叔十二硫醇简介
叔十二硫醇简称为TDM,可用于工业材料、医药、表面活性剂及中间体等领域,在聚合物分子量调节剂和链转移剂等方面,具有比较广泛的应用。叔十二硫醇可以被应用在ABS树脂的分子量调节剂和链转移剂,目前在该领域中具有不可替代性。
图1 叔十二硫醇产业链图
一、叔十二硫醇目前生产工艺有哪些?
目前叔十二硫醇主流的生产工艺有卤代烃合成法、醇类合成法和烯烃合成法。其中已实现工业化的是烯烃合成法,卤代烃合成法和醇类合成法暂未有工业化生产,但是有部分企业在进行技术研究。
卤代烃合成法是指卤代烃与含硫合成气反应生成硫醇,如将氯代生成的十二烷基氯,再制备TDM,同时生产大量副产盐类。该法目前暂未工业化生产,成本较高,仅德国巴斯夫和美国HooKer公司曾利用该路线有生产国,但是目前均为有生产。
醇类合成法是指使用十二醇为碳源与硫化氢进行多相催化生成硫醇,但是此工艺有大量的副反应,可能副产硫醚或二硫化物,工艺流程较长,并且难于控制。根据调查,目前该生产工艺暂未有工业化生产。
烯烃合成法是指十二烯与硫化氢加成生成TDM,该方法流程比较简单,工艺相对成熟,是目前研究最为广泛的生产工艺路线。目前行业研究比较多的,是如何制备十二烯的工艺流程,如异丁烯三聚、丙烯四聚、乙烯齐聚、F-T合成分离、蜡裂解等,目前全球范围内,已工业化的有异丁烯三聚、丙烯四聚和乙烯齐聚法制备十二烯。
二、十二烯的制备工艺有哪些?哪些工艺可以值得进一步研究?
根据调查,目前仅有异丁烯三聚、丙烯四聚、乙烯齐聚有十二烯的工业化装置,产品有十二烯,也可以直接生产到叔十二硫醇。作为叔十二硫醇生产的方式,多为异丁烯三聚和丙烯四聚。
异丁烯三聚产物为是 2-甲基-1-丙烯的三聚物,多为二异丁烯生产过程中的副产品,也可以采用高纯度异丁烯三聚生成,之前被用于汽油调合,但是经济性不高。以三聚异丁烯为原料,在酸性催化剂作用下与硫化氢加成,可以得到硫醇,根据调温度调节,可以全部生产TDM。当温度升高时,可以生成叔丁硫醇和叔辛硫醇。
丙烯四聚是以丙烯为原料,通过四聚的工艺制备十二烯,是目前行业关注的主要方向。因该生产工艺原料易得,并且反应条件温和,可以具有较高的叔十二硫醇的收率。目前美国菲利普斯公司、美国联碳公司和法国埃尔夫-阿奎坦公司等企业大多使用四聚丙烯生产工艺制备TDM,并且该法也是国内研究机构及相关企业重要的考虑方法。
三、叔十二硫醇的经济性如何?
根据相关环评资料显示,采用十二烯为原料,辅料为甲醇、硫化氢、液碱等产品,产出叔十二硫醇的同时,还会副产硫氢化钠、C15-18混合烯以及其他的副产品。需要特别说明的是,目前该法中国范围内暂未有工业化应用。
按照2023年年度市场情况测算,叔十二硫醇按照2.8万元/吨,十二烯为9600元/吨,C15-18烯为6000元/吨,甲醇按照2450元/吨,硫化氢按照300元/吨,液碱(30%)按照890元/吨计算。以及水、电、蒸汽、人工、三废、折旧等行业平均成本计算,可以粗略计算理论单位成本,2023年中国叔十二硫醇装置的理论利润率在63%左右,利润率空间较大。
另外,如果考虑到财务费用、销售费用、管理费用等,中国叔十二硫醇的理论利润率水平约在45%-55%,在化工行业中也属于利润率水平较高的产品。
由于中国暂未工业化生产叔十二硫醇,但是有部分小装置存在生产的情况,目前中国市场中存在进口货和少量国产货源。对于进口货源来说,部分贸易商已经报价至5.5万元/吨,主流贸易商报价在3-5万元/吨。而对于国产货源来说,主流的报价区间在2.5-3.5万元/吨。
叔十二硫醇价格的波动,对于装置的利润率水平影响巨大。如果叔十二硫醇按照3.6万元/吨,理论利润率水平将会超过70%。但是如果叔十二硫醇价格跌至1.5万元/吨,理论利润率水平将会降低至34%左右。
根据统计数据看到,目前中国拟在建的叔十二硫醇装置已超过5套,总计拟在建产能将会突破5万吨/年。国产工业化后的叔十二硫醇,一方面将会打破进口货源垄断的格局,降低ABS、丁苯橡胶、丁腈橡胶相关企业的采购成本,提升国际市场竞争力。另一方面,将会结束中国叔十二硫醇小规模装置灵活生产的格局,逐步实现正规化的发展趋势。
叔十二硫醇是ABS、丁苯橡胶、丁腈橡胶的难以替代的分子量调节剂。按照1吨ABS消耗0.004吨的叔十二烷基硫醇来测算,截至2023年底,中国ABS市场规模已经超过520万吨/年,按照80%的开工率测算,中国ABS产量约在420万吨左右,潜在最大消耗叔十二硫醇规模达到1.7万吨左右,这还不包括丁苯橡胶、丁腈橡胶等行业的潜在消耗量。虽然潜在消费量巨大,但是由于拟在建项目众多,这些项目若都能如期投产,平头哥预计短期内就将实现完全的国产化替代,不排除会出现供需失衡的局面。
来源:化工平头哥