PO生產的基礎。

2006年中國海洋石油總公司與殼牌公司采用殼牌公司的技術在廣東惠州興建了250 kt/a的PO生產裝置，打破了我國PO生產單純依賴氯醇法的格局。

2010年中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司(以下簡稱鎮海煉化)和LyondellBasell共同投資建成285 kt/a PO項目，這也是目前世界上最大的PO/SM生產裝置。

2005年國內PO產能為700 kt/a，產量513 kt。經過多年發展，至2010年產能達到1 605 kt/a，產量1 210 kt。截至2011年末，我國PO產能已增長至1 875 kt/a(其中有3套裝置已停產，實際產能為1 755 kt/a)，除中海殼牌石油化工公司和鎮海煉化的PO裝置采用聯產SM的共氧化法外，其他PO裝置均采用氯醇法。

2011年國內PO生產廠家及生產能力見表3。

近年來國內新建裝置單套規模均在40 kt/a以上，大型氯醇法裝置規模在100 kt/a以上，共氧化法裝置規模在200 kt/a以上。隨著裝置規模的擴大，規模效應明顯，競爭力增強，對原有小型氯醇法生產裝置將形成較大沖擊。

目前我國仍有幾套大型PO裝置正在進行項目前期工作。

根據急慢性頸肩腰腿疼痛患者的發病部位將其分為分為軟組織組(包括頸部、背部、腰部、四肢肌肉軟組織疼痛)和關節組(包括膝關節、肩關節疼痛)。與治療前比較，軟組織組、關節組治療后即刻、治療后1周、治療后1個月的VAS評分均顯著降低，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。紅外熱成像圖顯示，患者治療前及治療后患側的溫度高于軀體相對健側(P<0.05)；治療前患側與健側的溫度差為(1.33℃±0.35℃),明顯高于治療后的(0.34℃±0.25℃),差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。本組患者治愈10例、顯效22例、好轉15例、無效3例，治療有效率為94.0%(47/50)。

表3 2011年中國主要PO生產企業概況 kt/a

據報道，Huntsman公司在2011年底與煙臺萬華聚氨酯有限公司簽署了一項PO和甲基叔丁基醚(MTBE)生產許可證協議，授權煙臺萬華公司生產PO和MTBE，其中MTBE是PO的副產品。根據協議，煙臺萬華公司利用該技術在山東煙臺生產基地新建一座世界規模的PO/MTBE工廠，新廠2011年底動工建設，預定2013 年底投產［5］。

預計到2013年我國PO產能將達到1 800 kt/a左右，“十二五”末期我國PO的產能將達到2 700 kt/a。

2 PO的市場分析

2.1 世界

2010年世界 PO消費情況為:乙二醇醚4 190 kt，占世界 PO總消費量的 6.4%;聚醚43 380 kt，占 66.3%; 丙 二 醇 12 020 kt，占18.2%;其他 6 050 kt，占 9.2% 。

據SRI咨詢公司報道，2005年世界PO消費量為6 213 kt，2010年為6 563 kt，其中北美和歐洲地區的需求量增長不大，需求量增長最快的是亞太及中東地區。預計到2015年世界PO需求量將達到8 689 kt左右，年均增長率約為5.8%;至2020年，世界PO需求量將達到9 771 kt，年均增長率約為2.4%。

世界PO需求增長的主要動力將來自于聚氨酯行業對聚醚多元醇的需求增長。

2005－2020年世界主要地區PO的消費及預測見表4。

表4 2005－2020年世界PO消費及預測 kt

2.2 國內

表5 2001－2010年國內PO供需狀況

我國PO的主要消費市場為聚醚多元醇行業，其消費量約占國內PO總消費量的78%;其次為PG丙二醇及其表面活性劑，占11%;其他領域占11%。

聚醚多元醇簡稱聚醚，是聚氨酯工業的主要原料。目前聚氨酯的應用主要集中在4個領域，即家具、汽車、建筑和工業絕熱材料，約占聚氨酯全部用量的2/3以上。未來隨著國家建筑行業節能政策的出臺，硬質聚氨酯泡沫材料作為建筑物屋頂、天花板、墻板、地板等部位的保溫隔熱節能的理想材料，具有較廣闊的應用前景。

2010年我國初級聚醚凈進口量約為309.1 kt，折合PO需求約為250 kt。近年來國內聚醚多元醇裝置建設明顯加快，2011－2012年國內將新增聚醚多元醇新擴建項目總產能為600 kt/a，對應新增PO需求約480 kt。預計至2012年底，國內聚醚多元醇的總產能將達到2 600 kt/a左右。聚醚多元醇產能的迅猛增長，將大幅拉動PO的消費，若開工率按80%計，至2012年底國內聚醚多元醇的生產需要PO約1 650 kt。然而，國內PO的產能卻沒能同步增長，這勢必增加國內PO的緊缺程度。

丙二醇及表面活性劑主要用作不飽和樹脂的原料及醫藥、日化用品和食品濕潤劑等。近年來丙二醇擴產加速，而國內丙二醇市場需求不旺，而且有部分替代品成功替代其在某些領域中的應用。預計在未來的5年里，國內的丙二醇需求年均增長率約為5%，PO在該領域的消費比例將呈下降趨勢。

PO在其他領域的應用相對比較穩定，其中值得關注的是具有良好發展前景的二氧化碳基生物塑料產業。隨著我國承諾的碳排放指標的落實和低碳社會的到來，二氧化碳綜合利用，尤其是二氧化碳基生物塑料產業化顯得非常具有現實意義。二氧化碳和PO的共聚物PPC由于具備良好的生物降解性能、成本相對較低、大量利用二氧化碳及聚合物中二氧化碳的質量分數超過40%等特點而受到高度重視。隨著PPC合成與應用技術的不斷進步、國家碳排放壓力不斷增大以及國家政策的扶持，PPC距離大規模產業化已經為期不遠。一旦PPC技術取得突破，PO的需求量將會有較大增加。

3 PO生產和技術發展趨勢

從世界PO生產的發展趨勢來看，HPPO工藝在今后一段時期將成為新建PO項目采用的主要生產工藝。與常規PO技術相比，采用HPPO工藝的PO裝置具有獨特的經濟和環境綜合效益:(1)無需附加基礎設施，投資可節約25%;(2)原材料簡單，僅需過氧化氫和丙烯，且無需考慮聯產品問題;(3)與現有PO技術相比，HPPO工藝可減少污水排放70% ～80%，能耗可降低35%。

傳統的氯醇法工藝因為能耗高、不環保而將被逐步淘汰。PO/SM工藝的產物是PO和SM，從生產成本看，該工藝比單獨生產PO或SM要低25%，故在歐洲PO生產中占主導地位。近年來國外新建裝置大多采用PO/SM法，但該工藝需要考慮苯乙烯的市場問題。PO/TBA工藝的產物是PO和TBA，TBA可以進一步生產MTBE，但由于MTBE存在健康和水體污染風險，該工藝的應用在減少［6－9］。

除上述工藝技術以外，氧氣直接氧化法生產PO工藝也具有很強的競爭力和吸引力，但該工藝實現工業化應用還需較長一段時間。

4 建議

(1)目前國內PO市場仍供不應求，應加快PO產業的發展，并在一定區域內形成PO、聚醚多元醇、聚氨酯涂料、合成革、建筑節能材料、水性聚氨酯材料及聚氨酯彈性體等上下游產業一體化發展的模式。國內企業新建PO裝置要根據工藝路線的先進性、原料來源和產品市場需求等來選擇合適的工藝路線。對于氧氣直接氧化法，一旦開發成功將是生產PO最理想的工藝，是國內科研發展的方向。建議國內科研單位積極與國外相關公司進行技術交流及合作，爭取在國內早日實現工業化。

(2)當前世界聚氨酯行業中心正向中國大陸轉移，國內對聚氨酯需求的增長大大促進了下游聚醚及PO消費的增長。國內現有采用氯醇法工藝生產PO的裝置在相當長一段時間內仍會繼續存在，但這些企業面臨國家環保法的限制，必須不斷用先進技術來改造，提高裝置生產效率，同時積極治理和回收利用“三廢”，以達到國家規定的環保排放標準。

(3)對于國內企業新建的PO裝置，需要根據工藝路線的先進性、原料來源和產品市場需求等條件來選擇合適的工藝路線。PO是一種低沸點、易燃的危險化工原料，不宜長途運輸，適宜就地加工成下游產品。因此在建設PO裝置的同時要進一步考慮下游聚醚多元醇、丙二醇和異丙醇等產品的生產，形成產業鏈，從而提高整體效益。

(4)HPPO工藝是當今無污染、無副產品的先進生產工藝，流程不復雜，投資相對少，能耗也較低，但是需要建雙氧水裝置。采用該工藝的裝置適合建在氫氣和氧氣資源富裕的地區。可考慮利用大型合成氨廠或電解堿廠來生產雙氧水，也可依托已有的雙氧水生產企業來提供雙氧水。

(5)采用共氧化法工藝的PO裝置一般建設規模較大、流程長、投資大，所以要充分考慮到聯產品的市場需求，適合建在大型石化企業內。對于乙苯共氧化法，要考慮乙苯的原料來源和作為聯產品的SM的下游市場需求，如聚苯乙烯、丁苯橡膠和ABS和工程塑料等下游產品生產裝置的需求，否則一旦SM市場疲軟就會影響PO裝置的生產。而對于異丁烷共氧化法，要考慮異丁烷的來源以及聯產品TBA的利用問題。這條工藝路線較適合當前國內石化企業的發展現狀，可以將異丁烷轉化為叔丁醇，再進一步生產MTBE。而MTBE幾乎是目前國內大多數煉油廠調節辛烷值所必需的單一組分，即使以后國內禁用MTBE，也可以通過配套建設TBA脫水制異丁烯裝置轉產高純度異丁烯，相當于通過異丁烷共氧化制PO/TBA與TBA脫水制異丁烯兩個工藝的結合，將丙烯和異丁烷轉化成了附加值更高的PO和高純度異丁烯。

［1］ 谷玉山．環氧丙烷生產技術的進展［J］．中國氯堿，2004(4):5－7．

［2］ 張建麗．環氧丙烷生產技術進展及市場分析［J］．氯堿工業，2008，44(9)，29 －33．

［3］ 蔡杰，吳莉娜．國內外環氧丙烷生產技術及市場分析［J］．中國氯堿，2009(5):1．

［4］ 劉曙陽，劉紅軍，王浩，等．國內PO的現狀及發展［J］．聚氨酯工業，2007，22(1):1 －5．

［5］ Huntsman Corp．has signed a license agreement with Yantai Wanhua for the production of propylene oxide and methyl tertiary butyl ether［J］．Hydrocarbon Processing，2011，90(7):32．

［6］ 劉敏，曹愛軍，左曉光，等．國內外環氧丙烷生產技術現狀［J］．氯堿工業，2003(7):33 －34．

［7］ Hans Jurgen Bittermann．環氧丙烷生產的最佳選擇［J］．流程工業，2008(21):86－87．

［8］ 盧冠忠，金國杰．環氧丙烷合成技術的研究進展及展望［J］．化工進展，2004，23(11):1153．

［9］ 何燕．國內外環氧丙烷生產技術進展［J］．中間體，2004(11):31．

Production Situation and Market Analysis of Propylene Oxide

Li Tao
(SINOPEC Yangzi Petrochemical Company，Nanjing 210048)

Propylene oxide(PO)is an important chemical material，which is not only used for synthesis of polyether polyol to produce polyurethane，but also widely used in production of nonionic surfactant，emulsifier，and so on．The supply and demand situation of PO at home and abroad was analyzed，and proposals were raised on development and project construction of domestic PO production enterprises．

PO，production，market analysis

1674－1099 (2012)03－0021－05

O624.31

A

2012-02-29。

李濤，男，1970年出生，1993年畢業于天津大學化學工程系有機化工專業，教授級高級工程師，長期從事石油化工技術研究開發工作，已發表論文50多篇。