脂肪酸甲酯磺酸盐(MES):是由脂肪酸甲酯与三氧化硫在适当条件下反应,再经老化、再酯化脱色、氢氧化钠中和得到阴离子表面活性剂。MES是受当今国内外密切关注的最有发展潜力的廉价高效表面活性剂和钙皂分散剂,其有优良的去污性、抗硬水性、低刺激性和毒性,表面活性优于烷基磺酸钠(LAS),是全球公认用于替代烷基磺酸钠的第三代表面活性剂。
(1)MES的技术壁垒较高,稳定规模化量产难
MES生产过程复杂,国际上经过20多年的研究才弄清其反应机理。国外对MES的研究始于20世纪50-60年代,国内则从上世纪80年代开始。“七五”期间曾作为科技攻关项目,但因产品质量达不到民用洗涤要求,只能在工业上推广应用。
MES的制取需经过SO3的磺化、老化、漂白、中和等环节,工艺流程长,原料ME(脂肪酸甲酯)磺化后色泽加深,无法投入民用洗涤市场,为此工业上利用甲醇存在下的双氧水酸性漂白,技术复杂且由于甲醇的存在,防毒防爆要求高。1995年我国成都合成洗涤剂厂引进美国设备进行试生产,技术不达标发生过爆炸,一度迫使国内MES的研究中断。另外在工艺中间的冷却过程对MES量产也是一个难题,如果冷却速度较快,则易结块坚硬如石头难以加工,如果冷却较慢,同样无法处理,且难以实现连续操作,只有选择恰当的流程与适宜的冷却速度才能实现加工成型和连续操作的兼顾。一般而言,MES的工艺开发,工程放大难度较大,不易实现。小试是较为容易的,中试难度加大,大规模量产难度最大。低浓度的MES较易量产,如30%的液体MES,随浓度增加,难度亦上升。如70%、85%的膏状及粉状MES产品。
上述技术/工艺壁垒是MES经历长期研究,身负众望却为大规模量产的主要原因。国内众多厂家如浪奇、海清生物、
赞宇科技 等虽然生产线已经建成,但仅赞宇实现小量销售;其中,浪奇生产线能生产出产品但还未达到连续生产状态。国际市场上除了新加坡的KLK产品销售,还未见到其它厂商的量产MES产品实现较大量的销售。
(2)MES洗涤和环保性能均十分突出
MES去污力强,是LAS的1.7倍,在低磷/无磷洗涤剂中MES去污力影响小,而LAS减效大。水硬度在150mgCaCO3/L以上时,MES去污力下降12%,LAS下降25%。在洗衣粉中加入部分(30%-50%)的MES代替LAS后,去污力明显提升。
MES配合性强,LAS和AS会使部分酶的活性明显降低,而MES则能维持酶的活性,且可与多种常用的表面活性剂、酶制剂配伍,有增效特性。另外,MES的安全性和生物降解性也远超其它活性剂,MES属实际无毒物质,对鱼类半致死浓度为300mg/L,而LAS为10mg/L,MES对皮肤的刺激性也低于AES、AS,更低于LAS。在生物降解方面,MES的生物降解性为99.5%,高于LAS的90.7%。
3.2. MES市场竞争格局:表观产能多,有效产能少
早在上世纪30年代即开始对MES的研究,但工业化应用是出现在50年代后。80年代末和90年代初,德国、日本和美国相继掌握了MES的工业化生产技术,并陆续有产品投放市场。目前,日本狮王公司MES产能为4万吨/a,美国Stepan拥有5万吨/a的产能,Huish在德州休斯顿市建立的8万吨/a的MES产能为当时世界最大。国外公司生产的MES主要自用,较少外销。
国内的MES研究则从上世纪80年代开始,先后引入国外的技术和装置,但因种种原因,都未能实现规模生产。山东金轮化工从2001年开始与江南大学合作,历经8时间投入5000多万,在济南建成年产5000吨MES工业化生产线,未来规划产能为30万吨/a,但目前尚无工业化产品。赞宇年产3万吨MES生产线已于2010年6月投产,并实现小量销售,二期3万吨项目也将于2012年9月试车,目前在安装阶段。
此外,其它上马兴建的项目还包括,邹平福海油脂工业有限公司与江南大学联合开发的MES生产线二期项目计划2011年投产,年产将达到13万吨。
南风化工 2009年投入1.2亿美元,兴建年产8万吨级MES技术改造项目,上海休斯在十一五期间建设年产10万吨MES生产线,一期工程2万吨/a生产线已于2006年开工建设,这些项目虽进展不同,但都无一例外,没有产品问世。
浪奇与马来西亚金希望公司合作,于2006年启动3.6万吨MES项目,2010年该生产线已建成,目前该生产线尚处于调试过程中,未能达到72小时连续生产状态,具体投产时间目前暂不确定。公司MES未来规划产能20万吨/a。
企业 产能及规划 目前进展
日本Lion 4万吨 实现规模化量产,有工业产品问世
美国Stepan 5万吨 实现规模化量产,有工业产品问世
美国Huish 8万吨 实现规模化量产,有工业产品问世
马来西亚KLK 5万吨,未来规划15万吨 已在国内销售
国外合计 22万吨 主要自用,较少外售
山东金轮化工 当前0.5万吨,未来规划30万吨 从01年开始研究,尚未见到产品
广州浪奇 一期3.6万吨,未来规划20万吨 06年启动项目,2010年建成,目前还处于调试阶段。目前产品主要自用
邹平福海 13万吨 尚未见到工业化产品
南风化工 技改项目8万吨 09年投资兴建,目前尚未见到工业化产品
上海休斯 10万吨 十一五期间兴建,目前尚未见到工业化产品
海清生物 10万吨,未来规划是20万吨 2011年12年宣告建成投产,目前还未见到其产品
赞宇科技 3万吨,13年二期建成,达到6万吨 已有工业化产品在市场销售,11年销售MES1.67万吨