1万吨/年双酚F项目建议书
1项目背景 1.1项目名称
双酚F项目 1.2项目建设规模 项目规模：1万吨/年 1.3项目建设地址
黑龙江省七台河新兴煤化工循环经济产业园区 1.4项目提出背景
2011年七台河市焦炭产能达到1000万吨，可以产生总量为25亿立方米的剩余煤气、45万吨煤焦油、12万吨粗苯。如果从黑龙江省范围考虑，按黑龙江省焦炭产量1500万吨计算，可以产生37.5亿立方米剩余煤气、67.5万吨煤焦油、18万吨粗苯。已经具备了向产品品种结构上深度开发的条件。目前生产的多数是化工的基础原料，是化工产品产业链的基础产品，是精细化工产品的“粮食”。要改变现有“只卖原粮”的局面，只有向精细化工领域迈进。
七台河市煤化工产业下步发展要继续以建立完善循环经济体系为重点，按照“稳煤、控焦、兴化”的总体发展思路，依托煤焦油、焦炉剩余煤气、粗苯这三条线，整合资源、集中优势，继续寻求延伸产业链条，搞好资源综合利用和延伸转化，实现资源循环利用、综合开发、高效增值，不断扩大煤化工产业的整体规模，形成全市工业经济加快发展新的增长极。
新兴煤化工产业园区位于七台河市新兴区辖区内，园区现有面积约4.7平方公里，一期增加2.9平方公里，达到7.6平方公里；二期将长兴乡马鞍村整村搬迁至长兴村，增加5.5平方公里，总体达到13.1平方公里；三期增加8.7平方公里，最终园区面积将达到21.8多平方公里，新兴煤化工产业园区是一个以煤焦化及下游产品为主体的产业园区。园区功能齐备，水、电、路等基础设施建设基本到位。
基于上述政策和资源条件，提出一系列煤焦油项目，1万吨/年双酚F项目是其中之一。 2 产品性质与用途概述 2.1产品性质
双酚系化合物系指两个羟苯基由一个或多个碳原子连接起来的一类化合物，双酚F（BPF）是由苯酚和甲醛经特殊工艺条件缩合而成的双酚型化合物，其化学名为二羟基二苯基甲烷，有4,4’-、2,4’-、2,2’-三种异构体，其中特性最佳的是4,4’-二羟基二苯基甲烷。白色叶状结晶，熔点：160℃，紫外线可引起变色，可燃，受热分解为刺激性烟雾。
工业双酚F的质量标准见表1：
指标
分子量 密度（25℃） 沸点（760mmHg）
纯度 灰分 溶解性
数据 202 1.18g/cm3 158℃
>89%
溶于碱、乙醇、丙酮等，难溶水
表1 工业双酚F的质量要求
2.2产品的用途
在工业上，双酚F主要应用于替代双酚A作为工业生产原料或是树脂产品添加剂，是重要的有机化工原料苯酚和丙酮的衍生物，主要用于生产聚碳酸酯、环氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料，也可用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶防老剂、农药、涂料等精细化工产品，可用于化工生产、建筑用涂料、工程塑料等多个方面。
2.2.1合成双酚F型环氧树脂
双酚F的重要用途之一是代替或部分代替双酚A用于生产环氧树脂。双酚F型环氧树脂是由双酚F（BPF）和环氧氯丙烷在碱性条件下缩合而成的产物，它不仅具有双酚A型环氧树脂的一切优良特性，还有其独特的性能，尤其是黏度远低于双酚A型环氧树脂。双酚F型环氧树脂黏度是双酚A型环氧树脂的1/4左右，使双酚F环氧树脂在使用过程中可以少加甚至不加溶剂和活性稀释剂，消除了生产过程中易然易爆的危险，减少了环境污染。由于双酚F型环氧树脂具有其独特的性能，国外环氧树脂主要生产商都有品种比较齐全的双酚F型环氧树脂产品。国内外有关双酚F环氧树脂的合成及其性能研究的报道也表明双酚F环氧树脂研究开发的重要性。
双酚F型环氧树脂与双酚A树脂的性能列于表2。
树脂型号 环氧当量 粘度 25℃，Pa.s 12.5 3.0
折光率
拉伸强度MPa
拉伸率%
弯曲弹性模量GPa 双酚A型 双酚F型 192 180
1.571 31.36 3.3 1.576 45.08 4.1
3.35 3.07
102.8 2.65 122.5 3.92
1.16 1.18
64.58 81.83
压缩强度MPa
冲击强度KJ/m2
密度
弯曲强度MPa
表2 双酚F型树脂与双酚A型树脂性能对比
除上述特点外，由于配料时可以不用或少用稀释剂和溶剂。因而有助于防止固化后材料的耐热性、耐化学性、耐腐蚀性等性能下降；同时因为其优良的力学性能，使双酚F环氧树脂的应用领域更加广泛，即使用双酚F部分代替双酚A，也会使双酚A型环氧树脂的综合应用性能得到明显改善，扩大其应用领域。 2.2.2合成聚碳酸树脂
4,4’-二羟基二苯基甲烷可用作聚碳酸酯（PC）树脂的原料，由双酚F参与制成的PC树脂易溶于低沸点有机溶剂，软化点低，加工成型性好，而且耐热性和力学性能也较双酚A型PC树脂有明显的提高，如双酚F型PC树脂的熔融温度为300℃，比双酚A型PC树脂高70℃，同时受非常大的破坏时有伸缩性，因此较双酚A型PC树脂具有更好的综合性能，适于制造成型材料和薄膜等。 2.2.3合成聚酯树脂
双酚F与环氧烷加成制得联苯二醇，然后与二元酸反应制得聚酯树脂，该树脂具有粘度低、机械性能好与化学性能优异等特点，特别适宜制造耐腐材料。双酚F还可加氢制成醇作为耐候性材料的原料，溴化制阻燃剂等。其与双酚A型树脂相比，有显著的特点，表3为双酚F型乙烯酯型聚酯树脂浇铸体、双酚A型树脂玻璃钢性能对比。
材质 双酚F型 双酚A型 环氧当量 180 192 年度 25℃，Pa.s 3 12.5
密度 1.18 1.11
JETA添加量 14 13
弯曲强度MPa 134 125
弯曲弹性模量MPa 3480 3100
煮沸后吸率168h，%
3.71 3.78 表3 双酚F型树脂乙烯酯型聚酯树脂浇铸体与双酚A型树脂玻璃性能对比
热失重% 材质 150℃×30天
双酚F型 双酚A型 1.22 1.32 180℃×30天 4.46 5.0
10% HCl 1.46 8.05
耐药品性，30天浸渍后增重 10%HNO3 2.05 2.66
10% H2SO4 2.50 2.45
10% NaOH 0.66 0.95
苯
甲醇 丙酮
0.12 0.15
2.91 5.01
1.31 3.08 续表3双酚F型树脂乙烯酯型聚酯树脂浇铸体与双酚A型树脂玻璃性能对比
3国内双酚F生产状况、市场简要分析 3.1国内生产现状
双酚F是八十年代以来开发的一种新型化工原料，它主要用作低粘度环氧树脂、特种聚酯原料及信息记录纸添加剂等，还可以作为酚醛树脂的改性剂和稳定剂，由双酚F参与制造的改性酚醛树脂，可以大大改善酚醛树脂的加工性能、力学性能和电性能，能满足高固体份涂料、电子级环氧树脂、铸塑及浇铸成型、阻燃性材料等特殊性能的要求。
双酚F生产在国外已经形成规模。如美国的Shell、Dow、Ciba-Geigy公司，德国的Vantico GmbH、Socutia GmbH，日本的日本化药(株)，东都化成(株)等公司都有双酚F环氧树脂生产。以日本环氧树脂行业为例，双酚F等非双酚A型环氧树脂的产量已经达到总产量的25%，而且比例仍在增加。在我国，很多研究机构正致力于双酚F的合成研究，制备了性能较为优异的双酚F；开展了双酚F环氧树脂的研究，并制备了低温流动性较好的双酚F环氧树脂，双酚F及双酚F环氧树脂的研究中合成的产品达到了国际同类产品的水平，并在工艺技术上有所突破创新，拥有自己的知识产权，其主要工业技术指标已接近国外水平，但催化剂问题仍显突出。国内最早报道生产双酚F及其树脂的厂家是上海新华树脂厂。
目前国内生产双酚F及其环氧树脂的主要厂家如下：
序 号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3.2产品市场简要分析
目前世界上生产和应用量最大的产品是双酚A，其它双酚型化合物的合成和应用开发研究也不断有新的进展。特别是在日本、美国等工业发达国家，对新的双酚型化合物的开发研究相当活跃。在我国每年要从日本等国外进口大量的双酚F环氧树脂。由于双酚F环氧树脂除具有双酚A环氧树脂的一切优良特性外，还有其独特的性能，尤其是粘度大大低于双酚A环氧树脂，这大大增加其应用范围。在国内具有巨大的市场，投资生产双酚F及双酚F环氧树脂可望获得很好的经济效益和社会效益。 3.2.1双酚F环氧树脂的市场应用前景
环氧树脂以其优良的电绝缘性、耐热性、耐腐蚀、粘接性，以及其固化物的良好机械性能，被广泛应用汽车、造船、航空、机械、电气、化工等行业中，在国民经济中占有重要的地位，全年消耗环氧树脂为569万吨。双酚 A型环氧树脂作为通用树脂约占环氧树脂的 70%
厂 家
湖南拓索科技有限公司
无锡迪受环氧有限公司 上海宸锋锑业贸易有限公司 连云港市泰卓新材料有限公司
大连齐化化工有限公司电子商务中心 山东富通化学有限公司 常熟佳发化学有限责任公司 上海焕成实业有限责任公司 重庆（东陵）精细化工有限公司 常熟市医药助剂厂
表4 国内双酚F及其环氧树脂主要生产厂家 左右。双酚 F环氧树脂除具有双酚A环氧树脂的一切优良特性外，还有其独特的性能，尤其是粘度大大低于双酚A环氧树脂，这大大增加其应用范围。由于双酚A环氧树脂的粘度大，在有些用途中统统要添加溶剂和反应稀释剂以降低其粘度。如在互感器、干式变压器、电源器等重电机器的浇铸及灌封材料、半导体用密封料、半导体导电胶、汽车用粘合剂等。浇铸及灌封材料是为了使浇铸料填充模具的各个角落。涂料的溶剂是为了用同样质量树脂刷更大面积。由于大多数溶剂有毒、易燃、易爆，敌对安全生产带来危害。对环境造成污染。如果加活性稀释剂，虽然对安全生产不引起危害，对环境不造成污染，但活性稀释剂对皮肤的刺激性大，其固化物的性能要降低且其用量有限。而双酚F环氧树脂用量无限，即100％。双酚F环氧树脂由于其粘度只有双酚A环氧树脂的1/4～l/7，因此在使用过程中，不需要加入溶剂或活性稀释剂，操作更方便。固化后的双酚F环氧树脂较之双酚A环氧树脂具有更好的耐溶剂性，且由于没有加入溶剂或稀释剂，从而固化后的力学性能更佳。
显然，双酚F环氧树脂不仅有通用环氧树脂的通性，还有其优良的特性；不仅也能像通用环氧树脂被广泛应用到工农业生产的各行各业中，而且还能比通用环氧树脂应用得更方便、更广泛。随着我国国民经济的发展，对环氧树脂的需求量越来越大，对环氧树脂的品种和特性要求越来越高，对双酚F环氧树脂的生产的呼声越来越高。作为新型化工原料，双酚F具有相当的高技术含量，投资费用比较低，利润丰厚，是替代进口产品，提高相应后继产品质量的关键性源头，可形成相应的高技术产业群。所以双酚F产品具有很好的研究价值及应用前景。 4工艺技术方案简介 4.1产品技术方案简介
合成双酚F的方法，按催化剂大致可分为以下几类：
1、无机酸类
苯酚和甲醛在无机酸类，包括磷酸、硫酸和盐酸等催化剂条件下， 合成双酚F。
该反应的原料腐蚀性较强、酸性较强，反应向生成酚醛树脂方向转化的趋势越严重，反应越剧烈，越难以控制。
2、有机酸类
苯酚和甲醛在有机酸，包括甲酸、乙酸、草酸、苯甲酸和巯基乙酸等有机酸催化作用下，合成双酚F。
该反应过程较温和，设备腐蚀性较轻，但所需反应温度相对较高，反应较难控制，副反应较多。
3、酸性条件下的卤化物 苯酚和甲醛在酸性条件下卤化物的催化作用下，合成双酚F产品。使用的卤化物有：KX、NaX、CaX
2、MgX
2、Al2X
3、BaX
2、Fe2X3等。该反应过程相对较温和，腐蚀性相对较弱，副反应也得到一定程度的抑制。
除上述几类方法外，还有离子交换树脂法、固体酸催化法和杂多酸催化法。 4.2建议工艺方案流程
为了充分利用七台河工业园区的资源，本项目采用苯酚与甲醛为原料生产双酚F。
将苯酚加入到带有电动搅拌器、温度计和回流冷凝管的反应釜内，待苯酚充分熔融后，加入改性后的阳离子交换树脂并强力搅拌，然后以较慢的速度滴入甲醛溶液（质量分数为37%），温度控制在78℃，反应18h，分离出树脂，油相减压蒸馏，除去苯酚与水，冷却，结晶，得到粗品。粗品溶解到氢氧化钠溶液中，静置0.5h后，减压抽滤，除去不溶物，向滤液中滴加盐酸，调PH值为4，产品析出，抽滤，得到晶体。再用甲苯重结晶，冷却至室温后，放入冷冻箱内，1h取出，抽滤，烘干，称重，得到纯品。反应工艺流程如图1：
图1 反应工艺流程图
5项目实施的经济效益和社会效益简要分析 5.1项目实施的经济效益
本项目建成后，年生产双酚F 1万吨，按目前市场双酚F 14000的价格计算，预计年销售收入1.4亿元，生产成本约6918万元（详见表5），年销售收入税金及附加1120万元，预计可实现利润5962万元。
本项目总投资1.1亿元，按上述年利润计算，投资回收期为1.8年（不含建设期）。 1万吨/年双酚F项目主要生产成本估算如下： 序号 1 1.1 1.2 1.3 2 3 项目名称 原材料 苯酚 甲醛 树脂 燃料及动力 人员工资
单位
吨 吨 吨
人
年耗
5527 1765 500 10
单价（元）
9800 1400 6000 30000
成本（万元）
5663.6 5416.5 247.1 300 350 30 4 5 6 管理费 设备折旧 年总成本
15 560 6918.6
表5 1万吨/年双酚F项目主要生产成本表
5.2项目实施的社会效益
从目前情况看，该项目的社会效益，主要体现在如下方面：
1、本项目符合国家产业政策，有利于优化地区产业结构，带动周边地区经济发展，增加人民收入。
2、带动相关产业发展。该项目所需建材、原料、包装及服务均可在当地解决，有利于促进建材、机械、建筑、包装、运输、服务等多种产业的发展，激活相关产品生产和服务企业，加快当地经济发展和社会进步。
3、增加就业机会。在项目的建设过程中，可直接为建筑、安装部门提供就业机会，并间接为相关产业提供就业机会；项目建成后，所需工人从当地招聘，分流了当地农村剩余劳动力，缓解社会就业压力，一定程度上维护了社会和谐稳定。
4、促进当地经济发展。项目正常生产后，预计年上缴税金1120万元，对当地经济发展将发挥重要作用。
5、该项目的建设，可为建设单位带来可观的经济效益。
