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    走进环玉
食品级过氧化氢目前存在的问题及应对方式
来源: | 作者:环玉 | 发布时间: 2021-06-08 | 24 次浏览 | 分享到:
单套规模小,整体技术水平落后

       虽然在进入本世纪后,国内过氧化氢产量和消费量均位居世界首位,但是行业中也一直存在整体技术落后、生产效率低、投入/产出比居高不下等问题。据统计,2020年国内过氧化氢生产装置117套,产能接近400万t/a,单套装置生产能力低于3.5万t/a。

       目前国内过氧化氢最大的消费领域是化工合成,“十三五”末其消费比例已经提高到40%,配套环氧丙烷、环氧氯丙烷和己内酰胺等化工合成项目,需要装置大型化。例如采用HPPO法制备环氧丙烷,通常单套装置的规模为30万~40万t/a。与之相应,配套的过氧化氢生产装置单套规模应为23万~31万t/a。一边是日渐膨胀的市场需求,另一边是相对落后的生产技术和较低的生产效率,矛盾的解决必须依靠技术进步。如大部分国内企业采用的固定床工艺,氢化效率一般为6.5 g/L左右,也有部分采用三组分溶剂系统(TOP-TBU-AR或者TOP-MCA-AR)的过氧化氢装置,氢化效率可以达到8~10 g/L,但仍然远低于国外同行业先进水平。从技术发展的趋势来看,使用更易于大型化的流化床代替固定床是一个切实可行的方案。与此同时,当前采用的氧化和萃取工段还不能满足设备大型化的要求,也需要大量投入重点研究开发。

产品标准低,高浓、高纯产品少

      国内过氧化氢产品浓度以27.5%为主,但近年来是高浓度产品(>50%)的市场需求越来越大。作为氧化原料,反应过程中 过氧化氢通常会转化为H2O、H2和O2,H2O一般作为废液排放,因此过氧化氢浓度越高,产生的废液量越少。并且,采用高浓度过氧化氢还可以有效地提高己内酰胺、环氧丙烷装置的生产效率及产品质量。目前国外新建环氧丙烷装置使用的过氧化氢浓度大多为70%,2020年底江苏怡达的环氧丙烷项目(15万t/a)建成并进行试生产,该装置就配套有60%过氧化氢生产装置,年产量在18万t左右。

      蒽醌法生产过氧化氢,产品中不可避免地含有一些有机物、无机物及机械杂质,市售满足国标(GB/T 1616—2014)要求的产品并不能直接用于己内酰胺、环氧丙烷合成,进装置前需进行提纯、净化。另外,食品级尤其是电子级过氧化氢对杂质含量有更苛刻的要求。国际市场上电子级过氧化氢主要来自美日欧三地,共同占据90%的市场份额,对全球实施垄断性经营。2019年全球电子级过氧化氢市场规模为3.81亿美元,预计2026年将达到5.70亿美元,年复合增长率(CAGR)为10.6%。我国高纯电子级过氧化氢行业起步较晚,生产技术和服务水平与国外知名品牌相比尚有一定的差距,导致市场长期被国外品牌占领(见表4)。

过氧化氢应用领域窄,落后于国际先进水平

       过氧化氢潜在市场的开发,可以有力地拉动其消费。目前在下游产品的开发方面,我国与发达国家存在很大的差距,不仅产品品种相对较少,而且高端、高附加值产品比例低。为缩小差距,促进行业发展,应加快产品结构调整步伐,更好地服务于新兴市场。


      国内过氧化氢产品按等级可分为工业级、电子级和食品级, 不同等级产品中的有机碳和杂质的含量有很大差别。而市场对不同规格产品的需求呈多样化,因此及时引进国际过氧化氢产品应用等级理念、细分过氧化氢产品的市场,这样才有利于技术及售后服务较强企业的生存。

      过氧化氢不仅在使用过程中不产生污染物,并且有很大的潜力取代其他对环境有二次污染的化学品,直接用来处理工业三废。尤其是针对不同类型的工业废水,过氧化氢既可以单独使用,也可以与臭氧或紫外线联合使用,几乎可以处理各种类型的有毒废水(包括除毒、去味、脱色)。我国经济经过多年的飞跃式发展,工业水污染已经非常严重。随着国家环保法规逐渐加强以及过氧化氢生产成本的进一步降低,其在环保领域的应用也必将大行其道。在可预测的未来,废水处理领域的全面推广将为过氧化氢产业开拓新的发展空间。

产能分散,行业集中度低

       过氧化氢由于其化学性质不稳定、易爆的特殊性,具有一定的销售半径(300~500 km),导致过氧化氢行业产能分散,产能集中度维持在较低水平,竞争较为激烈。目前我国有83%的过氧化氢产能分布在华东(63%)、华北(6%)及华中地区(14%),主要在山东、湖北、江苏和浙江等化工大省,西南(4%)、西北(2%)及东北(6%)产能则占比极少,生产布局与市场容量很不对称。一方面,在某些下游产业相对集中地区,过氧化氢供不应求,企业运输成本过高。另一方面,有些地区装置又过度集中,产能远远超过下游产品的市场需求。这种产业布局在很大程度上影响了我国过氧化氢整个行业的发展,因此,今后过氧化氢行业整体布局的指导方针应该根据下游企业的需求进行调整,做到产能配置合理,避免无序竞争。

展望

      随着国内市场对过氧化氢需求量的不断增加和产品质量要求的不断提高,过氧化氢生产技术工艺的研究和开发也在不断深入,通过对国内过氧化氢的应用进展分析,不断探索过氧化氢生产新工艺,以适应国内市场对于过氧化氢的多元化需求,同时增加国内过氧化氢产品的国际竞争力,推动国内相关生产行业的可持续发展。

       致力于提高过氧化氢产品质量,增加高等级、高附加值产品的生产比例,占领高端市场;特别要注意发挥过氧化氢在环境改善方面的特点和优势,进一步开拓市场;从环保的角度出发,积极开展过氧化氢绿色合成工艺方面的研究。

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