伊 帆, 周春兵, 魏 浩
(陽煤集團太原化工新材料有限公司,山西 太原 030400)
1,6-己二醇(簡稱HDO),是一種重要的精細化工產品,是多種有機合成重要的化工原料之一。1,6-己二醇主要應用于生產聚氨酯膠黏劑、聚氨酯彈性體、UV固化材料,還可應用于增塑劑、有機過氧化物、農藥除蟲菊酯、聚乙烯塑料交聯劑、環狀麝香和聚醚橡膠的生產等[1]。2018年,國內1,6-己二醇消費量2.388萬t,54.1%用于聚氨酯領域,32.2%用于UV固化材料,剩余其他應用領域的占比為13.7%。相比于2013年,國內1,6-己二醇用于聚氨酯領域的消費量占比51.1%,UV固化材料占比37.2%,剩余其他應用領域占比11.7%,2018年國內1,6-己二醇在聚氨酯領域的消費量有所增加,在UV固化材料的消費量有所減少,與此同時,拓展了其他領域的應用。
制備1,6-己二醇的方法有很多,包括己二酸及其衍生物制備1,6-己二醇(己二酸直接加氫制備1,6-己二醇;己二酸酯類衍生物加氫制備1,6-己二醇;酯類混合物催化加氫制備1,6-己二醇),生物技術原料制備1,6-己二醇(山梨醇裂解制備1,6-己二醇;左旋葡萄糖酮制備1,6-己二醇;5-羥甲基糠醛,氫化制備1,6-己二醇),烯烴制備1,6-己二醇(丙烯制備1,6-己二醇;烯烴催化加氫甲酰化制備1,6-己二醇;環己烯氧化、氫化制備1,6-己二醇;環氧丁烯制備1,6-己二醇;1,5-己二烯硼氫化、氧化制備1,6-己二醇)[2-4]。目前,1,6-己二醇工業化生產工藝大都采用己二酸二甲酯加氫法,該方法首先將1,6-己二酸與甲醇進行酯化,生成己二酸二甲酯,再加氫制備1,6-己二醇。相比于不可再生的石油基原料,以生物基為原料制備1,6-己二醇被研究者看好,報道的原料路線較多[5-6],但規模化工業生產還不成熟,有待深入研究。
2004年,遼陽石化公司建設了國內首套200 t/a中試生產線,并于2005年12月產出了合格的1,6-己二醇產品,但后期因加氫催化劑原因該裝置停產。國內第一條真正工業化的1,6-己二醇生產裝置是2008年11月由浙江麗水南明化工有限公司投產的1萬t/a 1,6-己二醇生產裝置,公司產品被世界五百強企業法國道達爾公司訂購。2009年11月,撫順市天賦化工有限公司采用沈陽工業大學科技成果建設的0.5萬t/a 1,6-己二醇項目一期工程(0.3萬t/a)投產,各項技術、經濟指標達到國際先進水平;目前,正在籌劃年產2萬t/a 1,6-已二醇生產裝置的建設。2011年上半年遼寧天華化工有限公司0.5萬t/a 1,6-已二醇裝置建成投產。2013年7月山東元利科技股份有限公司1.5萬t/a 1,6-已二醇切片生產線投產,經過擴建,2017年產能達到4.5萬t/a。2018年唐山中榮科技有限公司1萬t/a 1,6-已二醇完成竣工,目前正常生產。同年,中石化儀征化纖有限公司采用中國石化撫順(大連)石油化工研究院自主開發的生產工藝對自有閑置的1,4丁二醇生產裝置進行技術改造,建設3萬t/a的1,6-己二醇項目。截止2018年底,國內1,6-己二醇的產能為7.5萬t。
1,6-己二醇性能較獨特,無腐蝕性,能夠與有機化學品以任何比例混合,并可衍生出一系列新型的精細化學品,因此,1,6-己二醇及其衍生物都具有較大的市場發展潛力。隨著我國經濟的快速發展,國內對1,6-己二醇的需求量逐年上升。2013年-2018年,我國1,6-己二醇的產量、進口量、出口量及表觀消費量情況如表1所示。可以看出,我國1,6-己二醇2013年的表觀需求量為1.64萬t,2018年增長到2.388萬t,年平均增長率為7.8%。消費量的不斷增長以及國內自主產權技術的突破帶動了我國1,6-己二醇產能和產量的增加,2013年我國1,6-己二醇的產量僅有1.2萬t,2018年增長到2.1萬t,年平均增長率達11.8%。2013年到2018年,我國1,6-己二醇的產量年平均增長率比表觀需求量的年平均增長率超出4%,但對外依存度依舊較高,從2013年的29.27%降低到2018年的27.64%,5年僅降低了1.63%。

表1 2013年-2018年我國1,6-己二醇的產量、進口量、出口量及表觀消費量情況
盡管近幾年國內1,6-己二醇市場保持了相對較高的增長率,但其產能產量的擴張速度還是相對遲緩。國內1,6-己二醇發展遲緩的主要原因是其產品價格過高,限制了市場應用。1,6-己二醇產品的價格要高出乙二醇5倍以上,高昂的價格很大程度上限制了1,6-己二醇產品在國內中低端制品中的應用,只是應用在部分高檔產品中。
1) 1,6-己二醇能夠用于環保型涂料、粘合劑等,是國家明確提出要加快發展的化工產品,隨著我國對環保要求的不斷提高以及人們對高品質生活水平的追求,我國1,6-己二醇市場還有較大的的發展潛力。
2) 目前工業化生產大都采用1,6-己二酸酯化加氫,用生物基原料替代不可再生的石油基原料制備1,6-己二醇是日后重要的發展方向。
3) 2018年,我國1,6-己二醇的產能為7.5萬t,產量只有2.1萬t,開工率僅有28%,同時,對外依賴度卻居高不下。學校與企業應加大合作,“抱團取暖”、優勢互補,加快技術研發,提高品質、降低成本,是加快我國1,6-己二醇未來發展的必經之路。