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凤凰彩票登录尼龙66原料己二腈的国产化之路为何
2018-10-29 19:26

  (1)性能:据了解,己二腈为无色油状液体,略有气味,是制造尼龙的中间体,遇明火、高热可燃,与强氧化剂可发生反应,受热分解放出有毒的氧化氮烟气。

  (2)用途:已二腈主要用于生产尼龙纤维的中间体已二胺,橡胶促进剂和防锈剂,也用作洗涤剂的添加剂,丙烯腈、甲基丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯三元共聚体的纺丝溶剂,聚氯乙烯纤维湿纺和干纺溶剂,尼龙的着色剂,织物漂白剂的助剂,醋酸酯、丙酸酯、丁酸酯和混合酯增塑剂;以及作为芳烃抽提的萃取剂等。

  己二腈为无色油状液体,可燃,主要用于尼龙66的生产,此外,还可应用于橡胶促进剂和防锈剂,也用作洗涤剂的添加剂,三元共聚体的纺丝溶剂,及其他纺织助剂等,是一种高度依赖进口的品种,中国己二腈目前产能为零。

  尼龙-66主要应用领域为工业丝、帘子布、汽车、电子电气和机械工业等领域。而目前全球主要应用工艺由己二胺与己二酸合成,而己二腈为生产己二胺的原材料。目前我国尼龙66聚合企业目前采用的己二腈均来自国外大公司进口,主要为美国英威达,因而他们能通过调节己二腈的供应来控制全球尼龙66的生产。

  2013年,全球己二腈生产装置共有14套,其中,国际主要产能集中于美国英威达公司为63.5万吨、法国罗地亚的52万吨以及美国首诺的29.5万吨,全球总产能在170万吨。

  世界各国己二腈生产厂商均建有配套的己二胺生产装置,大部分产能用于本公司己二胺及尼龙66的生产,仅有美国英威达公司、法国罗地亚公司等公司具有部分剩余己二腈商品外售,全世界己二腈市场已经趋于紧张状态。

  2010年后国内市场尼龙66盐、HDI、工程塑料及助剂市场己二腈原料大约需要20万吨,全部需从国外进口解决,尤其是近几年我国尼龙66项目较多,产能超过100万吨,但由于尼龙66产能需要的己二腈全部依靠进口,这势必导致己二腈的供应日趋紧张。

  己二腈作为尼龙66的原料,国内厂家深知其重要性,但由于技术要求较高,鲜有企业能独立研发生产,国外又对我们实施技术垄断,所以困难不言而喻。

  目前工业上生产己二腈有丁二烯法、丙烯腈电解二聚法、己二酸催化氨化法等三种方法。新建装置大部分采用工艺流程较短、原料消耗相对较低的丙烯腈电解二聚法和丁二烯法。

  此生产工艺路线年代末由法国罗纳普朗克公司开发成功,继而形成工业化生产的有巴斯夫公司、拉蒂西化工厂和中石油辽阳分公司。该工艺路线盐的另一主要原料己二酸。

  不幸的是,己二酸的价格急速上升,使得这一工艺毫无经济效益可言,据测算,己二酸氨化脱水法生产成本约各1360美元/t,比丁二烯法高38.8%,这也是传统装置如拉蒂西化工厂等装置停车的原因。

  在润兴化工之前,中石油辽阳分公司己二酸催化氨化法己二腈是国内仅有的规模化己二腈生产装置,设计年生产能力2万吨。由于该工艺路线成本较高,与国外丁二烯路线生产的己二腈没有竞争优势,2002年开始停止生产。

  己二酸催化氨化法己二腈工艺路线长,成本高,不是理想的工艺路线,随着近几年己二酸价格的攀升,该路线中己二腈工业化生产装置基本被淘汰。

  该工艺路线年代由美国孟山都公司率先开发成功,并逐步从隔膜式电解法发展到无隔膜式电解法。目前,国外采用该工艺生产己二腈的企业有日本旭化成公司、美国首诺公司、德国巴斯夫公司,这些公司均利用自产丙烯通过氨氧化生产的丙烯腈为原料。

  用隔膜式电解法生产己二腈,电力的巨大消耗成为该工艺路线是否可行的关键因素。而无隔膜电解槽生产己二腈,将大幅度降低电耗和设备投资及维修费用,十分引人瞩目。

  由于国内研究甚少,丙烯腈和水在电解过程中的电解液的有效分离,成为该技术难点所在。目前从相关报道来看,我国山东润兴化工已攻克此项技术,自主研发的丙烯腈电解二聚法己二腈采用的是当下主流的无隔膜生产方式,并已建设装置准备投入生产。

  该工艺单位产品投资较小、建设规模不受限制、原料品种单一且来源较为广泛、技术相对简单且便于生产管理。丙烯腈原料费用和电解用电在产品成本构成中占据了主要部分,所以能否得到较低价格的原料和电力成为关键。

  据了解,隔膜电解法的电耗为4000kW・h/t己二腈,丙烯腈消耗为1.1t/t;无隔膜电耗为3000Kw・h/t,丙烯腈消耗为1.15t/t。而我国丙烯腈经历了前几年扩产高峰后,逐步由供不应求进入产能过剩阶段,丙烯腈价格不断走低,目前市场价在8500元/吨左右,从这方面来说,我国企业用无隔膜式的丙烯腈电解二聚法生产己二腈将有很大优势。

  但无论有无隔膜的方式,丙烯腈本身是具有高毒性、强腐蚀性的化学品,存储环境要求极高,环保建设仍是一比巨大投入,所以综合考虑,国外能研发丁二烯法路线的公司基本不会使用此路线。

  丁二烯法分为丁二烯氯化氰化法和丁二烯直接氰化法。丁二烯氯化氰化法是由美国杜邦公司(现英威达)在20世纪60年代初首先开发成功的,该工艺过程复杂、腐蚀严重、投资大,现已淘汰。

  70年代初,杜邦公司开发了不用氯气的丁二烯直接氰化法,将1,3-丁二烯与氢氰酸在催化剂存在下,于100℃下进行液相反应,生产戊烯腈的异构体混合物,经分离并将异构体异构成为直链戊烯腈后,再与氢氰酸加成为己二腈。据了解,该项技术难点在于在生产过程中组分复杂,主要组分之间沸点接近,制备己二腈过程产物分离纯化十分困难,鲜有企业能做到这一点。

  该工艺比氯化氰化法降低原料成本15%,节能45%。该工艺路线原料价廉易得、路线短、无污染、能耗低、成本低,是目前最先进、最理想、最重要的生产工艺路线。

  由于该技术复杂且目前尚处于高度垄断状态,专利技术转让费和一次性建设投资比较高,另外要求项目有充足、廉价的1,3丁二烯资源,因为在很大程度上限制了该工艺的推广应用。

  综上三种己二腈生产路线可以看出,最为落后的己二酸催化氨化法虽然我国曾经引进,但是由于原料成本高昂没有竞争优势可言导致停产,已被淘汰。

  丙烯腈电解二聚法虽然生产门槛较低,技术已被我国企业攻克,但受限于丙烯腈原料波动、电解用电的能耗和后期环保投入,也无竞争优势可言。

  而丁二烯直接氯化法法生产成本比己二酸催化氨化法低38.8%,比丙烯腈二聚法低19.7%。由此可以看出,丁二烯法生成己二腈生产技术作为目前三种技术里面最先进的技术毋庸置疑,但由于该技术被英威达长期垄断,国内尚无研究机构可以攻克此项技术难关,而且专利技术转让费和一次性建设投资比较高,所以限制了该工艺在我国的推广。

  20世纪70年代,中石油辽阳分公司引进了法国罗纳普朗克公司的尼龙66盐生长线万t,配套己二胺装置需要己二腈原料2万t。原设计由配套引进的己二酸氨化法己二腈生产装置生产。这套己二酸氨化法己二腈生产装置是国内仅有的规模化己二腈生产装置,设计年产2万t,但由于该工艺路线成本较高,与国外丁二烯路线年开始停止生产,而且不会有重新开车可能,中石油辽阳分公司尼龙66盐装置所需2万t己二腈依然要靠外购解决。

  此后,山东润兴化工科技有限公司率先自主研发的丙烯腈电解二聚法己二腈于2011年12月通过山东省科技厅组织的专家鉴定。以中国工程院院士李俊贤为主任委员的鉴定委员会认为,这项技术均达到国际先进水平,目前处于试车阶段。

  虽然该项技术的突破让国内尼龙66生产企业为之一振,但今年8月22日晚,一场突如其来的爆炸让润兴化工的己二腈项目生变,据目前最新消息,润兴化工已进行己二腈装置停车处理,所以离真正投产尚且存在一段时间。

  润兴化工己二腈聚合装置作为国内首创,凤凰彩票登录让国人振奋,该装置的建设说明了润兴化工在丙烯腈电解二聚法生产己二腈的技术上已无较大问题。但尚未正式运行出现问题,一方面无限期拖延了己二腈国产化的进程,另一方面对后期国内新建己二腈装置的审批和投建也将产生一定不利影响。而且润兴化工工业化生产己二腈后能否具备持续生产能力、己二腈品质能否满足国内尼龙厂商要求还要打个问号,如果在市场竞争落下风,很可能走上中石油辽阳分公司的旧路。

  平煤神马作为国内尼龙66最大的生产企业,也在研究上游原料己二腈技术中处于领先地位,平煤神马建立了能源化工实验室,打算利用丁二烯法生产己二腈,并且聘请原美国杜邦公司的己二腈研发高级工程师领导“新型功能材料及制品关键技术己二腈新工艺技术开发(河南省重大科技攻关项目),并联合国内研究机构进行联合研发,目前已取得阶段性的进展,不久的将来或许能够打破国外的技术封锁,实现己二腈的国产化。

  目前国内聚合工厂中仅神马及鞍山国锐采购己二腈,凤凰彩票官网!而其他聚合企业则直接采购己二胺或者尼龙66盐进行生产,对于平煤神马这样视己二腈为生命的企业,聘请国外工程师在研究己二腈,如果能研究出来己二腈,实现国产化,将是非常振奋人心的消息,因为跟润兴化工不同的是,平煤神马研究的是丁二烯法生产己二腈技术,此技术作为己二腈制备最先进技术,平煤神马如能突破,将打破英威达在全球的垄断地位,对于完善平煤神马的尼龙产业链乃至中国尼龙产业链将产生巨大推动作用。

  从2010年到2015年,平煤神马在该项目已经进行了5年时间,由于丁二烯法生产己二腈技术难度十分巨大,再加上该项技术的专利已经被外国企业在中国注册,平煤神马公司如要研发这项技术,必然要花费更多的时间来独辟蹊径,从最新消息来看并无进展。

  在突破技术壁垒之后,不管是丁二烯路线、丙烯腈路线还是己二酸路线,成本中占大头的都是原料,最终决定哪条路线能够胜出的还是不同工艺路线所用原料价格的比,但不可否认的是,国产化己二腈开始之后,牵一发而动全身,也必然会带动整个尼龙产业链的各种产品的价格下降趋势。

  目前,世界范围内的己二腈几乎全部用于生产己二胺,在己二胺的下游市场领域,尼龙66纤维和尼龙66树脂占主导地位,特别是尼龙66树脂由于其性能优良,近几年市场增长很快,成为己二胺需求增长的主要驱动因素,且世界己二腈的消费将以年均3.5%的速度增长。

  由于我国己二腈全部依赖进口,造成原料成本高、订货周期长、运输困难,原料价格严重受控于国外生产厂商。影响企业的经济效益及尼龙产业链产品的市场竞争力。如果己二腈供货来源、价格波动以及运输环节出现任何问题,都将给尼龙66企业的生产经营带来很大问题,己二腈的国产化势在必行。

  山东润兴科技年产10万吨己二腈装置于2014年建成,为我国首套己二腈生产装置。截至爆炸发生之前仍处于试车阶段,尚未有成品己二腈投入市场。

  据了解2012年《国家新材料“十二五”发展规划》提出要大力发展HDI、己二腈,将其列入“十二五”新材料重点发展产品目录。山东润兴化工科技有限公司年产10万吨HDI及30万吨己二腈产业化项目被列为山东省第一批省级战略性新兴产业项目。 据初步统计,在十三五期间,我国尼龙66计划新增产能约19万吨,其中河南神马4万吨,上海英威达15万吨。依此计算,预计我国对己二腈的需求增长达到37%。

  因为此产品在国内的前景较为可观,国家又大力提出发展要求,润兴化工才会大胆投产己二腈项目。但由于目前国内的技术仍在初期阶段,经验方面也尚不成熟,才会导致这次装置的爆炸事件的发生。通过此次事件,我们认为,国家后期可能会在此种项目的审批上更为严格,更为谨慎。因此国内生产企业对于国外己二腈的依赖仍将会维持下去。

  但也有另外一种可能性,由于国内对此产品没有话语权且国内需求较大,润兴的装置投产可以让国内的商家有更多的选择,有更多的渠道,对于整体采购成本的影响将会产生大的冲击。因此可能国内对加大对于技术研发与改进方面的投入,使得此类项目能够更加完善。

  对于尼龙企业而言,此次润兴化工事故中己二腈处于试产阶段,故对行情方面影响有限。但短期对于国外原料的依赖持续下去,整体行业波澜不大,维持现状。最后就是在加大技术和资金投入进行完善的基础上,加大投产力度,原料的采购成本势必会因为竞争加剧而出现下行,利好于尼龙企业。

  而此事件发生后,国内己二腈市场的自给自足之路或将更加漫长,供需增速严重失衡,将导致原料供应持续短缺并受制于人,而下游产品产能释放下,行业利润逐步向上游转移,而最终受到伤害的也是我国本土的尼龙66聚合企业。

  由于中国在尼龙原料及产品上的巨大需求和市场,英威达在中国已开始布局生产。2014年,英威达的己二胺和尼龙66聚合物新生产基地在上海化学工业园区奠基,新生产基地将于今年建成投产,将形成21.5万t己二胺和15万t尼龙66聚合物的年生产能力。值得一提的是,英威达还计划在未来建设一家年产能达30万t的己二腈生产厂,预计2018年-2019年之间投产。

  项目建成后,英威达的新生产基地将成为世界上最节能的尼龙中间体生产厂之一,并采用英威达最先进的己二腈、己二胺和聚合物生产技术。该生产基地的总投资额将超过10亿美元,是英威达迄今为止最大的资本投资项目。

  据了解,此次英威达在上海建设的新工厂将采用的是一项革命性的新技术,相对于现有技术,英威达新己二腈技术的优势包括能够提高出品率、降低能耗、减少二氧化碳排放、增强工序稳定性以及降低资本投入比例。新己二腈技术的另一项环保优势是其生产过程几乎没有苯的产生,该项新技术是英威达投入超过4000万美元的研发经费历时4年的研究所取得的成果。

  英威达现在采用的丁二烯直接氰化法己二腈技术虽然是上世纪70年代产物,但已经是全球最先进的己二腈制备技术,耗电量仅为其他生产技术的六分之一,新一代技术的研发证明英威达将持续树立在己二腈制备这一行业的领先地位,并将进一步扩大优势。

  英威达中间体业务总裁潘华仁(Warren Primeaux)先生表示,随着中国不断推动全球尼龙需求的增长,尼龙66中间体和聚合物在当地市场的应用也将不断增长。英威达一体化尼龙66生产基地将为客户提供更优质的服务、更短的交付周期,并提供本地供应。中国对耐用品的需求不断增长,而采用尼龙66可以大幅提高耐用品的质量,英威达能够支持这一市场需求。

  2004年,科氏工业集团(KOCH)以44亿美金收购杜邦纺织与室内饰材部门成立了英威达公司,目前英威达已是世界上最大的化纤和中间纤维制造商。全球超过75%的现有己二腈产能都在使用英威达的专有技术。当我们还在研究国外已攻克的技术时,英威达已经领先我们好几个身位了,未来长时间内可以预见的是,英威达将持续保持尼龙66原料己二腈的垄断地位。

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