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第一节 产品定义及发展历程
1、产品定义
PBTC是2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷的英文简称。
分子式：C7H11O9P
分子量：270.13
CAS编号：37971-36-1
性能：既有磷酸又有羧酸基的结构特性，所以有良好的缓蚀阻垢性能，与常用的有机膦酸相比，具有卓越的特性，同时在高温下阻垢性能远远优于有机膦酸，能提高锌盐的溶解度，甚至在PH为9.5时也能与锌盐处理溶解状态。
2、发展历程
从70年代初我国开始现代水处理技术和水处理剂的研究开发以来，已取得了许多重要成果。特别是在“八五”和“九五”期间，国家对水处理剂研究开发给以重点支持，大大促进了水处理科技进步，形成了一系列具有自主知识产权的技术和产品。目前，我们水处理化学品的种类主要有缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂和絮凝剂，其中缓蚀剂和阻垢剂在品种开发领域方面都已接近国际先进水平。全国水处理化学品的生产能力为12万t/a，生产企业约为100家，产品品种为100个，实际产量约10万t/a，年产值约12亿元。从使用的水处理化学品的类型来看，主要使用有机膦酸类缓蚀阻垢剂、聚丙烯酸等聚合物和共聚物阻垢剂。
PBTCA（2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷）是上世纪八十年代发明的新一代膦羧酸，为目前比较领先的一种低磷缓蚀阻垢剂，现已广泛应用于工业生产。工业生产中以二烷基亚磷酸酯、顺丁烯二酸二烷酯，以及丙烯酸烷酯等为原料，在强碱性催化条件下，经一步连续反应合成的。其产率为87.7%；采用IR、31P-NMR、1H-NMR、13C-NMR等方法证实了合成产物的分子结构，并取得了理想的结果。
第二节 产品特点及应用领域分析
PBTC含磷量低，由于它具有膦酸和羧酸的结构特性，使其具有良好的阻垢和缓蚀性能，优于常用的有机膦酸，特别在高温下阻垢性能远优于常用的有机膦酸，能提高锌的溶解度，耐氯的氧化性能好，复配协同性好。
产品广泛应用于循环冷却水系统和油田注水系统。PBTCA具有良好的阻碳酸钙、磷酸钙垢的性能，对锌离子等有独特稳定的作用，使锌离子在PH为8.3的循环冷却水中稳定存在。在PH为9.5时还能稳定，使含锌碱性运行配方成为可能。PBTCA还具有良好的耐高温、耐氧化、耐氯稳定性能，对高浊度、高铁的循环水有良好的分散性能。
第三节 产业链概述
一、在产业链中的位置
产业链是一个包含价值链、企业链、供需链和空间链四个维度的概念。产业链是产业经济学中的一个概念，是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。PBTC属于产业链中游位置。
二、相关行业简述
我国水处理行业市场规模达到1000亿元，其中循环水系统治理行业为77.0亿元，水资源综合治理行业为453.4亿元，其余部分总计达到469.6亿元。这表明我国水处理市场规模巨大，构成上则是循环水系统治理和水资源综合治理行业与自来水供应及其他各占半壁江山。
据统计，截至2008年上半年，我国共建成污水处理厂1400余座，形成污水处理能力近 8000万吨/日，污水处理率达到62％左右，全国城市平均污水处理率增长较快，但地区间污水处理率相差很大。例如，截至2007年底，江苏、山东、北京、重庆、上海等省(市)的城市污水处理率较高，均超过了70％；而青海、吉林、贵州、湖南、广西等省(自治区)的城市污水处理率还不及50％。从城市水平来看，郑州、海口、厦门等城市的污水处理率超过80％，已经提前完成“十一五”规划目标，而同为重点城市的南宁、贵阳、哈尔滨、兰州、宁波等城市污水处理厂集中处理率尚不到40％。地区间污水处理设施建设进度与经济发展水平的不同导致地区间污水处理设施建设投资压力差异显著。
市场规模的快速增长是双重需求因素拉动的必然结果：一是国家政策控制下的刚性需求，这主要表现在国家鼓励推动水污染治理、推动节能减排实施、重视水资源循环利用、解决缺水地区饮水问题等政策引致的需求；二是经济发展、人民生活水平提高产生的内在需求，这主要表现在城市改造升级、房地产开发中的中高档社区建设、人民对生活环境要求提升导致的公园绿地建设等几方面引致的水处理需求。第一类需求主要是促进了循环水市场、中小规模的工业污水处理市场发展，第二类则是促进了雨水、景观水处理和生活污水处理市场发展。
2008年11月后受经济危机影响，我国经济发展明显减速，水处理下游市场需求增长有所减缓。为了应对经济危机，我国开始实施4万亿投资计划刺激经济，2008年，中央安排了110亿用于环保基础设施建设，包括管网建设，污水处理厂建设、垃圾处理厂建设等。2009年，中央预计安排200余亿元用于环境保护工作。2009年初出台了《中华人民共和国循环经济促进法》鼓励资源再利用。这一系列的措施有利于防止我国经济发展受到经济危机因素的太大影响，预计GDP增速依然可以保持在7%以上，城市化速度将继续加快。2009年建设部统计显示，全国设市城市660个，城市人口33805万人，城市面积39.9万平方公里。按照目前42%尚无污水处理能力的城市比例匡算，我国还有277个城市涉及1.4亿人口总计16.8万平方公里需要建设各类污水处理和水资源循环利用设施，这部分市场规模保守估计每年约384亿元。按照20%的释放比例计算，每年循环水系统治理和水资源综合治理市场的新增需求规模可达77亿元；原有城市及其他地域新增需求规模保守估计可达10亿元。可以预计见，未来每年循环水系统治理和水资源综合治理市场新增需求规模可达87亿元左右，与2008年的530.4亿元规模相比增长速度达到16.4%。以此为增长速度作为预测基准（低于当前增速水平）对未来几年的市场规模进行了粗略估算，预计2009年循环水系统治理和水资源综合治理市场规模可达617.4亿元，到2013年则增长至1133.4亿元。
2009—2013年中国循环水系统治理和水资源综合治理领域市场规模预测
单位：亿元
2009-2013年污水处理及其再生利用行业工业总产值预测
单位：千元
2009-2013年污水处理及其再生利用行业利润总额预测
单位：千元
近年来，我国工业用水量逐年上升。水资源量的减少和工业用水量的上升，表明我国工业用水环境越来越严峻。为应对环境污染的严峻局面，国家加大工业污水的处理力度，2002－2010年我国工业污水治理投资额年均复合增长率超过20％，是同期GDP复合增长率的两倍，国内工业污水处理投资快速增长。
在细分市场水处理方面：
（1）石油化工行业水处理需求迅速增长
近年来我国重化工业化趋势比较突出，2003－2008年石油化工行业固定资产投资一直保持高比例增长态势，年复合增长率接近35％。
（2）煤化工行业水处理需求空间广阔
目前，煤化工行业还处于试点建设阶段。国家发改委原则上不再安排新的煤化工试点项目，提出重点抓好现有煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制甲烷气、煤制乙二醇等五类示范工程，探索煤炭高效清洁转化和石化原料多元化发展的新途径。
（3）电力行业水处理需求保持稳定
按照我国电力投资的趋势和火电投资占电源投资60％的规模测算，预计未来五年内，我国年均火电投资规模约为2，000亿元左右，按照水处理系统占整个火电投资规模3％的经验数据测算，年均工业水处理需求规模约为60亿元左右。
总体而言，我国工业水处理市场需求保持高速增长。预计未来五年，煤化工、石油化工、电力行业工业水处理的投资规模巨大，为上述行业提供配套服务的工业水处理服务商发展空间广阔。
第四节 产品生产技术发展现状
PBTCA是20世纪70年代后期开发应用的水处理剂。PBTCA分子中同时引入—PO3H2基团和—CO2H基团，因此具有独特的缓蚀阻垢性能。其缓蚀效果、耐氧化性均优于HEDP和ATMP等第一代产品，且稳定性能高，并具有优异的稳定锌离子作用。
国外传统的合成PBTCA的方法涉及到剧毒的氰化物，对环境造成二次污染，且工艺路线复杂，反应条件苛刻。国内研究人员等以亚磷酸二乙酯与顺丁烯二酸二乙酯，以及丙烯酸乙酯为原料，在强碱性催化条件下，用一步法合成PBTCA。该反应条件温和、工艺流程简单、无毒。
第五节 产品生产工艺特点或流程
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，反应用催化剂一般为醇及相应的醇钠，如甲醇和甲醇钠等。
2、工艺流程
2—膦酸二甲酯基丁二酸二甲酯和丙烯酸甲酯在常压、80～150℃进行合成反应（有催化剂存在下），反应时间约为2h。反应生成物2—磷酸二甲酯丁烷一三羧酸三甲酯经真空提浓、精制后即可加入浓HCI进行水解反应。水解反应在常压、120℃下进行，反应时间约4h。反应完毕后，真空除去过量的HCI和副产的甲醇即可得到PBTCA产品。
3、反应方程式及机理分析
用2—膦酸二甲酯基丁二酸二甲酯和丙烯酸甲酯作原料，反应方程式如下：
第六节 国内外生产技术发展趋势分析
循环冷却永处理技术，一向着重于系统内的肪腐蚀、阻结垢和防止微生物滋长，但按水质的差异往往分别偏重治理其中之一二。就应用的永处理药剂而言，则往往按其发挥的主要功能而分别称为缓蚀剂、阻垢荆和杀菌荆等，但实际上备药剂在水中复配和在循环使用的过程中，很可能不止发挥一种效应。在复配药剂时，必须考虑并希望：备药荆不会发生对抗作用、能长期在水溶液中共存，而且在系统中相互间能发生协同作用而增效，使配方的整体能达到单独药荆难予达到的更隹效果。随着水处理技术、的发展，除特殊缺永地区或永质特别恶劣，需特殊水处理技术外，本质基本良好的单位，都可以基本上适用一般的永处理技术和药剂配方，当然还必须按水质的不同加以某些调整和变化。由于共性增加，实践中的经验和技术，更便于交流而能得到迅速的发展。
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