(南京敦先化工科技有限公司 王庆新、刘芳、孙宏帅 邮编:210044)
1、 前言
甲缩醛中文名称:甲缩醛、甲醛缩二甲醇又称二甲氧基甲烷; 英文名称:
Methylal;dimethoxymethane。具有优良的理化性能,即良好的溶解性、低沸点、与水相溶性好,能广泛应用于化妆品、药品、家庭用品、工业汽车用品、杀虫剂、皮革上光剂、橡胶工业、油漆、油墨等产品中,也由于甲缩醛具有良好的去油污能力和挥发性,作为清洁剂可以替代F11和F113及含氯溶剂,因此是替代氟里昂,减少挥发性有机物(VOCs)排放,降低对大气污染的环保产品。因其具有良好的燃烧性能,近期被广泛用于石油油品添加剂。目前作为石油油品添加剂的成份为:甲缩醛含量86%、甲醇含量 ≤14%、 水含量 ≤0.2%。作燃料添加剂,添加后对燃料的燃烧性能有显著改善,并减少了有害气体排放,也就是现在好多企业所说的新型环保能源。
1.1物理特性
分子式:CH3O-CH2-OCH3
分子量:76.09
沸点:42.3℃
闪点:-17.8℃
密度:d15/15,0.866;d20/20,0.861
自燃点:237℃
熔点:-104.8℃
外观:无色透明液体,有类似氯仿的气味。
1.2化学特性
对碱比较稳定,与稀盐酸一起加热时,容易分解成甲醛和甲醇。
1.3溶解性能
与醇、醚、丙酮等混溶;能溶解树脂和油类,溶解能力比乙醚、丙酮强;和
甲醇的共沸混合物能溶解含氮量高的硝化纤维素;16℃时在水中溶解32.3%
(WT);水在甲缩醛中溶解4.3%(WT)。
2、甲缩醛的用途与前景
2.1甲缩醛主要用途
(1)在杀虫剂配方中的应用。在杀虫剂配方中大多采用胺菊脂、氯菊脂、高效氯氰菊脂、溴氰菊脂类拟杀虫菊脂,它们在脱臭煤油及水基中很难溶解,因此往往先用助剂如二氯甲烷、二甲苯、丙酮及异丙醇进行溶解后再配制杀虫剂。甲缩醛对拟除虫菊脂的溶解性比上述溶剂要好,且成本低,又可替代含氯溶剂。
(2)在皮革上光剂、汽车上光剂配方中的应用。皮革上光剂的配方一般采用少量的固体蜡、微晶石蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡等,采用二氯甲烷、溶剂汽油、松节油等来溶解往往比较难,且容易分层,使产品质量不稳定。使用甲缩醛后,可以改善溶剂性能,提高质量,且挥发快,使用方便。在汽车上光剂配方中也存在同样情况,特别是甲缩醛的水溶特性,对提高乳化蜡的稳定性起很大作用。
(3)在空气清新剂配方中的应用。目前市场上出售的空气清新剂中的香精通常用乙醇作为溶剂,达到与丙丁烷的互溶,要使用较多的乙醇,影响清新剂的气味。采用甲缩醛后,可使香精的溶解性能大大改善,减少乙醇的用量,可提高清新剂的香味,减少VOCs的排放。特别是对干雾型空气清新剂,使用少量的甲缩醛就可使香精丙丁烷互溶,更能体现干雾型的“干”。
(4)在彩带配方中的应用。在彩带配方中主要采用高分子聚丙烯酸脂类固体原料,原配方中采用F11作溶剂。随着氟里昂的禁用,采用甲缩醛作溶剂,将可达到溶解性好、挥发性快的目的。
(5)在电子设备清洁剂配方中的应用。目前生产中大多采用F11及F113作主要原料,随着氟里昂的禁用,亦将被甲缩醛所替代。
(6)甲缩醛可用于脂、蜡、硝基纤维、天然树脂、松香、妥尔油、大多数合成树脂、聚苯乙烯、醋酸乙烯聚合物及共聚物、聚酯、丙烯酸酯、偏丙烯酸酯、聚胺树脂、环氧树脂、氯化橡胶等作定量溶解用。
(7)将少量甲缩醛与乙醇、酯或酮混合可使溶剂得到增效作用。甲缩醛的这些特点使它特别适于作为油漆及清漆配方、胶水与黏结剂、油墨及各种气雾剂产品中的添加剂,使产品获得优良的均匀相。
(8)由于甲缩醛沸点42.3℃、闪点-17.8℃、自燃点237℃而且与汽油、柴油互溶,特别作为柴油的添加剂后可以减少一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫(SO2)、碳烟颗粒物质、醛类物质等有害物质的排放。
机动车辆的排放已成为世界各大城市的主要污染源,相比汽油车,针对柴油车排污(特别是碳烟)治理的技术较少,难度较大,且效果较差。为降低柴油机排放,需要对发动机的硬件进行改进或者重新设计制造。目前在用的早期生产的柴油机数量庞大。因此对发动机的燃油进行改质,对新、旧机型都有益,对改善发动机的排放意义将更大。改质措施之一的燃油添加剂技术已日益受到重视。燃油添加剂种类不同,其作用也不尽相同。有关研究表明:含氮化合物作为柴油添加剂对清除表面(例如燃烧室表面及燃油喷嘴表面)沉积物具有良好的作用,含氧添加剂有利于抑制微粒物质的生成,降低柴油机尾气排放的微粒及烟度。武汉科技大学车辆工程研究所及上海交通大学的张光德、夏新祥、乔信起及方俊华等教授在2005年就着手甲缩醛作为柴油添加剂方面的研究。甲缩醛应用到燃料领域正处在开发阶段,目前作为石油油品添加剂的成份为:甲缩醛含量86%、甲醇含量 ≤14%、 水含量 ≤0.2%。
2.2甲缩醛的市场前景
2.2.1国内甲缩醛的产能预测
甲缩醛行业呈稳健发展趋势,据不完全统计,2002年我国甲缩醛的年生产能力约5.0万吨/年,至2009年增长到50.2万吨,其中2005-2006两年间,国内甲缩醛产能增长迅速。甲缩醛大部分产能集中在华东地区,总产能约37.0万吨,占全国总产能的73.7%;其次是华中地区甲缩醛总产能约为8.2万吨,占全国总产能的16.3%,主要集中在河南濮阳地区。该产品地区分布性较强,华南、西北、华北、西南几乎没有产能,地区发展呈现不平衡状态。目前,国内甲缩醛装置产能都不大,平均产能在3万吨/年左右,上规模的企业只有镇江李长荣化工、四川华源化工、阜南县合成化工、濮阳市南乐县森威化工、绩溪三明精细化工等几家,除了李长荣化工产能较大之外,其它厂家的产能也仅有几万吨/年。相对于国内的需求情况,产能略显不足,进口货源还占有相当大的比例,进口贸易主要集中在江浙、上海及华南地区。
甲缩醛广泛应用于化妆品、药用、家庭用品、工业汽车用品、杀虫剂、皮革上光剂、清洁剂、橡胶工业等行业,这些行业的发展呈现稳步增长态势,对甲缩醛的需求量也随之增大。由于纷纷看好甲缩醛的应用和发展前景,近几年国内很多非甲缩醛行业人士争相上该项目,但大多由于环保、技术、资金等问题搁置,甲缩醛产能增长缓慢,未来几年仍有新建拟建项目。但由于目前行业受进口货源的冲击力较大,国产货如何更有力的与进口货抗争,仍是行业发展值得关注的问题。纵观目前在建拟建项目情况,预计2013年国内甲缩醛产能将达到54万吨左右,2015年将达到60万吨左右。
2002-2015年甲缩醛生产情况及预测 单位:万吨/年
2.2.2国内甲缩醛的今后5年内消费预测
年份
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需求量
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需求增速
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2010
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54.3
|
—
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2011
|
57.6
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6.0%
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2012
|
61.2
|
6.1%
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2013
|
64.9
|
6.3%
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2014
|
68.9
|
6.0%
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2015
|
73.1
|
6.2%
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行业
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2010年消费量
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2012年消费量
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2015年消费量
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离子交换树脂
|
22.8
|
25.7
|
30.7
|
人造树脂、香精
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15.2
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17.1
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20.5
|
涂料领域
|
5.4
|
6.1
|
7.3
|
清洗剂领域
|
4.3
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4.9
|
5.8
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气雾剂领域
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2.7
|
3.1
|
3.7
|
其他领域
|
3.8
|
4.3
|
5.1
|
总计
|
54.3
|
61.2
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73.1
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