防老剂4020的性能和用途

根据我国橡胶加工业的发展速度，2005年生胶耗用量4400kt，预计以年均6%的速度增长，到2010年生胶的耗用量将达到5890kt。橡胶助剂的需求量一般为生胶耗用量的4%（主要为防老剂和促进剂，不包括橡胶加工助剂），其中橡胶防老剂占总量的50%，橡胶促进剂占总量的40%，其他助剂占10%，预计到2010年我国橡胶防老剂的使用总量大约为120kt。

2006年初我国橡胶防老剂保持产销两旺的局面，预计全年橡胶防老剂总需求量为9万吨左右，对苯二胺类防老剂需求量为6万吨左右，防老剂4020需求量为33kt。产品结构随着轮胎结构调整得到一定的调整，我国橡胶防老剂产量的比例为，对苯二胺类防老剂比例为66%；喹啉类防老剂为27%；二苯胺类3.5%；萘胺类1.7%；其它1.8%。预计我国对苯二胺类防老剂未来五年将保持年均15-17%的增长速度，2010年国内对苯二胺类防老剂(主要指4010NA和4020)需求量将达到78.6-87.2kt，其中橡胶防老剂4020增长比平均速度要快一些，预计2010年防老剂4020的国内需求量将达到50-55kt。

价格分析

橡胶防老剂4020主要原料为苯胺、丙酮等，其中最主要的原料为苯胺。国外苯胺主要为MDI配套，多年来一直供不应求，而亚洲周边国家苯胺也一直比较紧俏，相比其他有机化工原料，我国苯胺生产技术与国外先进水平差距不大，因此生产成本与国外相比有一定优势，2006年国内苯胺生产能力将由2004年430kt/a增长到700kt/a；国内目前也在加快甲基异丁基酮装置的建设，吉林石化已经成功建设出国内第一套1.5万t/a装置，因此从长远来看国内对苯二胺防老剂所需要原料供应较充足。

2005年8月份以后，由于原材料的价格浮动，以及国际市场供应量缩减，国内市场防老剂4020价格涨至3万元/吨。

生产技术进展

防老剂4020传统生产工艺，分别是由4一氨基二苯胺与甲基异丁基酮、4一氨基二苯胺与丙酮在铜催化剂存在下，在一定压力下进行缩合加氢反应得到。目前国内防老剂4020全部采用铜催化剂，虽然铜系催化剂价格便宜，不易中毒，连续生产也便于操作，但是反应转化率低，产品质量稍差，此外在生产过程中会有极少量的铜系催化剂粉碎而带入产品，对轮胎质量产生影响。

目前国内先进工艺基本上采用贵金属催化剂，在高压釜内进行缩合加氢反应，反应转化率高、产品质量好，因此防老剂4020合成技术进展主要集中在贵金属催化剂催化加氢缩合方面。

1、连续一步法

连续一步法是以4-氨基二苯胺和甲基异丁基酮及氢气为原料，在固定床反应器中，连续催化烃化、加氢，一步合成防老剂4020。该技术工艺流程短、自控程度高，总收率高达96.5%，解决了釜式法生产存在的成本高、劳动强度大，“三废”污染严重、安全作业条件差，设备效率低等问题。

该法生产产品质量为外观黑褐色颗粒，凝固点≥44℃，加热减量≤0.5%，灰份≤0.3%，目前国内市场占有率达到60%～70%，并已出口参与国际市场竞争。

2、三步法

三步法反应合成防老剂4020：

(1)对氨基苯酚与甲基异丁基酮反应，生成对-1,3-二甲基亚丁基氨基苯酚；

(2)将第一步反应产物与甲酸反应，生成N-(1,3-二甲基丁基)对氨基苯酚；

(3)将第二步反应的产物在新型催化剂的作用下与苯胺反应生成防老剂4020。

一、生产工艺流程

生产常规工艺流程见图4-1所示。

图4-1 防老剂4020工艺流程图

第二节生产设备选择

一、选用设备的原则

1、所选用设备的水平直接关系到产品的质量，为了保证产品的产量和质量，降低成本和提高产品档次，要选用高技术含量和高度自动化的先进设备。

2、为了在保证产品质量的前提下更好地利用资金、节约投资、尽快组织投产，如果国产设备具有与进口设备的同样功能，则优先选择国产设备。

3、合理安排生产线各台设备的能力匹配、工艺流程和物流，需要就设备选择及设备布置工作对比论证。

第三节自动控制

本装置采用先进的集散控制系统（DCS）实现对整个生产过程重要参数的集中检测控制，安全连锁采用先进的紧急停车系统（ESD）实现整套装置安全运行，以确保操作人员的人身安全。

现场仪表的选型原则，参考其他装置的仪表选型情况及满足工艺和生产操作的实际需要，采用先进性能，质量可靠的智能型变送器、流量计、浓度和重度分析仪等仪表。

一、自控要求

装置仪表有测量和控制仪表两种，现场的一次仪表应根据生产现场的情况选用隔爆型或本安型。选型上，在满足工艺要求的前提下，以可靠、先进、经济、使用方便为原则。

二、仪表选型

对装置选用的压力、温度、流量、液位等仪表，以及调节阀、切断阀、电磁阀等，本着节约投资的原则，尽可能在国内采购，国内无生产厂家或产品质量不能满足要求的仪表及关键部位的仪表检测元件，考虑进口。

三、集散控制系统

本装置的集中管理、监视、连锁和控制通过DCS完成。该DCS系统安装在界区内中央控制室。以微处理器位基础的DCS将一个先进、可靠和开放的系统，该系统采用全局性数据库和最新版本的WINDOWS NT操作系统，系统硬件以及通讯网络采用最新的技术，以确保生产稳定、操作安全、维修方便。

四、仪表防护

选型应满足工艺介质所需的防腐、防爆要求。在环境温度下易冻或粘度大于允许范围的工艺介质，其仪表测量管线及变送器测量应采取相应的绝热和蒸汽伴热保温措施。DCS及有特殊要求仪表的接地应符合要求。

五、仪表动力供应

电源：交流220v，由UPS提供。

直流24v，由DCS提供。

仪表空气：油份含量小于8ppm，含尘粒不应大于3um，含尘量小于1mg/m3，压力0.7Mpa，露点－40℃。