增塑劑解決有毒塑料污染 加快偏苯三酸酐發(fā)展

　　近期臺(tái)灣“塑化劑”鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)風(fēng)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(duì)食品的污染，工業(yè)和信息化部2011年6月30日下發(fā)了《關(guān)于防范鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)污染的緊急通知》。筆者認(rèn)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(lái)生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品。偏苯三酸酐下游產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于增塑劑、粉末涂料、絕緣材料等，具有無(wú)毒、耐熱性、低揮發(fā)性、耐油性、可加工性等優(yōu)點(diǎn)，在家用電器、建筑材料、汽車、航空、航天等領(lǐng)域，具有廣泛的發(fā)展前景。國(guó)家有關(guān)部門應(yīng)加大政策扶持力度，促進(jìn)偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

　　一、我國(guó)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(xué)名1,2,4-苯三甲酸酐，簡(jiǎn)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(diǎn)≥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(gòu)中含有羧酸及酸酐官能團(tuán)，使它兼具苯甲酸及苯酐的化學(xué)性質(zhì)，有很高的反應(yīng)活性，可生產(chǎn)一系列有價(jià)值的精細(xì)化學(xué)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(yīng)可以得到不同型號(hào)的增塑劑，其中與辛醇酯化生成的偏苯三酸三辛酯簡(jiǎn)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(jí)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(wú)毒、無(wú)溶劑污染、涂覆方便、固化迅速等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇、熱水器、微波爐、電烤箱、電飯鍋、電腦、電視機(jī)、手機(jī)等家電行業(yè)；也可用于汽車、摩托車、自行車、儀器儀表機(jī)械設(shè)備、鋼門鋼窗、鋁合金門窗、保險(xiǎn)柜、航空航天設(shè)備、化工防腐、五金工具、管道防腐等領(lǐng)域。

　　3偏苯三酸酐與芳香二胺反應(yīng)可以制得聚酰胺酰亞胺，與氫醌和4，4-二胺二酚醚反應(yīng)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(jī)械性能，在高溫下也具有較好的耐磨性能，主要用于F、H級(jí)電機(jī)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(zhǎng)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(guó)偏苯三酸酐的生產(chǎn)情況

　　2006年國(guó)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(wàn)噸，規(guī)模小，技術(shù)含量低，低水平復(fù)制多，分布散。隨著偏苯三酸酐技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)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(zhǎng)了一倍，達(dá)到6噸左右。

　　目前國(guó)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(fù)始的升降溫導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命大大降低，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，安全性能差，環(huán)境保護(hù)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(xué)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(jìn)水平。其中，鎮(zhèn)江正丹化學(xué)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(hào)ZL02143030.6，于2010年11月被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局評(píng)為中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)，相關(guān)設(shè)備也取得多項(xiàng)發(fā)明專利和實(shí)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(qiáng)的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)、質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)和規(guī)模效應(yīng)。

　　3、我國(guó)偏苯三酸酐的市場(chǎng)需求情況

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2010年全世界偏苯三酸酐的總消費(fèi)量約為23萬(wàn)噸，其中美國(guó)的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的31%，西歐約占28%，中國(guó)約占25%，日本約占11.5%，其他地區(qū)約占4.5%。2010年我國(guó)偏苯三酸酐消費(fèi)量約為5.8萬(wàn)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(jí)絕緣材料、高溫固化劑等。

　　4、我國(guó)偏苯三酸酐企業(yè)經(jīng)營(yíng)情況及優(yōu)勢(shì)示范企業(yè)成功經(jīng)驗(yàn)

　　由于國(guó)內(nèi)偏苯三酸酐企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)歐盟標(biāo)準(zhǔn)，在全球市場(chǎng)銷售中受到一定的限制。鎮(zhèn)江正丹化學(xué)工業(yè)有限公司等企業(yè)以其先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)的產(chǎn)品中PA含量≤300PPM，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)已得到用戶的廣泛認(rèn)可。

　　二、制約我國(guó)偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素

　　1、原料供應(yīng)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(lái)源于煉油廠重整裝置二甲苯塔底油重芳烴,其組成較復(fù)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(guò)精餾可以把偏三甲苯從中分離開來(lái)。國(guó)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(lái)生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬，已形成了比較完整的體系。我國(guó)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(yīng)的下游產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)重整C9芳烴中約含30%左右的偏三甲苯,通過(guò)高技術(shù)的精細(xì)分離可得到純度≥98.5%的偏三甲苯。但因這些重芳烴沸點(diǎn)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(guó)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(guó)有石化企業(yè)及其下屬企業(yè)手中，不能滿足市場(chǎng)需求，價(jià)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(xiàng)調(diào)查報(bào)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(cè)出存在于多類塑料嬰幼用品及兒童玩具中。作為一種有機(jī)類化合物的總稱，鄰苯二甲酸酯簡(jiǎn)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(yīng)用。然而，鄰苯二甲酸酯同時(shí)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(xué)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(duì)動(dòng)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(huì)即已通過(guò)法令開始對(duì)部分鄰苯二甲酸酯設(shè)限。2005年歐盟通過(guò)的一項(xiàng)歐盟指令，規(guī)定了所有生產(chǎn)及進(jìn)口的玩具及育兒物品中DEHP國(guó)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(guò)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(xué)品“淘汰名單”。此舉意味著，如無(wú)特別授權(quán)，三至五年之后這三種鄰苯二甲酸酯將在歐盟市場(chǎng)上絕跡。美國(guó)、日本、韓國(guó)、澳大利亞、阿根廷等國(guó)亦已對(duì)玩具等與人體、衛(wèi)生食品相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)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(guó)內(nèi)對(duì)鄰苯二甲酸酯在玩具等與人體、衛(wèi)生食品相關(guān)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(guó)內(nèi)增塑劑消費(fèi)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(jiǎn)稱TOTM是一種無(wú)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(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的滯后和標(biāo)準(zhǔn)的缺失，嚴(yán)重制約了TOTM和偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　三、促進(jìn)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(yīng)用，TOTM作為一種無(wú)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(duì)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，肯定了TOTM在增塑劑行業(yè)將會(huì)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(huì)對(duì)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(guān)報(bào)道，歐美地區(qū)使用環(huán)保型增塑劑已占80%，而中國(guó)市場(chǎng)使用環(huán)保型增塑劑不到20%。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)DOP產(chǎn)能為200萬(wàn)噸/年，而且每年都有3%左右的增長(zhǎng)。2010年TOTM國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求在8萬(wàn)噸左右，消耗偏苯三酸酐約在2.8萬(wàn)噸。隨著人們環(huán)保和安全意識(shí)的不斷提高，TOTM在我國(guó)市場(chǎng)的需求近幾年將會(huì)有驚人的增長(zhǎng)，TOTM在增塑劑中所占的比例會(huì)迅速提高，因此將會(huì)給偏苯三酸酐帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，預(yù)計(jì)到2015年增塑劑行業(yè)對(duì)偏苯三酸酐的需求將達(dá)到9萬(wàn)噸。偏苯三酸酐在粉末涂料行業(yè)的應(yīng)用，隨著近年來(lái)我國(guó)輕工家電、汽車、建材等行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)環(huán)境友好、性能優(yōu)良的粉末涂料的需求日益增長(zhǎng)，據(jù)粉末涂料協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)粉末涂料年產(chǎn)能從90年代初的2萬(wàn)噸，到2010年已達(dá)到91萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2011年可達(dá)105萬(wàn)噸。粉末涂料產(chǎn)能的迅猛增長(zhǎng)同時(shí)也帶動(dòng)了偏苯三酸酐市場(chǎng)需求的快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2015年我國(guó)粉末涂料將達(dá)170萬(wàn)噸，其中混合型聚酯樹脂粉末涂料85萬(wàn)噸，需消耗偏苯三酸酐約4.2萬(wàn)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(dòng)機(jī)零件等模制塑料部件，目前國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域還有待進(jìn)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(chǎng)和新動(dòng)力。預(yù)計(jì)到2015年需消費(fèi)偏苯三酸酐約1.8萬(wàn)噸。綜上，預(yù)計(jì)到2015年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)偏苯三酸酐的需求將達(dá)到近15萬(wàn)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(dǎo)向

　　1大力發(fā)展連續(xù)法氧化生產(chǎn)技術(shù)，淘汰落后產(chǎn)能，加強(qiáng)同行業(yè)企業(yè)之間的聯(lián)合和技術(shù)交流，進(jìn)一步做好節(jié)能降耗和綠色環(huán)保工作，推動(dòng)我國(guó)偏苯三酸酐產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)和健康發(fā)展，提高我國(guó)偏苯三酸酐產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步擴(kuò)大國(guó)際市場(chǎng)占有率。

　　2多渠道爭(zhēng)取國(guó)內(nèi)外的重芳烴資源，鼓勵(lì)發(fā)展C9芳烴的綜合利用，擴(kuò)大偏三甲苯的生產(chǎn)規(guī)模，增加偏三甲苯的供應(yīng)，緩解市場(chǎng)供需矛盾。同時(shí)加大技術(shù)投入，爭(zhēng)取在甲苯、二甲苯的烷基化制備偏三甲苯方面的技術(shù)上有所突破，徹底解決偏三甲苯原料來(lái)源單一的問題。

　　3盡快出臺(tái)相關(guān)政策，限制鄰苯二甲酸酯類增塑劑的使用范圍，與國(guó)際接軌。

來(lái)源：中國(guó)化工學(xué)會(huì) 馮世良

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