己二腈是用于生产尼龙66的中间体,首届尼龙单体

美高梅手机版登录4858 1

美高梅手机版登录4858 2

美高梅手机版登录4858 3

当前,山东、河南、安徽、陕西、山西、安徽、重庆、浙江等多省市的企业、科研院校正在暗力对己二腈生产技术进行国产化攻关。2月20日上午,全球最大的化学中间体、聚合物生产商之一的英威达公司,与上海化学工业区签署合作备忘录,启动40万吨/年己二腈(ADN)生产基地的设计规划,将于2020年开工建设,2022年实现投产后将填补己二腈的国内生产空白。英威达估计项目建成后能充分覆盖中国市场对于己二腈的原料需求。进而言之,四年后己二腈将达到产需平衡,甚至现过剩隐忧,国产化之路迎来挑战。

原料己二腈何时破困局

首届尼龙单体技术和市场论坛举行

尼龙66是一种热塑性树脂,白色固体,密度1.14,熔点253℃,不溶于一般溶剂,机械强度和硬度很高,刚性很大。适合用在汽车的空气供应系统、过滤和冷却系统,还可用作车内的踏板和门把手等部件。如今,这种材料应用范围日益广泛,特别是在电子产品中。

己二腈是己二胺生产的重要原料,国内至今没有一家企业能够生产己二腈,己二腈长期以来依赖进口,始终受到国外跨国公司控制。

10月11日,2019尼龙单体技术和市场论坛暨首届己二腈技术与市场论坛在山东威海举行。己二腈技术领域的多位专家首次向行业公开了技术观点,来自上下游的科研工作者和企业围绕尼龙单体尤其是己二腈的多种技术路线进行了讨论。会议认为,多种技术路线并存将成为未来行业发展的主要趋势。

己二腈是用于生产尼龙66的中间体,尼龙66因其分量轻、强度大的特性,而被应用于工程塑料、安全气囊织物、高性能涂料和特种服装纤维等领域中,PA66是由己二酸和己二胺反应生成,己二胺又由己二腈加氢生成。作为PA66最重要的原材料,己二腈的先进生产技术目前被英威达、奥升德等欧美公司垄断,我国目前还没有己二腈的生产装置,全部依赖进口。2018年2月,索尔维宣布其法国工厂己二腈装置因罢工遭遇不可抗力,2018年6月,巴斯夫宣布其己二胺、66盐、P66供应因电气故障遭遇不可抗力,仅去年一年己二腈出现了10多次供应中断,国外己二腈装置开工负荷直接引发国内己二腈—己二胺—尼龙66产品链多米诺骨牌效应,己二腈生产装置停产,会导致PA66的价格暴涨,从2018年1月到2019年1月一年时间里尼龙66的平均价格上涨了近50%,国内尼龙发展严重受到己二腈供应量和价格的制约,己二腈生产技术卡住了国内尼龙发展的脖子。

目前,全球己二腈供应紧张,大部分产能仅自用于公司己二胺及尼龙66的生产,当前市场主要己二腈主要由英威达提供。其中,美国英威达、美国奥升德、德国巴斯夫、日本旭化成4家公司合计产能达到175万吨。中国生产己二胺的关键原材料己二腈目前全部依赖进口,主要原因是产品的生产技术难度突出,其生产技术全部掌握在国际跨国公司手中,其为了保持核心技术优势,对丙烯腈法和丁二烯法都进行了严密封锁。

据介绍,目前工业上生产己二胺的方法有丁二烯法、丙烯腈法、己二酸法和己内酰法等。其中前三种方法都是先合成己二腈再加氢生产己二胺。作为生产己二胺、尼龙66的关键原料,己二腈很多年来在全球都处于供应高度垄断,同时我国己二腈年需求量为50万吨左右,所需产品全部依赖进口;全球己二腈生产装置不足20套,而我国尚无工业化生产装置。目前,国内多家科研单位和企业在进行着己二腈的技术研发和产业化探索。

己二腈理化性质

己二腈技术不突破,己二胺产量就受限制,下游尼龙66工业发展一直被卡脖子;下游需求增加拉动了己二胺价格上涨,己二胺需求突破在即,国内企业尚无良策应对。2013—2018年我国己二腈进口量持续增长,年均增长率约为17%。由于国内目前不生产原料己二腈,因此几乎所有进口的己二腈都用于生产己二胺。

本次论坛由中国化工报社、石油化工众创孵化平台、尼龙单体技术及市场协作组主办。中国化工报社社长崔学军在致辞中表示,中国化工报社作为石油和化工行业最具权威的行业媒体,将做好细分领域专业文章。此次论坛的举办旨在搭建交流平台,论证如何聚智、聚势推进尼龙单体产业化步伐。同期召开的闭门座谈会将重点围绕尼龙产业链进行更加深入的观点碰撞和技术探讨,从更远的未来着眼谋划下一步的产业协同工作。

目前合成己二腈的方法主要有丙烯腈(AN)电解二聚法、丁二烯直接氢氰化法、己二酸(ADA)催化氨化法,丁二烯法直接氢氰化法是将两个分子的氢氰酸(HCN)在零价镍和含磷配体组成的催化剂存在的情况下与丁二烯发生加成反应,丙烯腈电解合成己二腈耗电量大,生产 1吨己二腈,约消耗 3000-4000 kW.h的电能,对操作条件具有较高的要求, 电极材料的选取、电解液的配方、反应过程中电解温度、丙烯腈的进料浓度、电流密度、溶液的酸碱性发生变化时都会对反应的选择性产生影响;己二酸氨化法流程长、步骤多、能耗较高,副产品多,产品收率相对较低、质量不高。在己二腈生产技术国产化之路上我们经历了探索、失败,2015年山东润兴化工科技有限公司对己二腈生产技术进行国产化攻关,建成国内首套10万吨/年己二腈装置, 8月22日,装置试生产时发生爆炸事件,并引起大火,造成1人死亡9人受伤。根据调查组给出的结论:事故发生的直接原因是滗析器上部气相空间中达到爆炸极限浓度的丙烯腈、氢气等混合气体,遇静电放电发生爆炸,山东省安全生产监督管理局随后发布通知,山东省安监局出具的鲁安监危化项目审字[2015]67号和鲁安监危化项目审字[2015]80号危险化学品建设项目安全许可意见书一并予以撤销。

国产己二腈艰辛历程

据石油化工孵化平台负责人介绍,作为中国化工报社的智库,石油化工孵化平台将重点推进尼龙单体,特别是己二腈技术的孵化,会后平台将继续进行针对各个路线的融入精馏、副产品利用等方面的论证、市场调研等。

己二腈生产路线图

●中石油辽阳分公司己二酸催化氨化法由于成本太高与国外的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。

与会专家的报告显示,目前我国己二腈技术产业化现状是:国内的多家企业和科研院所都在各条技术路线进行探索,如丁二烯直接氢氰化法目前至少有5套中试装置己二酸氨化脱水法目前也有中试装置在建,己内酰胺法已经完成单管试验丁二烯经己二醛合成己二胺的催化剂小试也有了进展。在未来几年,多种技术路线并存将成为行业发展的现状。对于有原料、产业链和技术优势的企业来说,当前是战略布局的“绝佳期”,而上马项目后如何保持长久的优势则是企业应该关心的问题。

国内对己二腈国产化生产技术探索之路,并未止步。目前,己二腈三种工艺路线国内多家企业都正在暗力进行中试或将要进行中试。而丁二烯法直接氢氰化法生产己二腈,工艺路线短、污染小、能耗低,适合大规模的生产,综合来讲是相对理想的工艺。国内进行中试或正要进行中试的也是以丁二烯氢氰化法为主导工艺路线,技术壁垒在于需要使用剧毒且容易挥发的氢氰酸(HCN)为原料,而且催化剂容易水解、易氧化,生成的产物的同分异构体相对比较多,且分离纯度要求高,整个工艺对于生产设备、操作、安全管理要求极高。主要技术难点还是在于选择和制取合适的催化剂,包括含磷配体,尽可能提高主产物 3-戊烯腈的选择性以及产率,尽可能的减少2-甲基-3-丁烯腈产出。

●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。2015年,山东润兴化工完成了国内首套10万吨级的己二腈生产装置,采用的是丙烯腈电解二聚工艺。但是该装置在投料试车阶段发生爆炸,后续再无进展。润兴化工己二腈聚合装置作为国内首创,让国人振奋。但尚未正式运行出现问题,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。

论坛上,业内技术专家和科研学者还分别介绍了己二酸制己二腈新技术、丁二烯氢氰化法工艺、生物质基尼龙前驱体合成、电解丙烯腈生产己二腈、丁二烯氢甲酰化定向制备己二醛等工艺技术。

丁二烯氢氰化法中试装置在5年前就开始建设、运行。但是,截至目前,技术壁垒依旧没有突破,而作为全球最大的己二腈生产供应商奥升德和英威达在装置经过多年的优化消缺运行,技术不断升级,能耗更低、生产成本更低,国内与国际巨头的技术差距越拉越大。2018年5月23日,英威达对外宣布,其在维多利亚投资的2.5亿美元的项目进入到了最终的设计阶段。该项目旨在升级己二腈(ADN)的生产技术,通过升级后的技术,英威达将以更低的能耗、更低的温室气体排放、更高的工艺稳定性和更低的资本密集度,实现更高的己二腈产量。另一巨头奥升德在2018年5月31日对外宣布,将在2022年之前将其己二腈产能增加22万吨,扩产采用的是他们的第五代技术。“凭借我们最新的第五代ADN技术,我们能够在没有大量停机时间的情况下增加容量。”奥升德总裁兼首席执行官Phil McDivitt表示。

●中国天辰工程有限公司与山东海力化工于2015年共同完成了50吨丁二烯直接氢氰化法己二腈中试试验。

本次论坛由中国化工报社副总编辑吴金慧主持。来自中国科学院、中国石油大学、大连理工大学、万华化学、齐鲁石化、阳煤集团、湖北三宁、湖北宜化、华鲁恒升等科研院所、高校、企业的120余名代表参加了本次论坛。

事实上,国内丁二烯氢氰化法国产化攻关,都是多个企业与院所的单打独斗,走了相同的弯路,都没有找到突破的出口,即便未来两年攻关成功后,市场或将开始走向过剩。未来3年己二腈—PA66产能有望增加,主要是在北美和中国,除了英威达投资10亿美元在中国上海漕泾的40万吨/年己二腈项目外,美国奥升德公司和英威达还有一定规模的产能扩大。作为全球最大的尼龙66树脂、化合物和纤维生产商之一美国奥升德2018年5月31日对外宣布,将在2022年之前将其己二腈产能增加22万吨,以满足不断增长的需求,到2022年全球ADN产能将提高46%。

●天辰齐翔100万吨尼龙新材料产业基地于2019年8月19日上午正式动工,该项目是国内首个己二腈项目。该产业基地位于淄博齐鲁化学工业区,该产业基地规划规模为年产100万吨尼龙新材料、50万吨己二胺、50万吨己二腈并联产50万吨丙烯腈。如果该项目成功建设并投产,我国将能实现自主生产尼龙66的核心原材料己二腈。

目前,国内每年消耗约30万吨己二腈,英威达估计未来五年中国将成为全球最大的尼龙市场,40万吨/年己二腈项目如建成后能充分覆盖中国市场对于己二腈的原料需求。进而言之,四年后己二腈将达到产需平衡,甚至会出现现过剩隐忧。事实上,随着 2016 年下半年上海英威达 15 万吨尼龙 66 的投产后, 国内进口量在下降,2012年尼龙66进口量24万吨,2016年进口 30万吨,随着2016年下半年上海英威达15万吨尼龙66的投产,2017年中国内地尼龙66进口量下滑到27万吨,进口依赖度从2012年的60%下降到2017年39%。目前,全球尼龙66装置开工率约为80%,而且还在上升,到2020年,全球尼龙66价格可能会一直保持坚挺,ADN新产能建成投产后,到2022年尼龙66价格或许慢慢走低。

●重庆紫光化工500吨丙烯腈电解二聚法己二腈中试装置已经建成,后续中试结果并无公开信息。

●阳煤集团在2019年也开始着手己二腈中试项目的建设。

●2019年2月,国际己二腈巨头英威达和上海化学工业区签署合作协议,启动40万吨己二腈生产基地的设计规划,计划于2020年开始建设,2023年投产。

5年内己二腈有望国产化

2019年4月,国家发改委发布《产业结构调整指导目录》,其中鼓励类名单包括万吨级己二腈生产装置。在《产业结构调整指导目录》,己二腈装置就已经被列为鼓励类,当时的要求是“5万吨/年及以上丁二烯法己二腈装置”。

美高梅手机版登录4858,从产业结构调整目录上己二腈装置的变化中可以看出,国家层面一方面意识到己二腈装置的重要性;另一方面已经意识到该项目的难度,通过扩大己二腈装置的鼓励范围,来推动己二腈技术的国产化进程。如果目前正在建设的己二腈项目在预计的时间内顺利投产,在未来五年内我国将实现己二腈的国产化,从而结束己二胺原材料长期依赖进口的局面。预计2018—2023年己二胺产量的年均增长率为8%。

己二胺产能增长迎拐点

尼龙66是己二胺的主要消费领域。最近几年其他一些领域也正在成为己二胺的消费主力。近几年,己二胺被开发应用于HDI,成为生产该产品的主要原料,另外己二胺还可用于生产透明尼龙树脂、合成聚亚胺羧酸酯泡沫塑料、涂料粘合剂等领域。

2018年我国己二胺产能为37.5万吨,约占全球总产能的20%,其中85%以上的己二胺用于生产尼龙66纤维和树脂。产量约为31万吨,开工率约为83%。随着英威达上海工厂的投产,预计未来5年己二胺产量将显著增加,但是国内产量的增加不会对己二腈的进口量产生较大的影响。

国内的己二胺多被用于生产尼龙66盐,而尼龙66盐又被用于生产尼龙66纤维和塑料。预计在2018—2023年期间己二胺消费量将以年均6.8%的速度增长。在全球,中国己二胺的的增长规模和增长速度都是最大的,同时推动了全球对尼龙前体的消费。

在我国,汽车、纺织、涂料、电子电气以及建筑行业发展迅速,是拉动己二胺需求的主导因素。特别是在汽车、涂料领域,增长尤为迅速,车轻量化及新能源汽车的普及和推广将会进一步促进尼龙66的消费需求。另外,之前由于国内己二胺产能受限,下游产品发展一直受限,未来己二胺产能的快速扩张,将逐步推动下游产业发展,表观消费稳步增长。预计未来年己二胺消费增速约为6.8%。2014-2023年中国己二胺供需情况及预测见表2。

表1 2018年中国己二胺主要生产商 万吨

表2 2014—2023年中国己二胺供需情况及预测 万吨

本文由美高梅手机版登录4858发布于美高梅手机版登录4858,转载请注明出处:己二腈是用于生产尼龙66的中间体,首届尼龙单体

您可能还会对下面的文章感兴趣: