新建年产5000吨碳酸甘油酯项目
可 行 性 研 究 报 告
浙江华诺化工有限公司
二○○九年三月
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一、总 论
企业名称：浙江华诺化工有限公司
项目名称：5000吨/年碳酸甘油酯、副产1450吨/年液氨 项目建设地点：德清县钟管镇工业园区
项目计划总投资：2000万元，其中固定资产1100万元 注册资本：400万元
企业性质：民营环保科技型中小企业（有限责任公司） 企业隶属：德清县发展与经济委员会 企业法人代表：杨建洪 项目联系人：沈根华
联系电话：0572-8401582 8409338 15857226506 谢小林
二、项目的背景和必要性
我国甘油的传统来源是从制皂甜水中回收的，随着国内聚氯乙烯树脂行业，合成洗涤剂工业的快速发展，尤其是硬脂酸、脂肪醇、醇醚、醇醚磺酸盐以及生物柴油的迅猛发展，甘油产量在迅速加大，粗略估算2007年甘油国内产量已经达到15万吨/年，再加上从印尼、马来西亚进口的9万吨/年，2007年国内甘油的表观消费量应在24万吨/年，现在来看国内甘油生产量还没有过剩；但随着国内能源及运输成本的增高，甘油生产的利润会进一步被压缩，而国际市场的甘油产量随着生物柴油产业的发展快速增加，并且已经过剩，对我国的甘油出口量势必会迅速增加，冲击力度是很大的，从进口数据分析2004年—2007年底我国甘油进口量翻了近一番，从4.57万吨已增加到9.0万吨，并且增势不减，这又进一步压缩了国内甘油生产企业的销售市场，使得甘油的生产成了鸡肋。
因此，尽早开发甘油适销对路的衍生产品已经成为国内甘油生产企业摆脱目前困境的首选目标，同时也成为国内甘油生产企业重新洗牌的关键所在。
由于环状碳酸甘油酯分子的环状结构具有极强的极性，是一种极好的聚氨酯和树脂优良溶剂，例如：醋酸纤维素、硝基纤维素、尼龙、聚丙烯腈等；碳酸甘油酯的饱和蒸气压很低，可以用来做香精、香料的优良载体及液压油的重要组分，也可以用作打印油墨的溶剂；碳酸甘油酯中具有两个反应性官能团：羰基、羟基，有着很好的与其他化合物反应的条件，可以对许多高分子化合物的单体进行改性，如：碳酸甘油酯通常被用于与含有羟基、巯基、氨基的化合物进行氧烷基化反应替代难以操作的环氧乙烷，可以与甲基丙烯酸甲酯反应生成碳酸甘油酯甲基丙烯酸酯，后者是高档油漆、涂料及功能性树脂的重要改性单体，还可以与有机伯胺、仲胺反应用于生产氨基酯、改性聚氨酯和环氧树脂的改性等等。 环状碳酸甘油酯的应用方面 （1）、作为酚醛树脂的固化剂
酚醛树脂主要用于热固性木材粘合剂和铸造芯盒粘合剂。碳酸甘油酯可以加速碱性酚醛树脂的固化，碱性酚醛树脂通常用于铸造行业，用来制造冷芯盒的粘合剂，与三醋酸甘油酯相比，碳酸甘油酯具有发气量低，对碱性酚醛树脂的固化加速性更强，冷芯盒达到强度的时间与三醋酸甘油酯相比更短，并且含有碳酸甘油酯固化配方的胶凝并不伴随粘度的剧增，相反，胶凝可以在较宽的时间范围内发生。这是由于碳酸甘油酯在固化时为羟甲基苯环提供了更多的官能团用于反
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应，三醋酸甘油酯是单质子酸，而碳酸甘油酯是双质子酸，更像碳酸。环状碳酸酯固化酚醛树脂已经广泛用于胶合板和包装箱用纸板纸板工业。 （2）、水玻璃铸型砂粘合剂的固化加速
硅砂广泛用于生产铸件的铸型模型和铸型砂芯，混入干的铸造砂重3.5％的
45-50％的水玻璃溶液加入10％的环状碳酸酯（45-50％的水玻璃溶液重）作为固化剂铸型冷芯盒，铸型后的型砂经破碎摩擦处理后可以回用80％硅砂，每吨铸型用砂售价大约为1000元左右，回收可以降低铸件成本，而不用环状碳酸酯固化的水玻璃粘合的硅砂基本无法回收，只能用牺牲环境的代价用来填埋；与三醋酸甘油酯固化体系相比，和酚醛树脂固化体系基本相同，但环状碳酸酯在铸型时的发气量低而更具优势。 （3）、环氧树脂的固化加速剂/反应性稀释剂
环状碳酸酯可以作为环氧树脂的反应性稀释剂在上世纪七、八十年代就已经报道及使用。研究表明，使用环状碳酸酯作为稀释溶剂的加入，使得反应体系的粘度降低及具有高的极性，减少了反应凝胶时间，此外，环状碳酸酯与有机胺反应的反应是放热反应，这有进一步提升了固化反应速度，使得反应固化体系更完全。环状碳酸酯还可以通过自身氢键的物理交联有效地提高环氧树脂固化后的热力学及机械性能。 （4）、聚氨酯的反应性稀释剂和相容剂
由相对较高分子量含氨基、大量二氨基、异氰酸酯的聚醚制成低压反应注射成型（RIM）聚氨酯，如果在反应注射成型（RIM）中使用环状碳酸酯可以使得聚氨酯具有许多优点，环状碳酸酯可以有效降低聚醚的粘度，优异的热涂布性，使得聚醚在成型前不易留有死角，降低废品率。环状碳酸酯的加入可以在升温时有效降低硬块的形成，降低产品的刚度。这些特性可以使得RIM制得超大型的部件产品。 （5）、涂料用柔性聚氨酯
聚氨酯已经成功用于包装箱用硬纸板的粘合剂，由于在木材颗粒吸收多异氰酸酯的过程中，一定量的多异氰酸酯也同时需要粘结的一定数额的木屑量相对来说也很高，在没有环状碳酸酯参与的情况下，基本上是无法达到的、粘合效率一般；但在多异氰酸酯中掺入环状碳酸酯及有机膨润土就会极大地提高多异氰酸酯的粘合效率及粘结质量，这是因为环状有机碳酸酯具有很强的极性激活作用，含环状有机碳酸酯的组份对木材颗粒的粘合显示出了优异的粘结效果，并且这种组份极易喷涂。 （6）、热固性树脂
环状有机碳酸酯与多价异氰酸酯在氟化钾催化剂的存在下聚合形成热固性树脂，聚环氧乙烷、季铵盐通常用来激活这个反应，这种热固性树脂可以完全固化并且不放出任何气体，这种热固性树脂聚合物具有极高的透明度以及优异的冲击强度，用来制作夹胶玻璃等，用途极为广泛。 （7）、热熔性聚氨酯组份
己二酸丁烯二醇、苯磺酰异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、环状有机碳酸酯，在二丁基锡二月桂酸催化剂存在下聚合成热熔性聚氨酯组份，这种热熔性聚氨酯组份通常用于现代制鞋工业的鞋用粘合剂，用途很广。 （8）、超级清洗剂溶液
环状有机碳酸酯是制备超级清洗剂溶液的关键组份，这种超级清洗剂溶液展现出具有低毒性、不燃、PH中性、基本上非易失性的质子性溶液。例如：环状
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有机碳酸酯、二醋酸乙二醇酯、三乙醇胺和N-甲基-2-吡咯烷酮组成的溶液，可以对广泛的残留物具有超级清洗能力，并且对生物环境及人体生理安全；这种超级清洗剂溶液用水稀释后可以清洗对腐蚀敏感的部件；同时可以有效地清除各种残留物，如：油、动物油脂、环氧树脂、有机粘合剂、蜡、光刻胶、油墨、指甲油、非高分子涂料及涂层。它们通常也可以用来清除固体表面上的漆器及清漆，如：木材、塑料、金属、陶瓷等。环状有机碳酸酯与甲醇、氨水的混合物可以有效用于轴承部件的清洗。 （9）、热记录材料
由于环状有机碳酸酯具有双官能团，可以同时贡献出电子和接受电子的双重特征，可以用作热记录材料，这种材料展现出具有很高的热频率响应和良好的彩色图像储存稳定性。 （10）、二次电池用电解质
环状有机碳酸酯由于具有良好的溶剂特性、高的电介质恒定、低的倾点、高的沸点，因而广泛地用于高能量密度的电池、电解电容器、锂离子二次电池的有机溶剂，它们通常是环状有机碳酸酯的混合物，环状有机碳酸酯用于电介质可以延长电容器的使用寿命，并且优于常规使用乙二醇为基础的电介质。
环状碳酸甘油酯的羟基与乙酸反应生产环状碳酸甘油酯乙酸酯（GCA）、以及环状碳酸甘油酯的羟基与乙醇反应生产环状碳酸甘油酯乙基醚（GCE）,这两种产品都是锂离子电池的通用电解质。 （11）、化妆品及个人护理用品
环状有机碳酸酯由于具有优异的极性，通常可以加入蒙脱土或者有机膨润土形成凝胶体，广泛用于唇膏、皮肤清洁剂、止汗剂、眼霜、睫毛膏、头发调节剂及其他化妆品中，以及作为高档香精、香料的载体。 （12）作为化学品原料用于合成其他功能性精细化学品
可以合成为多聚甘油用于化妆品及洗涤剂行业，通常合成多聚甘油是用甘油或者环氧氯丙烷聚合反应生成，但多聚甘油产品的分子量很难控制，并且很有可能含有少量环氧氯丙烷，有毒性残留，不适宜作为医药及化妆品的原料；而用环状碳酸甘油酯来合成可以任意控制产品的分子量大小生产出各种类型的多聚甘油，无毒性残留。
可以与甲基丙烯酸甲酯反应生成碳酸甘油酯甲基丙烯酸酯，后者是高档油漆及功能性树脂（如：改性环氧树脂）的重要改性单体，在国内用途很广。
可以通过反应脱去分子内二氧化碳生产缩水甘油，作为反应性精细化学品合成各种缩水甘油醚产品。
可以与脂肪酸反应合成脂肪酸碳酸甘油酯，脂肪酸碳酸甘油酯可以作为润滑油的组份，在欧盟又称生物润滑剂。也可以用催化剂脱去羰基生产出含量大于92％高纯单甘酯，高纯单甘酯的目前生产通常采用投资比较昂贵的分子蒸馏设备生产。
从以上所述甘油各种衍生产品的类型、用途、工艺技术、投资强度来比较分析看，碳酸甘油酯作为国内甘油生产企业目前所处困境的突破点、利润增长点，是恰如其分的、具有优势的。
三、市场及分析
2002年全球生产环状有机碳酸酯的厂家有美国亨斯曼、格里芬、陶氏化学，日本花王、化成，法国INRA，年产量约3万吨，其中美国亨斯曼一家年产量约
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1.5万吨，占全球产量的一半。并且随着世界经济的发展及用途的推广，产量在迅速扩大。
我国环状有机碳酸酯的产业的发展自2004年才开始，但发展势头是世界上最快的国家，产品基本上是环状碳酸乙二醇酯（碳酸乙烯酯）、环状碳酸丙二醇酯（碳酸丙烯酯）。
其中山东淄博森杰化工助剂有限公司在2004年年底新上一套1.5万吨/年碳酸丙烯酯，是国内第一家生产环状碳酸酯的企业，其采用的工艺为1.2-丙二醇与碳酸二甲酯进行转酯化反应生产碳酸丙烯酯；
河南上蔡骏马广建化工有限公司采用上海化工院有机所的二氧化碳与环氧丙烷催化合成碳酸丙烯酯的技术，在2005年8月新上一套5000吨/年碳酸丙烯酯装臵；
由于上述两家企业国内的信息不是很多，也不知现在装臵运转如何。 经过国内信息网上调研，商品类环状碳酸甘油酯在国内生产量为零，并且主要是以高档涂料用甲基丙烯酸碳酸甘油酯单体大量进口，市场销售单价达4.8万元/吨。
从上述环状碳酸甘油酯的性质和应用来看，其销售目标市场基本上大致分为三大块：（一）铸造行业；（二）环氧树脂行业；（三）精细化学品工业。
首先看国内铸造行业，随着我国经济的快速发展和政府加大内需的手段以及对装备制造业政策的扶持，机械制造业必将得到快速发展，同时必将带动铸造行业的发展，全国铸造行业用碱性酚醛树脂的需求量大约在15万吨，按1：0.35－0.4的用量来计固化剂（三醋酸甘油酯或环状碳酸甘油酯）的需求量约5.25－6万吨，环状碳酸甘油酯取代三醋酸甘油酯15％的市场，容量大概为8000－9000吨，目前国内还无环状碳酸甘油酯的生产。
其次在看环氧树脂行业，2008年全国最大的环氧树脂行业龙头江苏三木集团一家的环氧树脂2008年生产量近20万吨，2009年再投产7万吨/年；以及广东江门和江苏泰兴各上5万吨/年装臵。到2010年江苏三木计划实现环氧树脂产量40万吨/年，按反应性稀释剂加入量25％计，共需10万吨/年，其中环状碳酸甘油酯能够占领10％的市场份额，约10000吨/年，前景还是很乐观的。
最后来看精细化学品工业，我们主要来看涂料行业及聚氨酯行业，这两个行业是我国目前发展比较靠前的，势头很猛。
随着亚洲已经成为全球船舶涂料市场的亮点，亚洲船舶涂料的年均增长率近8％，并且已经占据全球船舶涂料市场的60％，与此同时，相应码头在亚洲的集中度也很高，船舶维修也需要大量的涂料，2007年亚洲船舶涂料市场规模约26.9亿美元，增长势头良好，日益严格的环保法规对亚洲船舶涂料市场来说机遇大于挑战，环氧树脂漆和聚氨酯漆等高性能涂料在船舶涂料市场所占的份额正在逐步扩大，替代醇酸树脂漆和丙烯酸基涂料等传统涂料；
未来涂料市场发展的三大趋势：无金属锡防污涂料、高性能涂料、水基涂料，无锡防污涂料最重要的推动因素源自TBT防污漆的禁令。
甲基丙烯酸碳酸甘油酯作为涂料新型改性单体的发明专利已经不少，应用范围领域也在快速拓展，我国涂料的年产量近200万吨，按固含量36％计，约需反应性单体72万吨，其中甲基丙烯酸碳酸甘油酯单体占有10％的市场份额，约有72000吨的市场，以碳酸甘油酯计约有35000吨/年的市场，且前景同样十分乐观。
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