长期制约我国尼龙66产业发展的“卡脖子”技术——己二腈制备工艺又取得新突破。4月30日,铂尊投资集团全资子公司北京道思克矿山装备技术有限公司开发的以甲醇及丁二烯为原料两步法制己二腈工艺通过了中国化工信息中心组织的科技成果评价。由中国工程院院士、北京化工大学副校长张立群,中国工程院院士、清华大学热能工程系教授岳光溪等组成的评价专家组认为,新工艺创新点突出,关键技术达到国际领先水平,建议加快工业应用。
“我们研发的两步法制己二腈新工艺以国内产能巨大的甲醇或电石尾气为原料,依次通过甲酰胺制备单元、氢氰酸制备单元得到氢氰酸,氢氰酸再和丁二烯经一次氰化、二次氰化,产物中80%~90%是己二腈,同时副产10%~15%的2-甲基戊二腈(MGN)。对于2-甲基戊二腈的利用我们也有很好的工艺路线,可将其加氢生成2-甲基戊二胺,再经环合、脱氢反应得到高附加值的3-甲基吡啶,用于生产维生素、医药中间体。"铂尊投资集团总工程师应国海介绍了新工艺的技术路线以及取得的研究成果。
专家组在听取汇报后认为,新工艺在全套工艺技术及关键装备上取得了三大创新:
一是开发了基于甲醇制备甲酸甲酯、氨化制备甲酰胺、高温热解制备氢氰酸的工艺技术,包括独特的微换热器技术、MnO/SiO非贵金属催化剂以及低能耗的分离精制技术。氢氰酸选择性达到94%以上,纯度达到99.95%。该氢氰酸制备单元为国内首套。
二是自主研发了高活性、高选择性的配体催化剂体系,配体浓度达到95%,突破了国外专利封锁。
三是开发了两步法制备己二腈的生产新工以及成套装备,中试装置己二腈及副产品MGN总收率在95%以上,己二腈浓度达到99.6%。专家组认为, 该成套技术装置整体能耗低于行业水平,可有效降低建设投资及运行成本,为己二腈的国产化提供新途径。
“这套新工艺采用的原料甲醇既可以是煤制甲醇,也可以通过电石尾气来制备,这一新工艺对于缓解国内甲醇的供应过剩问题、实现电石尾气的综合利用、打通从煤化工向煤制精细化学品转化的通道都是一个不错的选择。此前我们已经完成了500吨/年己二腈中试装置的设计与建设,装置稳定运行168小时,工艺条件与运行结果均达到设计要求。目前万吨级的己二腈及下游高端新材料装置即将在宁东基地开建, 建成后将填补宁东基地尼龙产业的空白。” 铂尊投资集团董事长耿海涛表示。
据了解,己二腈是尼龙66生产的关键中间体,主要用于生产尼龙中间体己二胺,近年来尽管尼龙66市场需求持续增长,但尼龙66产业在全球却呈现寡头垄断格局,其关键点在于原材料己二腈的配套。受制于关键原料己二腈,国内尼龙66对外依存度近30%,己二腈制备成为我国新材料领域的“卡脖子”技术。2019年,国家发改委将万吨级己二腈生产装置列为鼓励类项目,以推动己二腈技术的国产化进程。道思克公司开发的两步法制己二腈新工艺以及在宁东基地规划建设的万吨级产业化装置,打通了从煤化工向煤制精细化工转化的通道,形成了有完全自主知识产权的煤化工至高端精细化工的产业链。
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4月22日,宁东基地管委会与陕西泰丰盛合实业发展有限公司、铂尊投资集团有限公司举行签约仪式,总投资100亿元的己二腈及下游高端新材料项目落户宁东。该项目填补了宁东基地尼龙产业的空白,对构建高性能纤维产业链集群具有积极的促进意义。
据悉,陕西泰丰盛合实业发展有限公司是集煤炭、化工、机电设备、建筑材料为一体的大型企业,拥有4家控股公司、2家参股公司、1个能源化工科技研究中心。铂尊投资集团有限公司是以项目投资、技术进出口、技术推广服务等业务为主的投资管理公司,拥有自主研发的以甲醇为原料的丁二烯法制备己二腈专利技术。
未来两年国内己二腈集中投产阶段
据统计,2020 年全球己二腈总产能为 179.6 万吨,主要集中于英威达( 104.3 万吨 / 年)、奥升德( 40 万吨 / 年)、巴斯夫( 26 万吨 / 年)、华峰集团( 5 万吨 / 年)、旭化成( 4.3 万吨 / 年)五家企业。这五家企业同时配套了下游己二胺和PA66生产装置,生产的己二腈和己二胺优先保障自身供应,仅英威达和巴斯夫具有部分剩余己二腈商品外售。
其中,英威达拥有丁二烯法专利技术,已生产己二腈几十年,为全球最大的己二腈生产企业。目前其己二腈产能为104万吨/年,分布在美国、法国。2020年6月,其在中国上海化学工业区年产量为40万吨的己二腈项目开工,采用了其最先进的第五代己二腈制备技术,预计2022年正式投产。
奥升德采用丙烯腈电解法制备己二腈,目前产能为40万吨/年,位于美国。
2019年7月,华峰集团采用己二酸法建成了我国首套产业化的5万吨/年己二腈生产装置,于2019年10月实现达产并稳定运行,至此己二腈国产化实现了零的突破。2021年,华峰集团又一个5万吨/年的己二腈装置进入调试,目前在建的二期10万吨/年己二腈装置预计2022年投产,三期10万吨/年己二腈装置已经在紧锣密鼓地设计中,预计2023年投产。
当前,国内有多家企业正在布局己二腈,未来两年将是项目集中投产阶段。这些装置的陆续投产将为国内己二腈下游产业,特别是尼龙66的发展提供充足的原料供应。
国内拟在建己二腈产能投产计划
2022年己二腈动态
1月11日,神马股份全资子公司河南神马艾迪安化工有限公司拟受让河南中平紫光科技有限公司持有的500吨/年丁二烯直接氢氰化制备己二腈技术所有权。据悉,公司在建5万吨/年己二腈项目,预计2022年投产。
1月21日,天辰齐翔宣布在山东淄博的己二腈项目,整体进入中交、投料试生产交错期,生产所需的大宗化工原料已进场。公司淄博己二腈项目一期设计产能20万吨,经流程优化后最大产能预计可达30万吨。
2月14日,英威达上海三期扩建项目环评公示,将在现有工厂内建设5条产线,新增年产24.25万吨/年PA66聚合物。据悉,截至1月底,位于上海化学工业区的英威达尼龙化工己二腈生产项目建设已经完成超过90%。目前,己二腈生产基地即将陆续开展各项设备调试,朝着今年年中正式投运的目标冲刺。投产后英威达己二腈产能将高达47万吨/年。
2月14日,唐山曹妃甸区人民政府对河北富海润泽化工有限公司30万吨/年己二腈项目环境影响评价进行一次公示。
2月16日,七彩化学对外披露了关于对深圳证券交易所关注函的回复,同时公布了其高端化工新材料产业链项目一期产品规划,其中包含2万吨/年己二腈。公司利用自有技术,只上马2万吨/年己二腈,主要是与丁二腈共线生产,根据市场情况适时调配产能利用率,作为丁二腈的辅助产品存在,也大大降低了项目的投资风险,前期主要外销为主,后期将用于加氢生产己二胺。
2月23日,福建永荣科技控股集团己二腈-PA66一体化项目已经启动,总投资165亿,计划2023年建成。
3月9日,中国化学发布公告,旗下天辰齐翔己二腈项目已整体进入中交、投料试生产交错期,生产所需的大宗化工原料已进场。3月22日,中国化学在山东淄博投资建设的天辰齐翔尼龙新材料项目一期丙烯腈装置一次性开车成功,并产出第一批合格产品,标志着国内高端尼龙行业距实现己二腈国产化、形成完整的尼龙产业链体系更近了一步。
4月22日,宁东基地管委会与陕西泰丰盛合实业发展有限公司、铂尊投资集团有限公司举行签约仪式,总投资100亿元的己二腈及下游高端新材料项目落户宁东。
2025年国内己二腈需求达到百万吨级
尼龙66原料己二腈与10多年前尼龙6主要原料己内酰胺国产化历程类似,有望在国产化后迎来消费量迅速扩张。在天辰齐翔20万吨/年己二腈与英威达上海40万吨/年己二腈分别于2022年初、2022年中期建成投产后,民用、军用、汽车以及轨道交通领域尼龙66需求有较大成长空间。2021年,国内尼龙66表观消费量为51.58万吨。预计未来几年国内尼龙66需求将以40%速度增长,2025年国内尼龙需求将达到200万吨,对己二腈需求约为100万吨。
国内己二腈产能及需求预测表