对苯二胺生产与市场报告
一、产品介绍
对苯二胺是一种用途广泛的中间体,可用于生产染料、颜
料、染发剂、橡胶防老剂、PPTA 纤维。也可作为毛皮黑 D、毛
皮兰黑 DB、毛皮棕 N2,以及橡胶防老剂 DNP、DOP、MB 的
生产。还用作化妆品染发剂乌尔丝 D 系列、汽油阻聚剂及显影
剂的原料,在国际上还用于飞机涂料,防弹衣裤内膜,墙壁涂
料等。目前,国外在尖端技术上应用十分广泛。
二、生产工艺
对苯二胺合成原料路线比较多,目前国内主要采用对硝基
氯苯氨解还原路线生产,其中还原工艺有三种:催化加氢法、
硫化碱还原法、铁粉还原法。目前国内多数企业采用环境污染
严重的硫化碱还原法,亟需进行催化加氢工艺的改造,否则将
面临着被淘汰的命运。
1、 对硝基苯胺的还原
用对硝基苯胺还原制备对苯二胺是最常见的合成对苯二胺
的方法, 反应如下:
铁粉是还原对硝基苯胺的最常用的还原剂, 在 75~ 80℃的
范围用铁粉还原对硝基苯胺, 然后在 70~75℃下过滤, 滤液冷
却结晶, 产品在 25~ 30℃的范围内干燥。其工艺比较成熟, 这
是生产对苯二胺的经典方法,也是工业上普遍使用的方法。目
前我国仍有许多厂家用该法生产对苯二胺,
但该工艺路线长、
成本高、污染严重。
2、用涤纶废料生成对苯二胺
以对苯二甲酸二
甲酯或涤纶废丝为原料氨解得对苯二甲酰
胺,而后加入次氯酸钠水溶液进行霍夫曼重排得到对苯二胺, 反应式如下 :
三、生产厂家
截止 2010 年底国内苯二胺生产能力达到 13 万吨/年左右,
2010 年的实际产量约为 10 万吨左右,有 20 余家生产企业,其
中主要企业为浙江龙盛集团股份有限公司和安徽蚌埠八一化工
有限公司两家,两家企业产能之和约占全国总产能的 35%左右,
成为左右国内苯二胺市场的主要力量。
目前国内除浙江龙盛和安徽八一两家企业规模过万吨以外,
其他企业均在万吨/年以下,其中有近 20 家企业生产规模在
2000-3000 吨/年左右,规模较小、生产工艺路线落后,部分环
保问题严重、竞争力不强的中小型装置面临淘汰。
鉴于苯二胺下游市场不断扩大,目前国内不少企业有计划
新建和扩建苯二胺生产装置的意向,其中这些企业主要集中在
现有规模较大的生产企业和拥有硝基氯化苯装置的企业,目前
正在实施的主要企业有,浙江龙盛的对苯二胺项目、扬农化工
在宁夏的邻苯二胺项目、蚌埠八一邻苯二胺、对苯二胺项目、
洪泽大洋化工间苯二胺项目等。
对苯二胺,传统应用集中在染料领域,国内需求加出口量
不大,未来需求稳定增长。
但是随着高性能纤维对位芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺)
生产与需求兴起,将快速拉动对苯二胺的市场,国内几乎没有
商品问世,每年国内直接和间接进口的芳纶及相关制品数以亿
元计,缺口 6000t
左右。近年来随着国内工艺技术不断成熟,
多家正在建设对位芳纶项目,均计划投产,项目总产能为 7100t/a。
预计未来几年,随芳纶项目投产,国内对苯二胺年均需求
增长率将保持 15%快速发展,预计 2015
年国内对苯二胺需求
量将达到 18kt 左右,约消耗对硝基氯化苯约为 30kt 左右。
对硝基苯胺 PNA 市场价格 8000~11000/吨,对苯二胺 PPD
市场价格 35000~45000/吨。内销价格较便宜纯度一般要求 99%
以上,外贸要求 99.90%以上(公司标准一般在 99.95%以上)。
国内部分生产厂家 安庆圣洋化学有限公司 浙江鼎龙化工集团有限公司 无锡市钱桥精细化工厂 无锡飞鹏精细化工有限公司 吴江市汇丰材料科技有限公司 江苏康恒化工有限公司 吴江市铜罗染料化工有限公司 衢州瑞源化工有限公司 安诺芳胺化学品有限公司 高邮市助剂厂 温州市华侨化学试剂有限公司 池州方达科技有限公司 宜兴市日新化工有限公司 安徽省金奥化工有限公司 安徽省沃土化工有限公司 苏州遍净植保科技有限公司 山东鲁南化工科技有限公司 安徽志信化工有限公司 企业产量 对苯二胺 年产量 2000 吨 10000 吨 对苯二胺:年产量 5000 吨 四、应用市场
1、合成染料、颜料
对苯二胺是偶氮系分散染料、酸性染料、直接染料和硫化染
料的中间体。加入 3%的双氧水颜色变黑,加入 5%三氯化铁可
变成棕色。它对毛发中的角蛋白有极强的亲和力,其氧化过程
就是染发时颜色的固着过程。它既是染发剂中最有效的成分,
也是对人体健康最具有潜在危害的物质。
80 年代据 CI 所载就有 17 个品种使用对苯二胺。
硫化淡黄 GC (CI 5310)原来用联苯胺作中间体,因为致癌,
目前用对苯二胺替代联苯胺作原料合成获得成功。在其它用联
苯胺的偶氮染料中也可用对苯二胺衍生物 4.4'-二氨基二苯脲、
4.4'-二氨基二苯硫脲代替联苯胺(由对苯二胺和尿素及硫尿合成)。
用对苯二胺还可以合成二偶氮缩合颜料,如 PR
166(Cr
Scarlet R)和绿色硫化染料。此外,还可以合成性能比较好的染、 颜料。
应用厂家有:
①、河北永泰柯瑞特化工有限公司,月用量 200 吨。
②、浙江蒙州化学有限公司,月用 10 吨。
2、合成树脂
芳纶 1414(杜邦公司 Kevlar)是由对苯二甲酸或酰氯与对苯二
胺缩合而得,性能优异,80 年代用该纤维又成功地制作了导电
纤维。国内晨光化工研究院有年产 3-5 吨树脂的中试装置,岳
阳化工总厂也有年产 20 吨树脂的中试装置。1975 年杜邦公司
还开发了聚酰亚胺树脂 NR-I50B2,它是由六氟四酸与混合芳二
胺(4.4'-二氨基二苯醚,对苯二胺和间苯二胺)缩合而成,用途甚
广。对苯二胺与马来松香单酰氯反应,能制得性能良好的聚酰
胺-亚胺树脂,可成膜,也可拉丝,是一种很有实用价值的树脂。
对苯二胺与对苯二酰氯缩聚得到的高分子 Kevlar,它属于
耐高温的高分子液晶树脂,现在用于超音速飞机的复合材料中。
对苯二胺与光气反应,可以生成其二异氰酸酯(PPDI),
进而制得高结晶度的聚氨酯。该产品具有优良的高温性能,可
用作热塑性及浇铸性弹性体。对苯二胺与芳香族二羧酸反应,
可形成芳香聚酰胺,进而制得纤维织物,它们可以作为轮胎和
V-胶带的补强材料,可作增强塑料、运动器材、刹车衬里等以
及用于其它需求高强度和高模量的物品中。
应用厂家:
苏州兆达特纤科技有限公司,一个月采购对苯二胺 20 吨
烟台泰和新材料股份有限公司,月采购对苯二胺 200 吨
3、橡胶防老剂
对苯二胺及用对苯二胺为原料合成的防老剂效果良好,国内
外品种也较多。主要用于天然橡胶和双烯系合成橡胶的防老剂。
对苯二胺可直接用于生胶的防老化,其一例是对苯二胺与有
机酸钴盐组合用于生胶,该生胶用于生产钢丝轮胎,克服了为
提高钢丝与橡胶粘结力而加钻盐所引起的在贮存和硫化过程中
的老化问题。
对苯二胺与糠醛的缩合物也能提高钢丝与橡胶的粘结力。
对苯二胺与辛醇-2 或相应的酮缩合得到防老 288,是优良的
抗臭氧剂,对于氧和挠曲引起的老化有效,对大气曝晒龟裂
具有防护效能,适用于天然橡胶和合成橡胶。在汽油中,它与
N,N'-二仲丁基对苯二胺配合使用效果更好。美国有孟山都等七
八家公司生产。N,N'-二仲丁基对二苯二胺由对苯二胺与甲乙
酮缩合制得,国外商品名 DBPB,既是橡胶防老剂又是石油抗
氧剂。
环氧化植物油与对苯二胺缩合物,防老化性能与 4010NA 相
当,但不挥发,不喷霜、耐溶剂性优于 4010NA。
聚合型防老剂具有优良的防老化性能,耐溶剂、不挥发、不
喷霜,其一例是对苯二胺与对苯二酚的缩合产物。
对苯二胺类防老剂是现今最有效的抗龟裂剂和高效多功能防
老剂。N,N'-二芳基对苯二胺是最好的抗氧剂和抗屈挠龟裂剂,
但是抗臭氧的活性较低。N,N'-二-2-萘基对苯二胺是优良的链终
止剂和金属络合剂,其污染性低,有较好的耐氧和铜老化效能。
N,N'-二芳丁基对苯二胺具有较高的抗臭氧活性,是橡胶和特种
聚合物(如聚酰胺)的抗臭氧剂。不对称的 N-烷基 N'-苯基对
苯二胺类是最好的抗屈挠龟裂剂、良好的抗氧剂,并有较好的
综合耐老化性能,N,N'-二甲基对苯二胺用作有机分析试剂。
4、环氧树脂固化剂
单独用对苯二胺作环氧树脂固化剂并未显出什么优越性,但
用对苯二胺改性酚醛树脂固化环氧树脂,则固化物的耐热性、
耐化学药品性都很好,耐热性比酚醛树脂固化物高 50℃。
对苯二胺与 N-(4-羟基)马来酰亚胺和对苯二胺与 2-氨基-N-
(羟苯基)丁二酰亚胺的反应产物,作为环氧树脂固化剂,固化物
的玻璃化温度分别为 227℃和 202℃,可用于印刷电路板。而用
4, 4'-二氨基二苯砜的固化物,玻璃化温度为 144℃。
5、石油产品添加剂
对苯二胺与磷酸二丁酯和马来酸二丁酯的缩合物,作为润滑
油添加剂,用量 1%就表现出负荷时优秀的防老化、抗疲劳和耐
腐蚀性能。对苯二胺与环氧乙烷和环氧丙烷缩合物,作为石油
破乳剂,其性能优 Dissolvan4411。
对苯二胺与硫黄,烷基酚和多聚甲醛缩合物可用作汽油、润
滑油的清净剂。
6、炭黑处理剂
对苯二胺处理炭黑用于氧化锌系电子照像感光纸的显影液,
接触时间 0.3 秒,影像对比度鲜明,能获得高质量的考贝。经
对苯二胺处理的炭黑用作颜料,可提高黑度和浆料的稳定性,
用于油墨等能得到性能优异的产品。
7、处理绝缘纸
用对苯二胺处理电气绝缘纸,可提高耐热性,减少 160℃下
因老化造成的电、物理机械性能的损失,可用于高功率透平电
机的绝缘。
8、阻燃剂
对苯二胺与四溴苯酐的反应产物用于低密度聚乙烯的阻燃,
添加 20%,燃烧速度由无阻燃的 1.24 寸/分钟,降低到 0.36 寸/
分钟,扩延由无阻燃的 3.0 寸降到 0.25 寸。
对苯二胺与二氯苯基磷酸酯的反应产物用于聚酰亚胺玻璃布
增强塑料的阻燃,2000℉(1093℃)15 分钟不燃。
9、其它
对苯二胺与 EDTA 无水物反应生成的螯合树脂,可用来提取
金属。
对苯二胺与糖醛缩合物可用作氯乙烯聚合釜的防粘剂,用量
0.01 克/米 2,聚氯乙烯的粘附量下降 40 倍。
此外,对苯二胺用于血痕检验,络合滴定指示剂,与邻苯二
酚组合用作超微粒显影剂。
对苯二胺与顺丁烯二酸酐反应物用作水生物毒料,六个月后
贝类、藻类附着面积仅 1%,没有经过该毒料处理者附着面积达
100%。
对苯二胺还可作安定化(含阻聚剂)的不饱和聚酯树脂的交联
催化剂等。
五、市场展望
我国对苯二胺开发与生产起步较早,目前主要生产厂家集
中在江苏、浙江一带,共有近 10 家企业,由于下游需求相对稳
定,因此国内对苯二胺生产一直停留在较低水平。主要体现在:
一是产能规模小,主要是中小型企业,仅有 1 套 2000 吨级装置,
其余均为数百吨级。二是生产工艺落后,主要采用对硝基氯苯
氨解后硫化碱还原技术,每吨产品要产生 6 吨左右含有硝基化
合物、硫代硫酸钠、对苯二胺等的废水,而且难以处理;有部
分企业采用更为原始的铁粉还原法,产生大量带有难以处理的
有机物的废铁泥;环保清洁的催化加氢工艺尚没有实施工业化。
三是产品质量差,收率低,对下游产品开发重视不够,相当一
部分产品用于出口,整个行业发展缓慢,经济效益低下。2010
年的实际产量约为 10 万吨左右,其中 60%用于合成染(颜)
料,25%用于合成橡胶助剂,15%用于其他领域。在染料领域,
主要用于合成偶氮染料、硫化黄 GC、分散黄 S-FL、活性艳红
KF-3B 和毛皮染料中的毛皮黑 D、毛皮蓝黑 DB、毛皮棕 N2
及染发剂乌尔丝 D 等;在颜料领域,主要用于合成大红和黄色
颜料,均为传统品种,国内外需求增长速度平稳;在橡胶助剂
领域,主要用于合成橡胶防老剂 DNP、DOP、DBP,其中防老
剂 DNP 产量最大,对苯二胺作为传统有机中间体,多年来生产
与市场一直波澜不惊,国内对此关注比较少。但随着科术进步,
国外陆续开发出多种以对苯二胺为原料的新品种,非常具有发
展潜力。这些产品逐渐产业化,将使对苯二胺'老树发新枝',重
新焕发新的活力。
聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)
PPTA 是国外 20 世纪 80
年代开发的高强度合成纤维,以对苯二胺与对苯二酰氯缩聚而 得。PPTA 最早用于生产耐冲击织物(防弹服),随着合成技
术不断完善,目前已经成为多用途高技术纤维原料,广泛用于
复合材料、轮胎、机械橡胶制品、摩擦与密封件等领域。PPTA
作为高科技合成纤维原料需求增长迅速,预计未来几年全球对
其需求增长率将达到 10%。我国也进行了大量研究,目前晨光
金路科技有限公司正准备建设 1000 吨级 PPTA 合成纤维项目。
N,N'-二仲丁基对苯二胺
该产品以对苯二胺与丁酮缩
合催化加氢得到,是通用型橡胶抗臭氧剂,也可用作发动机燃 油的添加剂,防止汽油在贮存过程中发生氧化而生成胶质沉淀。
目前该添加剂在国内正处应用阶段,所需完全依赖进口。防老
剂 4030
该产品由对苯二胺与 5-甲基-2-己酮催化还原烃化
而得,其静态下抗臭氧老化性能极佳,超过目前的主导防老剂 4010NA、4020,特别适用于长期处静态的电线电缆、胶带等室
外用橡胶制品。该产品国内已有厂家进行研发。
上述品种均有发展潜力,市场需求处于成长期,附加值较高,
前景广阔。这些产品陆续在国内开发并实现工业化生产,将极
大促进对苯二胺的消费。
鉴于良好的前景,针对目前国内对苯二胺工业现状,提出如
下发展建议: 扩大规模,配套生产 对苯二胺生产技术比较成
熟,但并不是高附加值产品,而是需要依靠规模获取效益。目
前国内生产装置规模较小,今后新建或扩建装置,建议规模要
达 2000 吨级以上,这样不仅可以降低生产成本,而且自动控制
和废水治理都会因为规模扩大了而得到有效解决。同时,新建
装置要尽可能配套生产下游产品,形成以对苯二胺为基础的产
品链。 依托科技,提升技术 对苯二胺通常以对硝基氯苯为原
料,经氨解与还原制备。氨解工序可以参照近年来发展迅速的
邻苯二胺,甚至可以同时建设邻苯二胺与对苯二胺 2 套生产装
置,这样许多设备和系统可以共用,节约投资;还原工序目前
国内基本采用硫化碱还原,产生大量含盐废水,处理起来比较
困难,为解决大量含盐废水问题,国内外相继开发出催化加氢
还原技术,尽管目前尚在完善之中,但催化加氢还原工艺必将
替代硫化碱还原技术。 开发新品,增加出口 今后对苯二胺生
产企业要加大上述介绍 3 大下游产品的开发与生产力度。随着
科技进步,对苯二胺还有一些有发展前景的下游产品,国内生
产企业要加快开发。另外,国外市场对苯二胺需求旺盛,国内
企业要努力拓展国际市场。
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容