2020-2026年國(guó)內(nèi)外抗氧劑市場(chǎng)投資前景及供需格局預(yù)測(cè)
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抗氧劑BHT(Butyllated?Hydroxytoluene的縮寫),學(xué)名2,6-二叔丁基對(duì)甲酚,俗稱抗氧劑264,又稱抗氧劑T501,是一種用途廣泛、用量較大的不著色抗氧劑,廣泛用于石油化工及食品工業(yè)中。其產(chǎn)品相關(guān)特性為:
抗氧劑BHT基本特性簡(jiǎn)介
產(chǎn)品名稱: | 抗氧劑264,抗氧劑T501 | 化學(xué)名稱: | 2,6-二叔丁基對(duì)甲酚 |
英文名稱: | 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol | 分子式: | C15H24O |
分子量: | 467 | 相對(duì)密度: | 1.048 |
沸點(diǎn): | 257-265℃ | 閃點(diǎn): | 126.6℃ |
結(jié)構(gòu)式: | ?
| CAS號(hào): | 128-37-0 |
溶解度: | 抗氧劑BHT的溶解度為:乙醇25%(20),豆油30%(25),棉籽油20%(25),豬油40%(40) |
性質(zhì): | 外觀呈白色結(jié)晶體,溶于苯、甲苯、丙醇、酮、醚、酯、四氯化碳、鹵代烷烴、芳烴、乙酸乙酯和汽油,不溶于水及稀燒堿溶液。產(chǎn)品無毒,在光照情況下貯存會(huì)漸漸變質(zhì),影響使用效果。 |
技術(shù)指標(biāo):抗氧劑BHT一般分工業(yè)級(jí)和食品級(jí)兩種規(guī)格。其主要技術(shù)指標(biāo)為:
圖表?2??抗氧劑BHT基本技術(shù)指標(biāo)分析
| 指?標(biāo) |
工業(yè)級(jí) | 食品級(jí) |
外觀(目測(cè)) | 白色結(jié)晶粉末 | 白色結(jié)晶粉末 |
熔點(diǎn)(℃) | 69.0-70.0 | 69.0-70.0 |
加熱減量(Wt%)≤ | 0.05 | 0.1 |
水分(Wt%)≤ | 0.05 | 0.05 |
游離酚(Wt%)≤ | 0.015 | 0.015 |
灰分(Wt%)≤ | 0.01 | 0.01 |
硫酸鹽(Wt%)≤ | -- | 0.002 |
重金屬(Wt%)≤ | - | 0.0004 |
砷(Wt%)≤ | - | 0.0001 |
其中,工業(yè)級(jí)抗氧劑BHT在高分子材料、石油制品中廣泛用作抗氧穩(wěn)定劑;食品級(jí)抗氧劑BHT廣泛用于食品加工業(yè)、飼料加工業(yè)及食品包裝材料工業(yè)中。
產(chǎn)品用途:根據(jù)研究資料:抗氧劑BHT主要用途為:
①抗氧劑BHT也是化妝品、醫(yī)藥等的穩(wěn)定劑??寡鮿〣HT的添加量:0.01%-2%;
②抗氧劑BHT能抑制或延緩塑料或橡膠的氧化降解而延長(zhǎng)使用壽命;是聚丙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂、聚酯、纖維素樹脂和泡沫塑料的抗氧劑。
③抗氧劑BHT是各種石油工業(yè)產(chǎn)品的優(yōu)良抗氧添加劑,其工作溫度在100°C時(shí),抗氧效果最佳。是各種潤(rùn)滑油、二次加工汽油、石蠟和其他一些礦物油的優(yōu)良抗氧劑;
抗氧劑BHT廣泛應(yīng)用于透平油、變壓器油、液壓油、導(dǎo)熱油、剎車油,錠子油及精密機(jī)械油、石蠟的抗氧防膠劑,可直接或調(diào)成母液加入制品中,以提高產(chǎn)品的抗氧性能,延長(zhǎng)其使用壽命。同時(shí),抗氧劑BHT能防止?jié)櫥汀⑷剂嫌偷乃嶂祷蛘扯鹊纳仙?/span>
④抗氧劑BHT是合成橡膠(丁苯、丁腈、聚氨酯、順丁等)、聚乙烯、聚氯乙烯的穩(wěn)定劑,可用于制造白色、艷色、淺色、透明橡膠制品(如膠鞋、膠布制品)。
⑤抗氧劑BHT是橡膠中常用的酚類防老劑,抗氧劑BHT對(duì)天然橡膠,順丁、丁苯、丁基、異戊、丁腈、乙丙等合成橡膠,丙烯酸脂及乳膠制品的熱氧老化有防護(hù)作用,抗氧劑BHT更能抑制銅害。
⑥抗氧劑BHT在膠料中易分散,可直接混入橡膠,可制成分散體用于乳膠制品。
⑦抗氧劑BHT作為食品添加劑能延遲食物的酸敗,如用于動(dòng)植物油脂以及含動(dòng)植物油脂的食品中。此外,抗氧劑BHT還可應(yīng)用于油墨、粘合劑、皮革、鑄造、印染、涂料、醫(yī)療衛(wèi)生和電子工業(yè)中。
行業(yè)特性:根據(jù)《掛牌公司管理型行業(yè)分類指引》,抗氧劑BHT公司所屬行業(yè)為“食品制造業(yè)”(C14)中的“食品及飼料添加劑制造”(C1495)和“化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)”(C26)中的“專項(xiàng)化學(xué)用品制造”(C2662)。根據(jù)《掛牌公司投資型行業(yè)分類指引》,公司所屬的行業(yè)為“原材料”(11)中的“特種化學(xué)制品”(11101014);公司所屬行業(yè)為食品及飼料添加劑以及其他精細(xì)、專用化工產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。
抗氧劑BHT作為一種通用型受阻酚類抗氧劑,是基礎(chǔ)化學(xué)品進(jìn)一步深加工的產(chǎn)物,也是目前世界上使用歷史最早、產(chǎn)量最大、使用最廣泛的抗氧劑品種,所涉及的行業(yè)監(jiān)管職能部門主要有國(guó)家及地方各級(jí)發(fā)展與改革委員會(huì)、環(huán)境保護(hù)部門、安全生產(chǎn)管理部門工業(yè)和信息化部、安監(jiān)局、質(zhì)檢局等。
國(guó)內(nèi)外主要生產(chǎn)工藝及流程:
①對(duì)甲酚法:在有催化劑作用下,對(duì)甲酚與烷基化劑進(jìn)行經(jīng)典的傅-克(Friedel-Crafts)反應(yīng)生成BHT。此法為國(guó)內(nèi)大部分廠家和國(guó)外部分廠家采用。烷基化劑為異丁烯(來自叔丁醇或異丁醇的高溫催化脫水)、石油煉廠的C4或MTBE(如廊坊建廠初期采用MTBE為原料)由于后處理采用精餾加一次結(jié)晶工藝,甲醇與異丁烯、及其反應(yīng)生成的聚合物易形成共沸物,后處理精餾不易分離而采用異丁烯為烷基化劑。催化劑常用濃硫酸、甲苯磺酸、樹脂、雜多酸等。國(guó)內(nèi)也有研究報(bào)道用對(duì)甲苯磺酸-水-硫酸三元體系催化劑,不僅可使用含低濃度異丁烯的混合C4和較粗制的對(duì)甲酚為原料,而且能提高反應(yīng)收率,用異丁烯作烷基化劑的反應(yīng)如下:
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異丁烯經(jīng)降溫干燥后通入加有濃硫酸(濃度大于92%)對(duì)甲酚中(濃硫酸的量為對(duì)甲酚的2%-3%)。在60℃-70℃條件下進(jìn)行反應(yīng)??刂仆ó惗∠┧俣任鹗箿囟瘸^70℃。通入量為化學(xué)計(jì)算的理論量或稍多一些,通過色譜分析來確定控制反應(yīng)的終點(diǎn)。生成物中BHT含量約為96%,收率大于84%。烷化液用10%碳酸鈉水溶液在100℃左右中和,再在70℃-80℃洗滌幾次,至中性后冷卻、結(jié)晶、抽濾得粗品,再用乙醇-水重結(jié)晶得成品。
②(間、對(duì))混甲酚法:直接以石油化工或煤化工生產(chǎn)的(間、對(duì))混甲酚為原料,通常間甲酚含量稍高一些(60%左右)采用此工藝的有大湖、拜耳、ICI和住友等公司。反應(yīng)方程式為:
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叔丁基化:混對(duì)甲酚中加入濃硫酸(為混甲酚的5%),攪拌加熱至65℃,通入異丁烯,BHT收率為88.3%-89.3%(以對(duì)位計(jì)),烴化液用10%碳酸鈉溶液在100℃攪拌中和,靜止分層。油層烴化物先常壓蒸餾,蒸出水和低沸物,后減壓(2.67kPa)蒸餾得BHT,未反應(yīng)對(duì)甲酚和單丁酚再叔丁基化,而4,6-二叔丁基-3-甲基苯酚進(jìn)行脫叔丁基。4,6-二叔丁基-3-甲基苯酚中加入濃硫酸(為酚的0.2%)升溫至150℃,大量異丁烯逸出(去回收系統(tǒng),循環(huán)利用),加熱至200℃停止加熱進(jìn)行常壓蒸餾收集200-203℃餾分得間甲酚收率92%,純度95%-98%,異丁烯純度99%,收率約90%。若將BHT同樣地脫叔丁基得對(duì)甲酚。故此法可分離間甲酚,因?yàn)殚g甲酚沸點(diǎn)202.2℃,對(duì)甲酚沸點(diǎn)202.1℃,兩者僅差0.1℃。直接精餾分離很困難,然而在2.67kPa下,4,6-二叔丁基-3-甲基苯酚沸點(diǎn)是167℃,BHT沸點(diǎn)為147℃兩者差20℃,精餾分離就不成問題。
③苯酚法:1956?年拜爾和乙基等公司發(fā)明了苯酚鋁作催化劑,使苯酚鄰位烷基化從而可方便地制備?2,6-二叔丁基苯酚,然后可循下述兩種工藝路線獲得?BHT。
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④其他工藝?:
--斯捷爾達(dá)馬克工藝:2,6-二叔丁基苯酚以乙醇為介質(zhì)與甲醛,二甲胺進(jìn)行三小時(shí)曼尼期(Mannich)反應(yīng)生成曼尼期堿后,在120℃被加壓催化氫化生成BHT,收率98.7%(以2,6-二叔丁酚計(jì))。
--Shell工藝:2,6-二叔丁基苯酚與甲醛合成4,4′-甲撐雙(2,6-二叔丁酚)后,與NaOH、CH3OH一起在200℃裂解4小時(shí)得BHT,收率80%。順便提一下,中間體2,6-二叔丁基酚和4,4′-甲撐雙(2,6-二叔丁酚)也都是抗氧劑,前者常用于汽油,也是眾多高分子量酚抗氧劑的起始原料,后者常用于汽油。
(2)國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)工藝:近幾年,隨著中國(guó)抗氧BHT行業(yè)的快速發(fā)展,其生產(chǎn)工藝主要有以下六種:
①硫酸法:國(guó)內(nèi)抗氧劑T-501是20世紀(jì)60年代開發(fā)的,催化劑用濃硫酸在國(guó)內(nèi)仍占主導(dǎo)地位。該法主要工序如下:
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該法腐蝕情況嚴(yán)重,在環(huán)保方面有大量的含酚廢水,對(duì)甲酚和異丁烯單耗較高。
②甲苯磺酸法:主要工序和硫酸法相同。
③硫酸催化-烷基化物精餾法:該法催化劑仍為濃硫酸,所不同的是烷基化產(chǎn)物中和后經(jīng)精餾,將輕組分分出返回烷基化釜,分離出液態(tài)的BHT送至結(jié)晶單元,進(jìn)行重結(jié)晶。取消粗結(jié)晶和水洗。主要工序如下:
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該法雖然在南京鐘山精細(xì)化工二廠進(jìn)行生產(chǎn),但單位成本相對(duì)較高,產(chǎn)品粒度不均勻,儲(chǔ)存期短,需有待解決。
④固體雜多酸法:該法催化劑用固體雜多酸,取消中和,主要工序如下:
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使用該種方法有吉林蛟河助劑廠,由于成本較高現(xiàn)處于停產(chǎn)狀態(tài)。
⑤離子交換樹脂法:該法催化劑使用強(qiáng)酸性離子交換樹脂。催化劑屬聚苯乙烯型功能高分子材料,在反應(yīng)初期有較高的活性,但轉(zhuǎn)化率較低,易流失,成本較高。其主要工序如下:
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該方法催化劑在使用上不成熟,相對(duì)成本較高,雖然在環(huán)保方面無含酚廢水,在實(shí)際生產(chǎn)中已沒有多大價(jià)值。用此法生產(chǎn)的有河北廊坊富?;す?、原錦州石化天元集團(tuán)公司。但由于廊坊采用?MTBE?為原料,后處理存在共沸不易分離、成本較高,現(xiàn)已改劑生產(chǎn)。天元集團(tuán)公司因設(shè)備故障率較高,生產(chǎn)初期質(zhì)量不夠理想,生產(chǎn)成本較高,現(xiàn)已停產(chǎn)。
(3)總結(jié):據(jù)中金企信國(guó)際咨詢公布的《2020-2026年中國(guó)抗氧劑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)策略及投資可行性研究報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示:目前,國(guó)內(nèi)采用的抗氧劑BHT生產(chǎn)工藝有常壓烷基化精餾法、加壓烷基化重結(jié)晶法。兩種方法各有利弊,常壓烷基化對(duì)烷化設(shè)備要求低,但精餾要求要,能耗相對(duì)較高。而加壓烷基化對(duì)烷基化設(shè)備要求較高,重結(jié)晶能耗相對(duì)較低。
而生產(chǎn)抗氧劑264的新工藝采用離子交換樹脂作為催化劑,采取離子交換和重結(jié)晶相結(jié)合的方法,使母液和分離出來的中間產(chǎn)物能夠循環(huán)利用,大大降低了原材料的消耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
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