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新闻中心 首页 > 新闻中心 > 神马成立艾迪安化工计划投产己二腈


元旦前夕,记者在平顶山尼龙新材料产业集聚区看到,国内尼龙66原料己二腈装置建设现场如火如荼,项目自2020年11月份投建以来进展顺利。同期,注册资本3亿元的河南神马艾迪安化工有限公司也正式注册成立,标志着神马尼龙产业链补上了己二腈自主生产这一关键环节,项目投产后将打破国外对我国尼龙66产业上游关键原料的制约。

新公司由神马股份全额出资,采用国际先进的丁二烯直接氢氰化合成己二腈技术建设20万吨/年(一期5万吨/年)己二腈项目。该项目具有投资少、能耗低、污染少等特点,位于平顶山市化工产业集聚区内,将有效发挥尼龙产业链的集聚优势,对项目成本控制非常有利。项目总投资11.9亿元,预计2022年投料试车。

己二腈是生产尼龙66的关键原材料,技术壁垒及投资门槛较高。目前全球大部分己二腈产品均为生产商自用,只有少量投放市场,全球己二腈市场供应长期处于紧张状态。己二腈生产技术的攻克得到了国家层面的高度重视,在中国石油和化学工业联合会发布的《石油和化学工业“十三五”发展指南》中,己二腈被列为化工新材料方面需要加快发展的工程塑料关键配套单体,规模达到5万吨/年的己二腈单套装置也是国家鼓励发展的重点产业化项目。中国平煤神马集团立足产业安全,与国内多家院校和科研单位加强合作,全面发力己二腈生产技术的突破,最终完成了己二腈商业化生产的技术攻关,并取得了自主知识产权。

2020年6月,通过可行性分析后,项目前期工作全力推动,目前已完成了氢氰酸装置、己二腈装置、甲基戊二腈后加工装置的设计,配套项目建设也已陆续展开。“十四五”期间,计划建成尼龙66、己二酸“双百万吨”生产基地,力争实现产业发展急需关键原材料的安全供应。

神马股份党委书记、董事长乔思怀表示:“该项目的顺利投产将打破己二腈全部依赖进口的现状,可替代部分进口,不仅有助于神马股份在‘十四五’期间快速实现200万吨级尼龙66及中间体产能的目标,成为世界一流的尼龙全产业链价值创造者,同时对国内尼龙66行业的健康发展也意义非凡。”



己二腈项目可行性研究报告-扩大产业链一体化优势


1、中国的己二腈 100%依赖进口,几乎全部来自美国

尼龙 66 的上游原料是己二腈(ADN),己二腈加氢还原生成己二胺,己二胺与己二酸发生中和反应生成尼龙 66 盐,这是己二腈迄今为止开发的最重要的工业用途。世界上每年生产的己二腈约 88%用于尼龙 66 盐的生产。己二腈还可以用于生产 HDI(1,6-己二异氰酸酯),另外在电子、轻工及其他有机合成领域也有广泛的用途,但消费量相对较小。

己二腈消费结构

己二胺消费结构

随着我国尼龙 66 工业的发展,我国的己二胺需求量不断增长,进口依赖度不断攀升,2015 年之后,神马尼龙化工进口己二腈生产己二胺投产,中国己二胺的进口依赖度有所下降,但另一方面,己二胺的原料己二腈全部依赖进口,限制了我国尼龙 66 行业的发展。

中国己二胺需求量(万吨)和进口依赖度

中国己二腈需求量(万吨)和进口依赖度

己二腈的生产工艺较长,催化剂体系复杂,反应物中还含有剧毒的氰化物,技术壁垒非常高。目前全球的己二腈产能集中在美国、法国和日本,美国英威达是全球最大的己二腈生产商。由于国外对己二腈技术垄断和封锁,中国目前尚未有一家企业能够规模化生产己二腈。

全球己二腈产能分布

全球己二腈厂家及其产能(单位:万吨)

近年来,全球己二腈供应紧张,大部分产能仅自用(全球 75%的产量),贸易己二腈较少,只有美国英威达有部分己二腈外销,从美国英威达到中国河南神马尼龙化工是全球己二腈最主要的贸易流向。在全球贸易风险不断出现的背景下,加快己二腈的国产化势在必行。

己二腈全球贸易图

寡头垄断加大了己二腈己二胺的价格波动性

全球大约 75%的己二腈直接配套生产己二胺,市售的己二腈占比较少。同时由于己二腈的高度垄断性,其客户和用户的数量较少,合同的价格不透明。作为己二腈的直接下游产品,己二胺的生产厂家比己二腈多,价格更为透明,因此己二胺的价格在目前的市场环境下最能反映己二腈价格波动,己二胺和丁二烯/丙烯腈的价格差也能反映己二腈-己二胺产业链的盈利波动情况。

己二腈生产技术壁垒极高

但己二腈国产化的道路却是漫长的,主要因为己二腈的生产具有非常高的技术壁垒。工业上生产己二腈有己二酸催化氨化法、丙烯腈电解二聚法和丁二烯法三种方法,由于己二酸催化氨化法副产物较多、成本较高已经逐渐停产,因此目前运行中的和新建的装置基本都采用副产物较少、原料消耗相对较低的丙烯腈电解二聚法和丁二烯法。

己二腈产能按技术路线分布

A、己二酸(ADA)催化氨化法

该工艺源于上世纪 60 年代末,是法国罗纳普朗克公司(现归于索尔维旗下)的专利技术,主要有液相法和气相法两种具有代表性的生产工艺。二者反应原理基本相同,均以磷酸或其盐类或酯类为催化剂,己二酸与氨反应生成己二酸二铵,然后加热脱水得粗己二腈,精馏得成品。

液相法的历史较为悠久,但产品质量较差,且收率低,约为 84%~93%。气相法又分为 BASF 法和孟山都法两种,产品质量及收率都较液相法有了明显提高,收率可达 92%~96%。但因气相法的流程过长,反应温度较高,加上消耗过大,而始终不能代替液相法。

己二酸合成己二腈主要反应

历史上采用此工艺形成的产能包括法国罗纳普朗克公司、巴斯夫公司、拉蒂西化工厂,我国的中石油辽阳分公司也曾建成设计年生产能力 2 万吨的装置,一度是国内唯一一套己二腈装置。

该工艺路线使用了生产尼龙 66 盐的另一主要原料己二酸,由于后来己二酸的价格急速上升,使得这一工艺毫无经济效益可言,再加上工艺本身的技术缺陷也没有根本解决,导致后续海内外的装置纷纷停产,中石油辽阳的装置也于 2002 年停止生产,近年来己二酸价格的下跌和己二腈价格的上涨使得这条路线屡屡被提起,但我们认为其技术本身的缺陷短期内难以解决,而且国内计划建设更为经济的丁二烯法产能,目前看来己二酸(ADA)催化氨化法没有重启的可能。

B、丙烯腈(AN)电解二聚法

丙烯腈电解二聚法是合成己二腈的方法之一。该生产工艺于上世纪 60 年代由美国孟山都公司(该业务后被收购成立奥升德公司)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。

隔膜法电能消耗较大,收率较低,现在基本被淘汰。无隔膜法由于能耗低、产品收率高,成为丙烯腈电解二聚法的主要工艺。与丁二烯法及己二酸法相比,无隔膜式电解法最大的优势在于反应过程只有一步。反应过程中一个丙烯腈分子与两个电子和一个质子结合,生成的阴离子与第二个丙烯腈分子相互作用,然后二聚阴离子与氢离子反应生成己二腈。该方法工艺路线简单,技术相对容易掌握,便于生产管理。

丙烯腈电解二聚生产己二腈的主要反应

在丙烯腈电解二聚法中,原料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。此外,工艺的本身也存在控制难点,应科学选择合适的丙烯腈浓度、电解液配方和温度以便控制己二腈的选择性和电解效率,同时还应该加强腐蚀的控制;丙烯腈原料成本和电力的成本是选择该工艺的重点考虑因素,能否得到较低价格的原料和电力成为项目盈利与否的关键。

C、丁二烯(BD)法

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

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,制备己二腈过程中产物分离纯化十分困难,少有企业能做到这一点。目前该技术复杂、处于高度垄断状态;另外要求项目有充足、廉价的 1-3 丁二烯资源。

丁二烯氰化法生产己二腈的主要反应

除上述三种生产工艺外,还有己内酰胺法、糠醛法和乙炔法等。其中己内酰胺法是日本东丽公司开发的以己内酰胺为原料,降解后水解生产己二腈的工艺路线。只是这些工艺路线目前未形成规模化生产,不足以在世界市场产生较深远的影响。

综上,从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相对较低,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生产成本比己二酸催化氨化法低 40%,比丙烯腈二聚法低 20%,成为目前三种技术里面最先进的技术。

己二腈生产方法对比

国产己二腈:曲折前行,曙光初现

我国尚无自有技术己二腈大规模工业化生产装置:己二腈主要为尼龙 66 上游原料,2018 年全球己二腈产能不足 175 万吨,仅美国英威达公司、德国巴斯夫公司、美国奥升德公司、日本旭化成公司 4 家公司生产,寡头高度垄断(CR1=60%,CR2=83%,CR3=98%),技术封锁严重。我国己二腈完全依靠进口,进口量 29.3 万吨。我国“己二腈己二胺-尼龙 66”产业链面临尴尬现实,尼龙 66 市场在中国,2019年进口 27.78 万吨,对外依存度 36%,核心原料己二腈卡脖子。

国产己二腈技术发展一路坎坷

2020年神马股份布局5 万吨己二腈项目,打通全产业链:神马股份每年需要 15万吨己二腈。公司拟在河南省平顶山市尼龙新材料产业集聚区投资119336 万元建设年产 5 万吨己二腈项目。该项目技术来源于公司控股股东中国平煤神马能源化工集团有限责任公司控股的重庆中平紫光科技发展有限公司所开发的“500t/a 丁二烯直接氢氰化制备己二腈技术”。500t/a 中试装置实现了连续运行,己二腈产品经下游企业试用,满足加氢要求。该项目预计建设投资 114252 万元,建设期利息 2034万元,铺底流动资金 3050 万元;建设期 2 年;年均销售收入 112299万元;投资内部收益率 (税前)16.17%,投资内部收益率 (税后)11.4%;投资回收期(税前)6.64 年,投资回收期(税后)8.17 年。