浅谈双酚A的生产技术及其下游产品的发展趋势

王光辉

中国石化化工销售有限公司齐鲁经营部，山东 淄博 255400

双酚A（BPA）是苯酚与丙酮反应产生的一个重要的下游产品之一，是多种高分子材料生产的原材料，如：环氧树脂（ER）、碳酸酯（PC）、酚醛不饱和树脂、聚砜树脂、聚醚酰亚胺、改性酚醛树脂、PVC热稳定剂、橡胶防老剂、油漆和油墨抗氧剂以及增塑剂等。而且在化工、轻工、电子仪表、机电、交通运输、建筑、军事、航空航天工业等现代科学技术的各个领域中得到了广泛的应用的多种聚合物材料及多种制剂都是以双酚A为原料。

现在，世界上拥有双酚A工业化合成技术的只有少数几家专利商和工程公司，其中包括美国DOW化学、GE ,德国拜耳,日本HIYODA（千代田），欧技（波兰ICSO）等。我国目前在工业化双酚A合成技术上还没有成熟的自主知识产权。近几年来，双酚A的下游产品中，环氧树脂和聚碳酸酯两大产品发展较快。中国的环氧树脂年生产和消费量保持以10%以上的增长率增长，成为全球最大的环氧树脂产销国。

1 生产技术进展

双酚A的工业化生产技术先后经历了硫酸法、改良硫酸法、盐酸法、巯基离子法、离子交换树脂法等。其中硫酸法、改良硫酸法、巯基离子法属于淘汰工艺,工业盐酸法和离子交换法各有优缺点,但由于离子交换树脂法污染极其小,而且这几年还有助催化改进,将成为今后双酚A生产工艺发展的主流。

1.1 世界双酚A的生产技术进展

目前生产双酚A主要是用苯酚和丙酮缩合制取，有四种工艺方法，如图1所示：

图1 生产双酚A方法

其中第四种方法用氮气除去缩合反应中生成的水，该工艺转化率比较高，且用一步法晶化，可有效降低成本。

三菱化学公司（MMC）开发的三菱BPA工艺，采用离子交换树脂新催化剂4PET使苯酚与丙酮反应生成双酚A，进一步改进了双酚A生产工艺。日本鹿岛也投运BPA装置，采用MMCCT-BISA工艺，采用阳离子交换树脂催化剂，反应条件为低于100℃和常压。丙酮转化率为95%，BPA 选择性为90%。陶氏化学和凯洛格公司向台湾南亚塑料公司的麦寮装置转让了其联合开发的BPA工艺技术。表1列出采用MMC 工艺的装置。

表1 采用MMC 工艺的装置，万吨/年

新催化剂4PET-MCC由离子交换树脂组成，比现用的工业催化剂寿命延长一倍。在相同反应条件下，活性高出1.5倍。同时，产率和选择性也有提高。用新催化剂生产的BPA，用于制取全聚碳酸酯级产品，包括高质量的光学级。

1.2 国内双酚A的生产技术进展

中国石化科技公司与ABB共享催化汽提技术生产双酚-A（BPA）的工艺特许权。该工艺的优点是：减少下游设备尺寸、简化产品提纯、降低投资和操作费用。该技术采用了离子交换树脂，BPA的选择性为95%～96%，产品纯度为99.95%。不需要预蒸馏就能在简单的一段系统中实现结晶，而且杂质含量低，BPA含量高。

中国石化科技开发部组织天津石化技术开发中心、天津双孚精细有限公司、燕化公司研究院对天津双孚精细有限公司的1万吨/年双酚A装置进行的改造取得成功。该套技术采用了活性高、选择性好、使用周期长的新型凝胶树脂作为催化剂，同时带有运行平稳、处理量大、操作简单消细品和化疤功能的外循环结晶系统，开发的液相脱酚系统具有流程短、设备投资低、操作弹性大的特点。经有关鉴定，此装置各性能指标已达或甚于国外同类装置水平，形成了具有中国石化双酚A成套技术自己的知识产权。

蓝星新材料无锡树脂厂和常州大学等经过合作，胜利完成了双酚A助催化剂国产化。随着该技术瓶颈的突破，我国双酚A产业也将上升到另一个发展阶段。“离子树脂法”工艺目前已成为全球双酚A主流技术，而蓝星新材料无锡树脂厂建成的1.6万吨/年装置和2.5万吨/年双酚A装置都采用了“离子树脂法”技术，而前者拥有全套自有知识产权，其所生产的高品质产品获得国际市场的认可。

2 市场分析

全球双酚A需求与产能基本保持同步增长，开工率也能够保持较高水平,亚洲地区是全球双酚 A 产能和消费增长最快的地区。全球双酚A产能、消费量分布情况见表。

表2 全球双酚A产能、消费量分布情况

3 双酚A的应用

环氧树脂和聚碳酸酯是双酚A的主要的下游产品，也是发展较快的两个产品。下面以这两种产品为例来说明双酚A的应用。

3.1 双酚A在环氧树脂中的应用

环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷合成，具有很强的黏结力、耐腐蚀性、耐溶剂性、 抗冲性及电性，被广泛应用于黏结剂、涂料、复合材料等中。此外，随着电子产业的国际化转移，国内用于电子塑封、覆铜板等中的特种环氧树脂的需求增长速度比较快，比行业的平均增速要高很多，而且产品的销售价格高利、利润丰厚。但由于较高的技术壁垒，目前国内环氧树脂几乎全部依赖进口，由此，我国环氧树脂企业未来面临的主要课题就是产品的技术升级。

3.2 双酚A在聚碳酸酯中的应用

我国是聚碳酸酯开发最早的国家之一，现在有三家企业能够维持正常生产，这三家企业分别为：上海申聚化工厂、重庆长风化工厂和常州有机化工厂，三家企业的总生能为5600t/a，总产量不足1000t，而且大部分是自用。可见国内聚碳酸酯是供不应求。20世纪90年代末期以来，我国聚碳酸酯的需求急剧增加，但是由于产能不足，我国聚碳酸酯消费几乎全部依赖进口。我国进口聚碳酸酯的分布情况如图2。

巨大的市场需求和丰厚的利润使世界化工巨头纷纷来我国投资建厂，此外国内也有很多家公司因为技术性的突破扩产或投建装置，把我国聚碳酸酯生产投资推向了高峰期。拜耳公司正在上海化学工业区建设世界最大聚碳酸酯生产厂，年产量可达20万t，投资额达5.6亿美元；日本帝人公司在浙江嘉兴投建了1套产能为5万t/a的聚碳酸酯装置；MGC(三菱瓦斯化学公司)拟在中国投建10万t/a聚碳酸酯装置。此外，四川省绵阳正式动工建设总投资额高达20亿元人民币聚碳酸酯项目，年产量达5万t/a；中国蓝星计划建10万t/a聚碳酸酯装置；中国精细化工开发园区将投建特种聚碳酸酯，年产0.5万t。等上述所有项目都完成之后，将从根本上解决我国聚碳酸酯工程塑料长期国内供不应求的问题，同时也将在很大程度上促进我国化工新材料的发展。

图2 我国进口聚碳酸酯的分布情况

4 结语

在生产技术方面，我国双酚A的生产技术不断走向成熟，各个生产工艺也不断得到检验和鉴定。在需求方面，由于双酚A的下游产品应用产业发展特别快,随着高速铁路、航空航天、新能源新材料开发等重点工程的启动，势必将拉动国内需求的增长。但中国未来2至3年双酚A的市场空间不大，双酚A的未来市场主要取决于聚碳酸酯的发展潜力，并且未来几年聚碳酸酯消费将处于上升趋势，一旦该领域需求减弱，将影响双酚A产业的发展。

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