吗啉是一种重要的精细石油化工产品,主要用于合成橡胶助剂、塑料助剂、表面活性剂、医药、腐蚀抑制剂、纺织助剂、荧光增白剂等,另外吗啉还是一种重要的有机溶剂。
一、国内企业发展迅速
随着我国20世纪90年代妆橡胶工业尤其是轮胎工业的快速发展,刺激和推动了吗啉工业的生产。吗啉成为前几年我国热点精细化工产品,许多科研院所对其合成技术进行大量的研究,各大媒体纷纷宣传吗啉的广阔市场前景,国内掀起了吗啉建设的热潮。目前我国吗啉不仅在产品数量、质量上有较大飞跃,合成技术也由传统的二乙醇胺强酸脱水法改进为国外普遍使用的二甘醇催化氨解环化法,部分企业的产品质量、原材料消耗达到国际先进水平。但是中小企业较多,规模最大为800t/a,有的仅100t/a,生产技术和产品质量参差不齐。
目前国内吗啉的总设计能力已经达到8700t/a,但由于技术上的原因,其中有3 家处于停产或半停产状态,因此2000年我国吗啉的实际产量只有5000多t, 每年吗啉的进口量都在2000t以上。国内主要生产企业情况见表1。
2001年底国内市场统计,橡胶助剂需求量达到 3500t 以上; 医药合成需求量 1500t以上;防腐添加剂需求量500t;用于溶剂、合成表面活性剂、纺织助剂、 催化系列等,需求量达500-800t;石油方面约500t;新型农药方面300-500t。2001年我国吗啉总需求量达7000-8000t以上。近年来,随着科学技术的不断进步,吗啉的新用途不断出现,如新型的农药和医药品种已得到不断的开发和生产,烷基吗啉用作化纤行业溶剂正处在研究开发阶段。
二、市场前景不容乐观
全世界年产吗啉5万t,其中美国占60%,美国的空气和化学品公司与德士古化学公司年产量都在1万t以上,德国占世界吗啉年产量的30%,日本约占8%。 国外的主要消费结构见表2。
以吗啉为原料可以合成数十种药物,如止痛药、局部麻醉剂、镇静剂、呼吸系统与血管兴奋剂等。我国吗啉主要用于合成吗啉胍、布络芬、萘普生、二氯苯胺、苯乙酸钠等,目前医药工业年消耗吗啉约800t,由于这些药物均为传统药物,市场需求不可能增加太快,预计2005年对吗啉的需求量约为1100t左右。
吗啉作为金属腐蚀抑制剂,主要用于铁、铜、锌、铅等金属的防腐蚀,我国目前刚刚处于起步阶段;在溶剂、表面活性剂、荧光增白剂、纺织助剂和催化剂等方面,我国起步也较晚。
国外的吗啉主要用于合成橡胶硫化促进剂(NOBS、DS、OTOS、26)等。其中主要用于合成NOBS、20世纪90年代以前欧美日等发达国家和地区橡胶促进剂消费占吗啉总需求量的50%以上,目前我消费量的30%以上用于合成促进剂NOBS。近年来国际上对在橡胶加工过程中易产生有害亚硝胺的促进剂的毒性问题日益重视,许多国家早将主要硫化促进剂种类磺酰胺类促进剂作为可能产生亚硝胺的研究对象,分析他们产生亚硝胺的机理与替代问题。研究表明,国际市场上主导的性能优异的硫化促进剂NOBS在使用过程中会产生亚硝胺,目前全球许多限制性法规相继出台,如德国早在1982年就颁布法规控制亚硝胺含量,美国、日本、法国、英国也积极开发不产生亚硝胺的新型硫化促进剂,并相继停止使用会产生亚硝胺的硫化促进剂。
因此,国外吗啉消费量随着促进剂NOBS的禁用逐年减少。我目前还没有制订相应的法规禁用促进剂NOBS。但是我国已加入WTO, 橡胶促进剂工业只有紧紧跟上国外环保硫化体系的潮流,即使我国不制订禁用法规,由于大量外资轮胎进入,他们所需助剂本土化,也要求我国橡胶促进剂环保化,使用无毒促进剂替代促进剂NOBS 已成大势所趋。我国近年来NOBS的需求量在明显减少,根据国家橡胶助剂的“十五” 规划,到2005年我国将基本不使用有分解亚硝胺的仲胺促进剂。如果促进剂NOBS在我国禁用而停止生产,则对吗啉的生产与市场造成严重的影响。
综上所述,若2005年以前我国禁止使用促进剂NOBS,按目前发展趋势,非橡胶助剂领域2005年对吗啉的消耗量将不超过4000t, 因此吗啉供过于求的局面将会出现,而且许多国家因为早已禁用有毒促进剂,其吗啉也出现不同程度的过剩现象,不会从我国进口,因此吗啉发展前景令人担忧。
三、建议
目前国内吗啉生产已经能够满足市场需求,因此不宜新建吗啉装置,应对现有的装置进行技术完善提高,着重是提高产品质量、降低成本,以优质低价促进其他下游产品的开发与应用。国内许多吗啉装置生产的产品纯度不高,同时也导致促进剂的质量下降,因此今后要发展高纯度的医药极产品,促进医药产品发展。
国外吗啉相当比例用做金属腐蚀抑制剂,主要作为金属气体防锈剂,防止金属被大气腐蚀,并已广泛用于机械仪表、汽车、医疗器械和军工等领域,我国在这方面刚刚起步。国内外合用的金属大气防锈剂亚硝酸二环已胺和碳酸环已胺对人体和环境的毒性较大,制约了气相防锈剂的推广和应用,而吗啉作为金属气液腐蚀抑制剂具有毒性低的优点,发展前景较好。随着我国石油化工的发展,将为吗啉生产提供优质低价的原料,吗啉价格随之下降,将有利于在金属防腐方面的应用。另外吗啉还可用于PH值调节剂、气体吸收剂、合成除草剂等,国内也应加大开发与研究力度,促进吗啉的消费与发展。
国外近年来发展较快的聚合物新型单体丙烯酰吗啉也值得注意。丙烯酰吗啉是由丙烯酸酯与吗啉反应而得,该产品是水溶性单体,其聚合后也是水溶性的,所以用于水性聚合物的改性,与多种预聚体和多官能丙烯酸酯的相容性好;另外还大量用于紫外线固化树脂的反应稀释剂,随着应用研究不断深入,许多新的具体用途不断被开发出来,成为一种发展非常迅速的聚合物单体。
表1 2001年国内吗啉生产统计 t/a
生产厂家 产能 产量/t 备注
安徽阜阳化工厂 2000 1800
辽源精细化工厂 2000 1700
吉林长山化肥厂 1500 已停产
山东荣成化工总厂 1000 630
山东瑞星化学工业集团公司 1000 680
辽阳化纤总厂 500 300 半停产
河北肥乡化肥厂 700 已停产
合计 8700 5110
表2 国外吗啉消费结构%
消费行业 消费比例
橡胶助剂 50
缓蚀剂 20
化学抛光剂 20
其他 10