增塑劑解決有毒塑料污染 加快偏苯三酸酐發(fā)展

　　近期臺灣“塑化劑”鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)風波越演越烈，發(fā)現(xiàn)的問題產(chǎn)品和企業(yè)數(shù)量不斷增多，為保障食品安全和人民身體健康，防范鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)對食品的污染，工業(yè)和信息化部2011年6月30日下發(fā)了《關于防范鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)污染的緊急通知》。筆者認為，防范有毒塑料污染，加快偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)發(fā)展是有效途徑之一。偏苯三酸酐是從重整C9芳烴中分離出偏三甲苯，利用它來生產(chǎn)精細化工產(chǎn)品。偏苯三酸酐下游產(chǎn)品廣泛應用于增塑劑、粉末涂料、絕緣材料等，具有無毒、耐熱性、低揮發(fā)性、耐油性、可加工性等優(yōu)點，在家用電器、建筑材料、汽車、航空、航天等領域，具有廣泛的發(fā)展前景。國家有關部門應加大政策扶持力度，促進偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

　　一、我國偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　1、偏苯三酸酐產(chǎn)品概況

　　偏苯三酸酐TMA，分子式是，C9H4O5，化學名1,2,4-苯三甲酸酐，簡稱偏酐。

　　它是由偏三甲苯氧化、脫水而得，其外觀為白色晶狀體，熔點≥163℃，溶于水、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、醋酸乙酯，微溶于甲苯、四氯化碳和石油醚。由于偏苯三酸酐分子結(jié)構中含有羧酸及酸酐官能團，使它兼具苯甲酸及苯酐的化學性質(zhì)，有很高的反應活性，可生產(chǎn)一系列有價值的精細化學品，是現(xiàn)代新型材料的重要化工原料。

　　偏苯三酸酐的主要用途：

　　1偏苯三酸酐與不同的醇反應可以得到不同型號的增塑劑，其中與辛醇酯化生成的偏苯三酸三辛酯簡稱TOTM具有優(yōu)良的耐熱性、低揮發(fā)性、耐油性以及可加工性，廣泛用作PVC耐熱增塑劑、抗溶劑交聯(lián)氯乙烯樹脂的增塑劑，90℃和105℃級耐熱電纜配方的主增塑劑以及用作6000V、10000V高壓電纜所需的配套增塑劑。

　　2以偏苯三酸酐為原料生產(chǎn)聚酯樹脂，再與環(huán)氧樹脂以1: 1的比例混合而成的粉末涂料，具有不揮發(fā)、無毒、無溶劑污染、涂覆方便、固化迅速等優(yōu)點，廣泛應用于空調(diào)、洗衣機、電冰箱、電風扇、熱水器、微波爐、電烤箱、電飯鍋、電腦、電視機、手機等家電行業(yè)；也可用于汽車、摩托車、自行車、儀器儀表機械設備、鋼門鋼窗、鋁合金門窗、保險柜、航空航天設備、化工防腐、五金工具、管道防腐等領域。

　　3偏苯三酸酐與芳香二胺反應可以制得聚酰胺酰亞胺，與氫醌和4，4-二胺二酚醚反應可以制得聚酯酰亞胺，它們都具有良好的耐熱性能、耐電絕緣性能和機械性能，在高溫下也具有較好的耐磨性能，主要用于F、H級電機的絕緣材料，如漆包線漆、浸漬漆、硅鋼片漆以及薄膜等，可在230~250℃下長期使用。

　　4偏苯三酸酐還可用作環(huán)氧樹脂固化劑、印刷油墨的快速固化劑等。

　　2、我國偏苯三酸酐的生產(chǎn)情況

　　2006年國內(nèi)共有偏苯三酸酐生產(chǎn)企業(yè)10多家，而總產(chǎn)能不到3萬噸，規(guī)模小，技術含量低，低水平復制多，分布散。隨著偏苯三酸酐技術的進步和市場的優(yōu)勝劣汰，到2010年，生產(chǎn)企業(yè)減少到5家，產(chǎn)能反而增長了一倍，達到6噸左右。

　　目前國內(nèi)外大部分企業(yè)都是采用間歇式氧化工藝，生產(chǎn)工藝落后，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，周而復始的升降溫導致生產(chǎn)設備的使用壽命大大降低，設備腐蝕嚴重，安全性能差，環(huán)境保護壓力大，能耗高，能源得不到有效回收和綜合利用。鎮(zhèn)江正丹化學工業(yè)有限公司等企業(yè)目前采用連續(xù)式氧化工藝，具有世界先進水平。其中，鎮(zhèn)江正丹化學工業(yè)有限公司的專利――“連續(xù)法氧化工藝生產(chǎn)偏苯三酸酐的方法”專利號ZL02143030.6，于2010年11月被國家知識產(chǎn)權局評為中國專利優(yōu)秀獎，相關設備也取得多項發(fā)明專利和實用新型專利，在生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量上已顯現(xiàn)出很強的市場優(yōu)勢、成本優(yōu)勢、質(zhì)量優(yōu)勢和規(guī)模效應。

　　3、我國偏苯三酸酐的市場需求情況

　　據(jù)不完全統(tǒng)計，2010年全世界偏苯三酸酐的總消費量約為23萬噸，其中美國的消費量約占總消費量的31%，西歐約占28%，中國約占25%，日本約占11.5%，其他地區(qū)約占4.5%。2010年我國偏苯三酸酐消費量約為5.8萬噸，其中50%左右用于生產(chǎn)偏苯三酸酯類增塑劑，40%用于制造混合型聚酯樹脂粉末涂料，10%用于制造高級絕緣材料、高溫固化劑等。

　　4、我國偏苯三酸酐企業(yè)經(jīng)營情況及優(yōu)勢示范企業(yè)成功經(jīng)驗

　　由于國內(nèi)偏苯三酸酐企業(yè)的生產(chǎn)技術存在很大差異，產(chǎn)品質(zhì)量也同樣存在很大差別。大部分企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品中的PA含量遠遠超過歐盟標準，在全球市場銷售中受到一定的限制。鎮(zhèn)江正丹化學工業(yè)有限公司等企業(yè)以其先進的生產(chǎn)技術，生產(chǎn)的產(chǎn)品中PA含量≤300PPM，在國內(nèi)外市場已得到用戶的廣泛認可。

　　二、制約我國偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素

　　1、原料供應緊張

　　在偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)鏈中，生產(chǎn)偏苯三酸酐的原料偏三甲苯占有十分重要的地位。偏三甲苯主要來源于煉油廠重整裝置二甲苯塔底油重芳烴,其組成較復雜，其中富含偏三甲苯、甲乙苯、均三甲苯、連三甲苯和均四甲苯等C9和C10芳烴，通過精餾可以把偏三甲苯從中分離開來。國外自50年代就開始從重整C9芳烴中分離出偏三甲苯，利用它來生產(chǎn)精細化工產(chǎn)品，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，其應用領域日益拓寬，已形成了比較完整的體系。我國C9芳烴的利用起步較晚,在80年代初才首先分離出純度≥95%的偏三甲苯，并逐步開發(fā)其相應的下游產(chǎn)品。國內(nèi)重整C9芳烴中約含30%左右的偏三甲苯,通過高技術的精細分離可得到純度≥98.5%的偏三甲苯。但因這些重芳烴沸點較接近,分離比較困難,加上重芳烴的辛烷值較高，因此大部分C9芳烴被用作汽油調(diào)和組分去了。

　　受C9芳烴資源的限制，目前國內(nèi)偏三甲苯生產(chǎn)規(guī)模小、分布散，且基本控制在大型國有石化企業(yè)及其下屬企業(yè)手中，不能滿足市場需求，價格居高不下，極大地制約了偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

　　2、產(chǎn)業(yè)政策滯后

　　2011年5月18日，一家環(huán)保組織公布了一項調(diào)查報告稱，一種可能致癌或?qū)е履袐肷称靼l(fā)育變異的環(huán)境激素——鄰苯二甲酸酯被檢測出存在于多類塑料嬰幼用品及兒童玩具中。作為一種有機類化合物的總稱，鄰苯二甲酸酯簡稱PA主要用作塑料增塑劑，在兒童塑料玩具、醫(yī)療器械、化妝品、農(nóng)藥、人造革及食品包裝材料中均有廣泛應用。然而，鄰苯二甲酸酯同時也是一種具有類似雌激素作用的環(huán)境激素亦稱環(huán)境荷爾蒙或內(nèi)分泌干擾物，是指一類干擾人體正常激素功能的外因性化學物質(zhì)，可能影響包括人類在內(nèi)的各種生物的生殖功能、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，早在1995年就被世界衛(wèi)生組織公布為內(nèi)分泌干擾物，是對動物的生殖系統(tǒng)造成危害的一類環(huán)境污染物。

　　1999年11月，歐盟委員會即已通過法令開始對部分鄰苯二甲酸酯設限。2005年歐盟通過的一項歐盟指令，規(guī)定了所有生產(chǎn)及進口的玩具及育兒物品中DEHP國內(nèi)稱DOP、DBP、BBP等三種有害鄰苯二甲酸酯含量的濃度綜合百分比不得超過0.1%。2011年2月，歐盟再出殺手锏，將上述三種鄰苯二甲酸酯直接列入化學品“淘汰名單”。此舉意味著，如無特別授權，三至五年之后這三種鄰苯二甲酸酯將在歐盟市場上絕跡。美國、日本、韓國、澳大利亞、阿根廷等國亦已對玩具等與人體、衛(wèi)生食品相關的所有塑料制品中鄰苯二甲酸酯的含量做出了與歐盟類似的限定。

　　自從歐盟標準頒布之后，出口歐盟的塑料制品就基本不再使用含有鄰苯二甲酸酯的增塑劑。但由于國內(nèi)對鄰苯二甲酸酯在玩具等與人體、衛(wèi)生食品相關的塑料制品中的含量并沒有明確限制，出于成本考慮，內(nèi)銷的塑料制品仍在大量使用鄰苯二甲酸酯。目前，鄰苯二甲酸酯類增塑劑仍占國內(nèi)增塑劑消費總量的80%以上。以偏苯三酸酐為原料生產(chǎn)的偏苯三酸三辛酯簡稱TOTM是一種無毒環(huán)保型增塑劑，且增塑性能與鄰苯二甲酸酯相近，是鄰苯二甲酸酯類增塑劑的理想替代品。但由于國內(nèi)相關產(chǎn)業(yè)政策的滯后和標準的缺失，嚴重制約了TOTM和偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　三、促進偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的思考

　　1、偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景

　　偏苯三酸酐在增塑劑行業(yè)的應用，TOTM作為一種無毒環(huán)保型增塑劑，具有耐高溫、抗老化、耐腐蝕、耐遷移、絕緣性能優(yōu)良等特性，在增塑劑行業(yè)已得到充分肯定和發(fā)展，尤其歐盟ROHS指令和REACH法規(guī)對環(huán)保標準要求的提高，肯定了TOTM在增塑劑行業(yè)將會逐步取代目前常用的鄰苯二甲酸二辛酯DOP。因DOP增塑劑易析出苯成分會對人體造成一定危害，歐盟法規(guī)已明確限制在PVC制品中使用鄰苯類增塑劑。據(jù)有關報道，歐美地區(qū)使用環(huán)保型增塑劑已占80%，而中國市場使用環(huán)保型增塑劑不到20%。據(jù)相關資料統(tǒng)計，2010年我國DOP產(chǎn)能為200萬噸/年，而且每年都有3%左右的增長。2010年TOTM國內(nèi)市場需求在8萬噸左右，消耗偏苯三酸酐約在2.8萬噸。隨著人們環(huán)保和安全意識的不斷提高，TOTM在我國市場的需求近幾年將會有驚人的增長，TOTM在增塑劑中所占的比例會迅速提高，因此將會給偏苯三酸酐帶來新的發(fā)展機遇，預計到2015年增塑劑行業(yè)對偏苯三酸酐的需求將達到9萬噸。偏苯三酸酐在粉末涂料行業(yè)的應用，隨著近年來我國輕工家電、汽車、建材等行業(yè)的迅速發(fā)展，對環(huán)境友好、性能優(yōu)良的粉末涂料的需求日益增長，據(jù)粉末涂料協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)粉末涂料年產(chǎn)能從90年代初的2萬噸，到2010年已達到91萬噸，預計2011年可達105萬噸。粉末涂料產(chǎn)能的迅猛增長同時也帶動了偏苯三酸酐市場需求的快速增長，預計到2015年我國粉末涂料將達170萬噸，其中混合型聚酯樹脂粉末涂料85萬噸，需消耗偏苯三酸酐約4.2萬噸。

　　此外，聚酰胺-酰亞胺和聚酯酰亞胺不但可用作絕緣材料，還可用于制造電器元件、閥件、軸承、噴氣發(fā)動機零件等模制塑料部件，目前國內(nèi)在這一領域還有待進一步開發(fā)，可為偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供新市場和新動力。預計到2015年需消費偏苯三酸酐約1.8萬噸。綜上，預計到2015年，國內(nèi)市場對偏苯三酸酐的需求將達到近15萬噸，發(fā)展前景良好。

　　2、加快偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策支持與產(chǎn)業(yè)導向

　　1大力發(fā)展連續(xù)法氧化生產(chǎn)技術，淘汰落后產(chǎn)能，加強同行業(yè)企業(yè)之間的聯(lián)合和技術交流，進一步做好節(jié)能降耗和綠色環(huán)保工作，推動我國偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)技術升級和健康發(fā)展，提高我國偏苯三酸酐產(chǎn)品在國際市場上的競爭優(yōu)勢，進一步擴大國際市場占有率。

　　2多渠道爭取國內(nèi)外的重芳烴資源，鼓勵發(fā)展C9芳烴的綜合利用，擴大偏三甲苯的生產(chǎn)規(guī)模，增加偏三甲苯的供應，緩解市場供需矛盾。同時加大技術投入，爭取在甲苯、二甲苯的烷基化制備偏三甲苯方面的技術上有所突破，徹底解決偏三甲苯原料來源單一的問題。

　　3盡快出臺相關政策，限制鄰苯二甲酸酯類增塑劑的使用范圍，與國際接軌。

來源：中國化工學會 馮世良

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