第一節(jié) 產品定義及發(fā)展歷程

1、產品定義

PBTC是2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷的英文簡稱。

分子式：C7H11O9P

分子量：270.13

CAS編號：37971-36-1

性能：既有磷酸又有羧酸基的結構特性，所以有良好的緩蝕阻垢性能，與常用的有機膦酸相比，具有卓越的特性，同時在高溫下阻垢性能遠遠優(yōu)于有機膦酸，能提高鋅鹽的溶解度，甚至在PH為9.5時也能與鋅鹽處理溶解狀態(tài)。

2、發(fā)展歷程

從70年代初我國開始現(xiàn)代水處理技術和水處理劑的 研究 開發(fā)以來，已取得了許多重要成果。特別是在“八五”和“九五”期間，國家對水處理劑 研究 開發(fā)給以重點支持，大大促進了水處理科技進步，形成了一系列具有自主知識產權的技術和產品。目前，我們水處理化學品的種類主要有緩蝕劑、阻垢劑、殺生劑和絮凝劑，其中緩蝕劑和阻垢劑在品種開發(fā)領域方面都已接近國際先進水平。全國水處理化學品的生產能力為12萬t/a，生產企業(yè)約為100家，產品品種為100個，實際產量約10萬t/a，年產值約12億元。從使用的水處理化學品的類型來看，主要使用有機膦酸類緩蝕阻垢劑、聚丙烯酸等聚合物和共聚物阻垢劑。

PBTCA（2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷）是上世紀八十年代發(fā)明的新一代膦羧酸，為目前比較領先的一種低磷緩蝕阻垢劑，現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)生產。工業(yè)生產中以二烷基亞磷酸酯、順丁烯二酸二烷酯，以及丙烯酸烷酯等為原料，在強堿性催化條件下，經一步連續(xù)反應合成的。其產率為87.7%；采用IR、31P-NMR、1H-NMR、13C-NMR等方法證實了合成產物的分子結構，并取得了理想的結果。

第二節(jié) 產品特點及應用領域 分析

PBTC含磷量低，由于它具有膦酸和羧酸的結構特性，使其具有良好的阻垢和緩蝕性能，優(yōu)于常用的有機膦酸，特別在高溫下阻垢性能遠優(yōu)于常用的有機膦酸，能提高鋅的溶解度，耐氯的氧化性能好，復配協(xié)同性好。

產品廣泛應用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和油田注水系統(tǒng)。PBTCA具有良好的阻碳酸鈣、磷酸鈣垢的性能，對鋅離子等有獨特穩(wěn)定的作用，使鋅離子在PH為8.3的循環(huán)冷卻水中穩(wěn)定存在。在PH為9.5時還能穩(wěn)定，使含鋅堿性運行配方成為可能。PBTCA還具有良好的耐高溫、耐氧化、耐氯穩(wěn)定性能，對高濁度、高鐵的循環(huán)水有良好的分散性能。

第三節(jié) 產業(yè)鏈概述

一、在產業(yè)鏈中的位置

產業(yè)鏈是一個包含價值鏈、企業(yè)鏈、供需鏈和空間鏈四個維度的概念。產業(yè)鏈是產業(yè)經濟學中的一個概念，是各個產業(yè)部門之間基于一定的技術經濟關聯(lián)，并依據(jù)特定的邏輯關系和時空布局關系客觀形成的鏈條式關聯(lián)關系形態(tài)。PBTC屬于產業(yè)鏈中游位置。

二、相關 行業(yè) 簡述

我國水處理 行業(yè) 市場規(guī)模達到1000億元，其中循環(huán)水系統(tǒng)治理 行業(yè) 為77.0億元，水資源綜合治理 行業(yè) 為453.4億元，其余部分總計達到469.6億元。這表明我國水處理市場規(guī)模巨大，構成上則是循環(huán)水系統(tǒng)治理和水資源綜合治理 行業(yè) 與自來水供應及其他各占半壁江山。

據(jù)統(tǒng)計，截至2008年上半年，我國共建成污水處理廠1400余座，形成污水處理能力近 8000萬噸/日，污水處理率達到62％左右，全國城市平均污水處理率增長較快，但地區(qū)間污水處理率相差很大。例如，截至2007年底，江蘇、山東、北京、重慶、上海等省(市)的城市污水處理率較高，均超過了70％；而青海、吉林、貴州、湖南、廣西等省(自治區(qū))的城市污水處理率還不及50％。從城市水平來看，鄭州、?？凇B門等城市的污水處理率超過80％，已經提前完成“十一五” 規(guī)劃 目標，而同為重點城市的南寧、貴陽、哈爾濱、蘭州、寧波等城市污水處理廠集中處理率尚不到40％。地區(qū)間污水處理設施建設進度與經濟發(fā)展水平的不同導致地區(qū)間污水處理設施建設投資壓力差異顯著。

市場規(guī)模的快速增長是雙重需求因素拉動的必然結果：一是國家政策控制下的剛性需求，這主要表現(xiàn)在國家鼓勵推動水污染治理、推動節(jié)能減排實施、重視水資源循環(huán)利用、解決缺水地區(qū)飲水問題等政策引致的需求；二是經濟發(fā)展、人民生活水平提高產生的內在需求，這主要表現(xiàn)在城市改造升級、房地產開發(fā)中的中高檔社區(qū)建設、人民對生活環(huán)境要求提升導致的公園綠地建設等幾方面引致的水處理需求。第一類需求主要是促進了循環(huán)水市場、中小規(guī)模的工業(yè)污水處理 市場發(fā)展 ，第二類則是促進了雨水、景觀水處理和生活污水處理 市場發(fā)展 。

2008年11月后受經濟危機影響，我國經濟發(fā)展明顯減速，水處理下游市場需求增長有所減緩。為了應對經濟危機，我國開始實施4萬億投資計劃刺激經濟，2008年，中央安排了110億用于環(huán)保基礎設施建設，包括管網建設，污水處理廠建設、垃圾處理廠建設等。2009年，中央預計安排200余億元用于環(huán)境保護工作。2009年初出臺了《中華人民共和國循環(huán)經濟促進法》鼓勵資源再利用。這一系列的措施有利于防止我國經濟發(fā)展受到經濟危機因素的太大影響，預計GDP增速依然可以保持在7%以上，城市化速度將繼續(xù)加快。2009年建設部統(tǒng)計顯示，全國設市城市660個，城市人口33805萬人，城市面積39.9萬平方公里。按照目前42%尚無污水處理能力的城市比例匡算，我國還有277個城市涉及1.4億人口總計16.8萬平方公里需要建設各類污水處理和水資源循環(huán)利用設施，這部分市場規(guī)模保守估計每年約384億元。按照20%的釋放比例計算，每年循環(huán)水系統(tǒng)治理和水資源綜合治理市場的新增需求規(guī)?？蛇_77億元；原有城市及其他地域新增需求規(guī)模保守估計可達10億元。可以預計見，未來每年循環(huán)水系統(tǒng)治理和水資源綜合治理市場新增需求規(guī)?？蛇_87億元左右，與2008年的530.4億元規(guī)模相比增長速度達到16.4%。以此為增長速度作為預測基準（低于當前增速水平）對未來幾年的市場規(guī)模進行了粗略估算，預計2009年循環(huán)水系統(tǒng)治理和水資源綜合治理市場規(guī)?？蛇_617.4億元，到2013年則增長至1133.4億元。

2009—2013年中國循環(huán)水系統(tǒng)治理和水資源綜合治理領域市場規(guī)模預測

                                                                                       單位：億元



2009-2013年污水處理及其再生利用 行業(yè) 工業(yè)總產值預測

                                                                                      單位：千元



2009-2013年污水處理及其再生利用 行業(yè) 利潤總額預測

                                                                                           單位：千元

近年來，我國工業(yè)用水量逐年上升。水資源量的減少和工業(yè)用水量的上升，表明我國工業(yè)用水環(huán)境越來越嚴峻。為應對環(huán)境污染的嚴峻局面，國家加大工業(yè)污水的處理力度，2002－2010年我國工業(yè)污水治理投資額年均復合增長率超過20％，是同期GDP復合增長率的兩倍，國內工業(yè)污水處理投資快速增長。

在細分市場水處理方面：

（1）石油化工 行業(yè) 水處理需求迅速增長

近年來我國重化工業(yè)化趨勢比較突出，2003－2008年石油化工 行業(yè) 固定資產投資一直保持高比例增長態(tài)勢，年復合增長率接近35％。

（2）煤化工 行業(yè) 水處理需求空間廣闊

目前，煤化工 行業(yè) 還處于試點建設階段。國家發(fā)改委原則上不再安排新的煤化工試點項目，提出重點抓好現(xiàn)有煤制油、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制甲烷氣、煤制乙二醇等五類示范工程，探索煤炭高效清潔轉化和石化原料多元化發(fā)展的新途徑。

（3）電力 行業(yè) 水處理需求保持穩(wěn)定

按照我國電力投資的趨勢和火電投資占電源投資60％的規(guī)模測算，預計未來五年內，我國年均火電投資規(guī)模約為2，000億元左右，按照水處理系統(tǒng)占整個火電投資規(guī)模3％的經驗數(shù)據(jù)測算，年均工業(yè)水處理需求規(guī)模約為60億元左右。

總體而言，我國工業(yè)水處理市場需求保持高速增長。預計未來五年，煤化工、石油化工、電力 行業(yè) 工業(yè)水處理的投資規(guī)模巨大，為上述 行業(yè) 提供配套服務的工業(yè)水處理服務商發(fā)展空間廣闊。

第四節(jié) 產品生產技術發(fā)展現(xiàn)狀

PBTCA是20世紀70年代后期開發(fā)應用的水處理劑。PBTCA分子中同時引入—PO3H2基團和—CO2H基團，因此具有獨特的緩蝕阻垢性能。其緩蝕效果、耐氧化性均優(yōu)于HEDP和ATMP等第一代產品，且穩(wěn)定性能高，并具有優(yōu)異的穩(wěn)定鋅離子作用。

國外傳統(tǒng)的合成PBTCA的方法涉及到劇毒的氰化物，對環(huán)境造成二次污染，且工藝路線復雜，反應條件苛刻。國內 研究 人員等以亞磷酸二乙酯與順丁烯二酸二乙酯，以及丙烯酸乙酯為原料，在強堿性催化條件下，用一步法合成PBTCA。該反應條件溫和、工藝流程簡單、無毒。

第五節(jié) 產品生產工藝特點或流程

1、原料

PBTCA的合成一般采用2—膦酸二甲酯基丁二酸二甲酯和丙烯酸甲酯作原料，反應用催化劑一般為醇及相應的醇鈉，如甲醇和甲醇鈉等。

2、工藝流程

2—膦酸二甲酯基丁二酸二甲酯和丙烯酸甲酯在常壓、80～150℃進行合成反應（有催化劑存在下），反應時間約為2h。反應生成物2—磷酸二甲酯丁烷一三羧酸三甲酯經真空提濃、精制后即可加入濃HCI進行水解反應。水解反應在常壓、120℃下進行，反應時間約4h。反應完畢后，真空除去過量的HCI和副產的甲醇即可得到PBTCA產品。

3、反應方程式及機理 分析

用2—膦酸二甲酯基丁二酸二甲酯和丙烯酸甲酯作原料，反應方程式如下：

第六節(jié) 國內外生產技術發(fā)展趨勢 分析

循環(huán)冷卻永處理技術，一向著重于系統(tǒng)內的肪腐蝕、阻結垢和防止微生物滋長，但按水質的差異往往分別偏重治理其中之一二。就應用的永處理藥劑而言，則往往按其發(fā)揮的主要功能而分別稱為緩蝕劑、阻垢荊和殺菌荊等，但實際上備藥劑在水中復配和在循環(huán)使用的過程中，很可能不止發(fā)揮一種效應。在復配藥劑時，必須考慮并希望：備藥荊不會發(fā)生對抗作用、能長期在水溶液中共存，而且在系統(tǒng)中相互間能發(fā)生協(xié)同作用而增效，使配方的整體能達到單獨藥荊難予達到的更隹效果。隨著水處理技術、的發(fā)展，除特殊缺永地區(qū)或永質特別惡劣，需特殊水處理技術外，本質基本良好的單位，都可以基本上適用一般的永處理技術和藥劑配方，當然還必須按水質的不同加以某些調整和變化。由于共性增加，實踐中的經驗和技術，更便于交流而能得到迅速的發(fā)展。

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