林 鹏 化 工

—— 离子交换树脂、阻垢剂和草酸等水处理药剂生产厂家,及使用服务公司

什么是氨基磺酸及一个三十多年从业者的市场深度分析

氨基磺酸别名固体硫酸,是一元无机固体强酸,用途于医药、食品、农药、电化学、清洗等市场,杨工深耕于氨基磺酸市场三十多年,精通氨基磺酸性质、作用及用途、功效,见证了我国氨基磺酸行业的发展,对行业过往、现状与市场发展轨迹颇有见地,其市场深度分析愿与同仁分享。

     

什么是氨基磺酸及其性质
                             
      氨基磺酸是一种硫酸的羟基被氨基取代而形成的一元无机固体强酸(属于危险化学品中的酸性腐蚀品,是八类危险品),外观为斜方晶系白色片状晶体,无味无臭、不挥发,不吸湿,易溶于水(溶解度146.8 g/L (20°C))和液氨及含氮的有机溶剂如吡啶、甲酰胺等,水溶液是高电离物、强酸(25℃,1%溶液的pH为1.18),微溶于甲醇,不溶于乙醇和乙醚及二硫化碳、液体亚硫酸,对有机物的反应性弱,它的盐类易溶于水(碱性汞盐例外),水溶液煮沸时则水解成硫酸铵,在亚硝酸盐及硝酸盐存在下,可以按计算量分别放出氮气、一氧化二氮而变为硫酸,起着还原剂的作用,这种还原作用在沸水中尤为显著。          

     氨基磺酸外文名:Sulfamic acid,又名:磺酰胺酸 、磺酸胺、氨磺酸,化学式:NH2SO3H,分子量:97.094 ,CAS登录号:5329-14-6,EINECS登录号:226-218-8,熔点:205 ℃,沸点:209 ℃(分解)且260℃分解放出SO2、SO3、N2和水及其它微量产物,密度:2.126 g/cm³。
      氨基磺酸是偶极体,红外光谱显示3个H的化学环境完全相同,3个O的化学环境也完全相同,所以其结构简式不是H2NSO2OH,而是H3NSO3,即发生了分子内的酸碱反应。
      氨基磺酸是具有氨基和磺酸基的双官能团物质,能进行与之有关的许多化学反应。

      1、分解反应:在常温干燥的环境中,氨基磺酸比较稳定,只要保持不与水接触,固体的不吸湿。在高温时分解,放出氮、硫的氧化物等气体。

                   2HSO3NH2=SO2+SO3+N2+2H2+H2O

     2、与金属反应:氨基磺酸能与金属反应,生成盐和氢气,但与较活泼金属反应,氨基的一个氢可被取代,生成双金属盐。 

                   2HSO3NH2+Zn=Zn(SO3NH2)2+H2

                   HSO3NH2+2Na=NaSO3NHNa+H2

     3、与金属氧化物、氢氧化物和盐反应: 

                   2HSO3NH2+FeO=Fe(SO3NH2)2+H2O

     4、与亚硝酸盐和硝酸盐反应:氨基磺酸能被亚硝酸盐和硝酸盐迅速氧化。 

                    HNO3+HSO3NH2=H2SO4+N2O+H2O2

                     HNO2+HSO3NH2=H2SO4+N2+H2O

     5、与氧化剂反应:氨基磺酸能被次氯酸氧化,但不能被铬酸、高锰酸钾和三氯化铁氧化。 

                     KClO3+2HSO3NH2=2H2SO4+KCl+N2+H2O

                     2HOCl+HSO3NH2=HSO3NCl2+2H2O

     6、与醇和酚反应: 

                     HSO3NH2+ROH→ROSO2ONH4

                     HSO3NH2+C6H5OH→C6H5OSO2ONH4

     7、与胺和酰胺反应: 

                     HSO3NH2+RNH2→ RNH3SO3NH2

                     HSO3NH2+C6H5CONH2→C6H5CONHSO3NH4

     8、生成络合物:氨基磺酸与硫酸钠反应,生成氨基磺酸络合物。 

                     6HSO3NH2+5Na2SO4=6HSO3NH2+5Na2SO4+15H2O

     9、水解反应:氨基磺酸水溶液加热至60度以上时,将水解成硫酸盐。 

                      HSO3NH2+H2O=NH4HSO4

     10、在有机合成上,氨基磺酸常作为固体酸,催化或者参与各类有机反应,如苯酚与β-酮酯的Pechmann缩合反应  、肟的Beckmann重排反应  、分子内或者分子间的Diels-Alder反应等。

     危险性及毒性防护:

     氨基磺酸具有不挥发、无臭味和对人体毒性小等特点,但其粉尘或溶液对眼及皮肤有一定的刺激性,眼受刺激时须用水冲洗,重者应就医诊治,皮肤接触时也应用水冲洗,再用肥皂彻底洗涤。入口时,应立即漱口,速送医院诊治。能造成灼伤,最高容许浓度10mg/m3,生产设备应密闭,操作人员应穿戴好防护用具,贮存应于阴凉、通风、干燥处,运输过程中要防雨淋和日光曝晒。对逸出物料处置时须戴好防毒面具与手套,用砂土混合扫起或用水冲洗,失火时,可用水、砂土和灭火器扑救。

 

 

氨基磺酸上游原料:
       尿素、发烟硫酸、氯磺酸。
      

氨基磺酸下游产品:
       氨基磺酸铵、氨基磺酸钴、氨基磺酸镍、酸性绿、甜蜜素、除垢剂、无碱高效减水剂、清洗剂、漂白剂、亲色剂、脱硝剂、阻燃剂、磺化剂、消毒剂等。

     

 

氨基磺酸用途及使用:                      
     氨基磺酸用途广泛于金属和陶瓷制造的工业设备和民用清洗剂、石油处理剂和清洗剂、电镀工业用剂和电化学抛光用剂、沥青乳化剂、蚀刻剂,染料医药及颜料工业用磺化剂、染色用剂、高效漂白剂,纤维、纸张用阻燃剂、柔软剂,树脂交联促进剂,除草剂、防枯剂以及标准分析试剂等各个领域中。
        1、清洗剂(清洗液)
        利用氨基磺酸及其盐类与多种金属化合物都能生成可溶性盐类,在水中溶解高度不析出沉淀而对金属腐蚀小的特点,作为清洗剂(即清洗液)可高效除去铁、钢、铜、不锈钢、铅、陶瓷等制造的机器、设备中在使用过程中生成的铁锈和水垢。
                   
        氨基磺酸清洗剂使用范围很广,可用于清洗锅炉、冷凝器、换热器、夹套及化工管道;在啤酒厂用它清除玻璃衬里贮罐、锅、开口啤酒冷却器,啤酒桶上的垢层;清洗搪瓷厂的蒸发器,以及造纸厂的设备等;在空调方面可除去冷却系统、蒸发冷凝器的铁锈、水垢;海轮用它可清除海水蒸发器(蒸馏设备)、换热器和盐水加热器内的海藻、水垢;可以清洗铜壶、散热器、餐具洗涤机理、银器、抽水马桶、瓷砖、食品和奶酷加工设备的水垢;可以清除沉积在蒸煮器上的蛋白质以及鲜肉、蔬菜、奶酪加工厂中使用的消毒吕上的沉积物;可以将氨基磺酸用在鲜肉、家禽、兔、蛋加工企业上作酸性清洗剂。
       2、石油矿井处理剂
                     
       因氨基磺酸容易和油层岩石起反应,将氨基磺酸溶液注入碳酸盐岩产油层,可酸化处理矿井淤泥,避免反应生成盐的沉积,使石油产量倍增。
       3、电镀
       镀金、镀铜或合金时采用氨基磺酸,可使镀层细密而富有延展性和高粘度,获得表面非常光亮的镀银;在新的含水镀金电镀液中碱金属氨基磺酸盐、氨基磺酸铵或氨基磺酸可作为导电、缓冲作用的化合物使用。
       从镀镍废液中回收时是用阳离子交换树脂吸附处理而后用氨基磺酸清洗树脂,使被吸附的树脂解吸出来获得再生。
       在银器、电器元件上镀铑-铼合金时,电渡液中含氨基磺酸为100克/升,当镀层厚为≤5微米时就有很高硬度和很强的耐腐蚀性,而且电镀层非常光亮,美观。
                  
       4、蚀刻
       在溶解铜的碱性蚀刻溶液中,氨基磺酸可加速Cu蚀刻,其溶液用于印刷线路板的生产,能选择性腐蚀铜,并可提高蚀刻质量。
       5、电化学抛光
       氨基磺酸用于钛合金的电化学抛光,可使钛合金表面光亮度增加,从而用于航天、军工领域的表面处理。
       6、沥青乳化
                     
       将硬脂酸乙二酵酯均匀地分散在1800克熔融沥青中,再加入120克与12克氨基磺酸,就形成乳化沥青,它在公路建设中具有易施工,对骨料粘接力强的特点。
       7、分析试剂和染色助剂
       纯度为99.9%以上的氨基磺酸在进行碱滴定时,可作为酸的标准溶液使用,还可用于亚硝酸盐的分析,以及用于染色后除去过量的亚硝酸盐。
       8、漂白粉稳定剂  
                 
       氨基磺酸氯素化合在水中形成较游离氯气更稳定的化合物,利用此种性质可用于游泳池用水的消毒;使用(CIN-HSO3)混合物可以使消毒作用的耐久,漂白木材纸浆、纤维等,可提高白度并且可提高纤维的柔软性。
       9、除草剂、防枯剂
       氨基磺酸及其盐类可作除草剂使用,以及作为树本或者灌树用的防枯剂。
       10、阻燃剂防火剂
       因为氨基磺酸通常在受热时可以分解成大量的氨气和氮气,具有阻燃、防火效果,所以木材织物、棉纤维的阻燃剂和防火剂。
       11、
离子交换树脂用交联促进剂
       氨基磺酸或者氨基磺酸及其铵盐在树脂缩合时使用,能起到交联促进剂的作用,并可缩短离子交换树脂的成型时间。
       12、磺化剂
                   
       氨基磺酸作为磺化剂广泛用于医药化工、有机合成反应之中,与伯醇一起加热时容易生成硫酸二甲酯及氨,与苯酚、萘分配反应时可生成苯酚磺酸、萘酚磺酸铵,与其他高分子铵类(如脂肪酰胺等)容易反应,制成水溶性化合物,这些化合物可作为浸透剂,清洗剂,染色助剂等使用。
        13、消毒剂
                   
        氨基磺酸可作为消毒剂,用途于去除烟草中亚硝酸盐。
       14、食品饮料添加剂
       可作为生产安赛蜜、甜蜜素等甜味剂的原料,是食品饮料添加剂。
       15、有机合成            
                  
       在有机合成上,氨基磺酸是价廉易得和稳定性好的固体酸,用途于催化或者参与各类有机反应,如苯酚与β-酮酯的Pechmann缩合反应 、肟的Beckmann重排反应 、分子内或者分子间的Diels-Alder反应等,还用于有机合成聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酰胺等,对有酸的酯化反应具有很好的催化效果,且不腐蚀设备。
       16、水产养殖
                 
   氨基磺酸在水产养殖中降解养殖水体亚硝酸盐及降低养殖水体pH值的用途,当用于降解养殖水体中的亚硝酸盐的应用时,有效剂量为0.1~5.0g/m3水体;当用于降低养殖水体中的pH值的应用时,有效剂量为0.3~5.0g/m3水体。其改良养殖水体的作用非常明显,且本方法安全、简便、快捷和高效。并对水产养殖动物没有任何毒副作用,反应过程对生态环境友好,无任何有害残留。

 

 

氨基磺酸市场深度分析
        目前全球氨基磺酸的总产能约22万吨/年,主要生产国有中国、日本、中国台湾省、美国、印度、德国、英国等,其中中国氨基磺酸产能约12万吨/年,中国台湾省氨基磺酸产能3.5万吨/年,日本氨基磺酸产能1.5万吨/年,美国氨基磺酸产能约3万吨/年。
       2020年全球氨基磺酸消费总量14.9万吨,2021年全球氨基磺酸消费总量15.8万吨,2022年全球氨基磺酸消费总量16.3万吨,预计2023年全球氨基磺酸消费总量16.8万吨。
       七十年代末八十年代初,我国建立了氨基磺酸生产装置,生产厂家主要有上海硫 酸厂 、无锡 硫 酸厂、天津化工有 限公 司 、河北玉田县化工厂等 , 生产能力在300-1500t/a ,伴随着改革开放的发展,氨基磺酸在国内的应用领域正逐步拓展 , 广泛应用于清洗剂 、化纤及纸张漂白 、表面活性剂 、医药 、食品等工业部门 ,国内先进生产企业在发烟硫酸、尿素、电、水等消耗以及产品质量方面与国外先进水平相当, 因此氨基磺酸的市场需求前景越来越好,津南大化工也逐渐发展壮大。 
                       

       2023年上半年国内氨基磺酸市场将先抑后扬,一季度因春节和疫情因素需求疲弱拖拽市场价格下行,二季度成本强势支撑,市场商谈价格承压上行,从目前市场运行情况来看,成本与供需面博弈仍在继续,短线国氨基磺酸市场盘整为主。

      从市场价格水平来看,2023年中国氨基磺酸经历了自2020年以来最低的价格,从相同产品价值属性来看,国内氨基磺酸市场价格属于偏低位置,商品体现值较低,从目前行业消息面来看,当前成本与需求面博弈愈演愈烈。目前中国氨基磺酸下游消费占比最大的除自用生产氨基磺酸钠之外,2021年出口在其下游占比达30%左右,2022年出口情况来看,公共卫生事件带来的影响突出,2023年第一季度中国氨基磺酸出口量在3.02万吨左右,同比下跌32.13%,同时国内需求恢复缓慢,需求疲弱是导致一季度市场价格下行最大因素。

      近年来我国氨基磺酸产量稳步提升,2021年我国氨基磺酸产量10.84万吨,同比2020年的9.76万吨增长了11.07%,预计2022年中国氨基磺酸产量将达到11.85万吨。
                    

                        

        氨基磺酸下游广泛,涉及印染、纺织、除草剂、人工合成甜味剂等,甜蜜素具有甜度高、热量低的优点,在健康消费意识升级的趋势下,甜味剂对糖类的替代作用将加速,下游软饮、烘焙等行业的快速发展,对氨基磺酸在甜味剂领域的应用起到了重要的推动作用,2022年中国氨基磺酸需求量达10.58万吨,同比增长11.19%,预计2023年中国氨基磺酸需求量将达到11.8万吨。

                             

 

        从氨基磺酸市场的地域分布来看,化工大省山东当仁不让,其次是江苏、广东、河南、浙江等地,如图:
                         
        

        从后续行情来看,目前国内氨基磺酸市场横盘整理概率较大,市场整体走势偏乐观。目前行业供应压力不大,需求面虽有减量,但目前随着公共卫生事件影响减弱,东南亚及欧美部分地区需求有所恢复,三季度需求面有好转预期,同时来自成本面压力较大,在产业链当中,氨基磺酸属于低收益产品,因此大多数厂家向上调整意向较高,考虑到当前业者心态,后续氨基磺酸市场谨慎向好。因此,氨基磺酸行业未来发展前景十分看好。

 

 

氨基磺酸发展趋势
     基础化学原料制造行业发展状况与国民经济形势密切相关,我国国民经济的持续增长,为化学原料及化学制品制造业的快速发展提供了良好的经济环境。化工行业是国民经济重要支柱产业,产品广泛应用于工业、农业、国防科技和人民生活等各个领域。随着工业化、信息化、城镇化和农业现代化的深入推进,新经济战略发展的一系列政策将会进一步激发市场的活力,特别是山东新旧动能的转换,将给
氨基磺酸市场行情发展带来新的机遇,相信我国氨基磺酸行业的发展将越来越好。