水泥助磨剂
二乙醇单异丙醇胺生产现状及市场分析
南京红宝丽醇胺化学有限公司孔培军
二乙醇单异丙醇胺（C7H17NO3），又名1-[N,N-双(2-羟乙基)氨基]丙-2-醇，简称DEIPA，是一种无色或浅黄色透明的有氨味刺激的黏稠性液体，在常温常压下性质稳定。其产品特性如下：
二乙醇单异丙醇胺于上世纪90年代开始生产，是一种无毒、对皮肤的刺激性低于三乙醇胺、对环境友好的醇胺类精细化工产品，主要应用于表面活性剂、水泥助磨剂、日化用品及织物柔顺剂等领域，生产和消费主要集中在中国、美国、韩国、印度、欧洲等国家和地区。我国于2011年开始规模化工业生产，消费领域绝大部分集中于水泥助磨剂，二乙醇单异丙醇胺以其更好的适应性及水泥早、后期强度增强明显的优势，受到我国助磨剂和混凝土外加剂企业的的青睐。
二乙醇单异丙醇胺生产工艺
目前，二乙醇单异丙醇胺（DEIPA）的合成主要有三种路线：第一，氨与环氧乙烷（EO）、环氧丙烷（PO）分别反应合成；第二，由一异丙醇胺（MIPA）和EO反应生成；第三，由二乙醇胺（DEA）和PO合成而来。
1.氨与环氧烯烃反应路线
这一路线是一个三级串联反应。氨与EO反应生成一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺，反应物再与PO合成，经提纯后得到目标产物。再或者，氨与PO反应生成一异丙醇胺、二异丙醇胺和三异丙醇胺，反应物再与EO合成，经提纯后得到目标产物。用此法生产DEIPA过程中需两次投料、提纯，设备投入大，目前世界范围内还没有此工艺的相关装置。
2.MIPA路线
这一路线由MIPA与EO通过两步反应生成。第一步MIPA与EO反应生成N-(2-羟乙基)一异丙醇胺，第二步由N-（2-羟乙基）一异丙醇胺与EO继续反应生成DEIPA。这一反应历程是一个连串反应，但原料MIPA全球仅几家企业生产，主要应用于医药、农药、纺织、化妆品等精细化学品行业。由于MIPA原料的成本和供应存在一定的问题与风险，我国仅南京红宝丽公司具有MIPA生产装置，其有原料自产优势，相关报道中也提及过其5万吨改性异丙醇胺装置项目。
3.DEA路线
这一路线采用DEA与PO反应生成目标物质DEIPA。这种路线的优点在于反应速率较快，反应的选择性高，原材料供应充足与稳定。我国的DEIPA生产，目前来说全部采用此路线生产，但在生产装置方面反应釜或管道式反应上有所区别，在产品同分异构体和质量稳定性方面有差异。
生产现状
我国DEIPA主要在水泥助磨剂中应用，掺量为水泥质量的万分之0.5到万分之二，可以与多元醇、三乙醇胺以及无害的无机盐复合应用，既可以设计为高掺量产品用于增强多掺混合材，也可以设计为低掺量产品用于高标号水泥，以达到增强提产的综合效果，其综合性能明显优于传统的醇胺化合物。
基于其优异的性能优势，DEIPA在我国水泥助磨剂和混凝土应用中的用量取得爆发式增长。据不完全统计，2015年DEIPA在我国水泥助磨剂和混凝土中的表观消费量达到6万吨。然而，其在高速发展过程中，也存在诸多问题。
1.生产企业规模小，生产装置工艺落后
2011年至2015年期间，我国DEIPA生产企业高达40多家，按2015年的6万吨消费量计，相当于平均每家企业的年销量仅1500吨。这些生产企业主要分为三类：
第一类，传统化工类企业。这类企业受主管部门监管，证照齐全，安全生产制度健全，从业人员持证上岗，生产设备与生产过程控制及检测设备完善。
第二类，委托其他企业代工生产，但代工企业间的差异较大，主体表现在其生产装备水平、化工专业化程度、生产设备的共用性、操作人员熟练程度、危化品原料的存储与管理等方面，有些企业仅提供一台闲置反应釜即可代工。DEIPA的原料中EO为2类、PO为3类易燃易爆危险化学品，DEA为8类碱性腐蚀危险化学品。
第三类，助磨剂、混凝土外加剂和水泥企业的产业链延伸，新建DEIPA生产装置，自产自用。除少数企业实现设备封闭生产、生产自动控制外，很多企业仍旧处在作坊式、无证、手动或半自动化状态生产，成本、质量方面很难控制。
2.产品质量良莠不齐，掺假造假手段层出不穷
DEIPA的合成产率主要与胺烷比、温度及反应时间有关。所以，不同的设备及合成工艺，不可避免地会生成同分异构体以及高沸点聚醚类产物，对产品的纯度影响较大。高沸点聚醚副产品的抑制、同分异构体的控制，将直接影响各生产企业的产品质量和市场售价。同时，在水泥助磨剂和混凝土行业，注重的是事后根据结果来判定产品的质量优劣，因受水泥熟料、混合材、磨机状况、胶凝材料等影响较大，从而给不良企业留下了制假、掺假的机会。在激烈的市场竞争背景下，不良企业主要以掺入乙二醇、二乙二醇、工业甘油、三乙醇胺等价格低但仍对水泥有一定助磨和增强效果的化学品为主，更有甚者加入甲醇等低沸点物质来通过气相色谱法的检测。以上种种行为，严重地损害了二乙醇单异丙醇胺产业的健康发展和下游用户的利益。
3.产品低价竞争
单纯从生产角度看，一台反应釜再加上两三个工人就能生产，危化品原料的存储、检测设备和专职人员没有配备或配备不全。因技术含量不高、设备投入低，生产企业众多，低价低质产品充斥市场，恶性竞争激烈。目前，DEIPA产品的市场售价已接近成本价。
4.生产受上游原料影响，持续生产稳定性差
DEIPA生产工艺中涉及的上游原料中含有PO，但PO存在供求不平衡和价格波动大的特点。2015年，我国PO产能为309万吨，表观消费量约在250万吨。数据上看，产能大于消费量，产能过剩。但由于装置开工率平均维持在73%左右（部分装置在2015年建成），从而导致国内PO 自给率不足，需要进口。2015年进口量为26.11万吨，出口仅400吨；2016年1~9月进口量为
22.42万吨，出口1.9万吨，净进口20.52万吨。造成PO自给率不足的原因主要有两个：
①国内PO生产装置大多采用氯醇法，占比高达61%。由于氯醇法装置工艺流程较复杂，存在易腐蚀、废水及废渣量大等缺点，近年来在加大环保查处力度的背景下，停工检修情况较多，导致PO装置整体开工率较低，实际产量有限，不能满足需求。
②各主要PO生产企业均配套有下游聚醚生产线，造成商品PO的市场流通量不足。
供求的不平衡，造成PO价格波动大，下图为近三年国内PO市场价格走势：
图中年度间价格波动大，月度之间的价格波动也大。其中，2016年9月，受国家环保督察组入驻山东检查消息的影响，短短一个月内PO价格暴涨达48%，造成下游中小客户成本大幅上涨，因原料短缺导致生产装置停产（数据摘录自《卓创资讯网》）。
5.二乙醇单异丙醇胺出口情况
我国自DEIPA产业一出现就经历了高速发展，随着技术水平的提高、规模的扩大，在最短的时间内，实现了最快速的发展。随着DEIPA在国内的消费量增长逐年趋缓，国内市场又是一片“红海”，不少企业把目光投向海外市场。
下图为2013年至2016年我国DEIPA出口情况：
2014年开始，我国DEIPA出口量快速增长，主要海外市场集中在东南亚，应用领域以建材为主。国外DEIPA的生产企业有印度的VISWAAT公司、STERLING公司和欧洲的FORTISCHEM 公司。
二乙醇单异丙醇胺上下游产品市场分析及未来发展趋势
1.DEIPA上游产业链图（见右下图）：
图中列明了3种不同工艺路线涉及的原料，其中MIPA路线中的原料MIPA，国内仅南京红宝丽一家公司生产，并以出口为主，此路线不具有普遍性。以下就我国企业普遍采用的DEA工艺路线涉及的原料进行简要分析。
①DEA：
我国二乙醇胺的消费领域主要是农药草甘膦、表面活性剂和二乙醇单异丙醇胺。2015年，我国二乙醇胺产量约9.95万吨，进口3.47万吨，合计13.42万吨，表观消费量在12万吨左右。2017年，随着沙特DOW乙醇胺投产，盛虹集团在连云港10万吨乙醇胺装置投产，以及沙特Sabic、马来西亚国家石油公司、泰国PTT公司等国的进口货源，未来我国二乙醇胺从供应面看，将货源充足；从需求面看，随着转基因作物的大量种植，全球草甘膦市场发展空间很大。2009到2015年，我国对草甘膦的需求增长缓慢，需求总量也比较小，但全球的草甘膦需求仍保持了13%左右的复合增长率。二乙醇胺可以直接作为表面活性剂用于洗涤剂和清洗剂配方中，其中二乙醇胺和脂肪酸（如月桂酸、椰油酸）反应生成烷醇酰胺类非离子表面活性剂。研究表明，烷醇酰胺中的少量二乙醇胺虽不能引起鼠类基因突变，但其产生的二乙醇亚硝胺有明显的致癌作用，发达国家在部分领域已其使用。新技术、新产品的替代，未来在表面活性剂领域对二乙醇胺的应用将带来较大影响。
②EO：
环氧乙烷主要用于生产乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺、聚醚、乙二醇醚等。据相关数据显示，2015年我国环氧乙烷总产能在356.7万吨，需求总量在228.5万吨左右，供大于求的现状已不可避免。而且，其产能扩增还在继续。EO的价格变化与东北亚地区外盘乙烯价格、煤制
烯烃成本、装置开工率，及下游乙二醇的需求关联度较大。
③乙烯：
乙烯是世界上产量最大的化学产品之一。乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的75%以上，在国民经济中占有重要的地位。乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料、合成乙醇的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等。
④PO：
环氧丙烷主要用于生产聚醚、丙二醇、碳酸二甲酯、丙二醇醚及醇醚酯，异丙醇胺在环氧丙烷的应用中占比不足5%，聚醚占比达到70%以上。从相关系数矩阵分析来看，上游丙烯与下游聚醚对环氧丙烷的相关系数影响较大（超过0.8），均是影响环氧丙烷价格的重要因素。同时，由于我国环氧丙烷行业产能集中度较高，导致主要厂商的检修、停产、扩产等行为，都会显著影响环氧丙烷价格。
2.二乙醇单异丙醇胺产业未来发展趋势
①专业化、规模化、集中化：
无论何种工艺路线，DEIPA的生产均涉及危险化学品原料的存储与使用。随着国家相关的进一步完善，对于危险化学品的管理逐步形成了一套系统化的管理体系。如环境保护部关于石化行业VOC（挥发性有机物）污染治理及泄漏检测与修复等法规的实施等。在新的形势下，只有不断地探索和研究科学的危险化学品管理方法，切实提高生产管理水平，才能从根本上做到安全生产，符合国家在安监、环保方面的要求。因此，DEIPA的生产企业也在逐步地朝化工专业化、规模化和集中化生产为主。
②产业链一体化：
通过产业链向上一体化，在PO或DEA及EO产业发展，来增强DEIPA的成本优势，规避原料价格波动的巨大风险，实现市场成本竞争格局下的突围。
③产品个性化：
在表面活性剂、日化用品、织物柔顺剂、医药中间体等精细化学品领域，对DEIPA产品的色度、纯度、同分异构体、重金属离子（ppb级）、游离氨等指标要求较高，我国企业需在合成工艺、设备、技术研发等方面加大投入，满足精细化学品领域客户的个性化需求。
