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中国化学联合齐翔腾达攻破已二腈国产化难关
作者:CCIIN 来源:煤化工信息网 浏览次数:2375次 更新时间:2019-08-06

        继引入目前全球制环氧丙烷最领先核心技术,淄博齐翔腾达化工股份有限公司在化工新材料领域再获新突破。

        齐翔腾达2019年7月25日晚间公告,淄博齐翔腾达化工股份有限公司与中国化学工程集团有限公司及其孙公司中国天辰工程有限公司共同设立天辰齐翔新材料有限公司,将分两期投资建设年产100万吨尼龙66新材料产业基地,一期主要包含30万吨/年丙烯腈联产氢氰酸装置、5万吨/年氰化钠装置、9万吨/年氢氰酸装置、20万吨/年己二腈装置、20万吨/年加氢装置和20万吨/年尼龙66成盐及切片装置。该项目主要以丙烯、甲醇、液氨、丁二烯、己二酸、氢气、天然气等为原料,与齐翔腾达现有产业链形成协同效应。

        天辰齐翔新材料有限公司(下称“天辰齐翔”)注册资本27亿元,国化投资控股有限公司(中国化学工程集团有限公司全资子公司)认缴资本11.07亿元,占股41%;中国天辰工程有限公司认缴资本9.18亿元,占股34%,淄博齐翔腾达化工股份有限公司认缴注册资本2.7亿元,持股10%。

        淄博齐翔腾达化工股份有限公司

        尼龙66的主要原料为已二腈,目前国内并无己二腈生产厂家,己二腈的生产技术长期由国外企业所垄断,限制国内尼龙66的发展。中国天辰工程有限公司经过多年科研攻关,已全面掌握了己二腈到尼龙66生产参数和工艺指标,并通过实验装置顺利产出合格产品。天辰齐翔将借此打破国外技术垄断,首次实现拥有自主产权技术的己二腈国产化,作为国内首套完整产业链的工业化尼龙66装置,可能存在工艺放大后生产参数调整和工艺不稳定的风险。将与中国化学集团紧密配合,确保项目尽快开工建设、投产,摆脱国外进口限制。

        公开信息显示,上述首期项目计划工期为3年,自第4年正式投产运营。从投产时间上看,天辰齐翔20万吨/年的己二腈装置,基本与全球己二腈最大供应商英威达上海项目预计的2023年投产同期。

        项目的成功有利于打破国外厂家的定价权,对我国尼龙产业可起到巨大的推动作用,对齐翔腾达业绩也有多重的正向推动。

        尼龙产业链的咽喉

        己二腈是PA66(俗称尼龙66)生产的关键中间体,主要用于生产尼龙中间体已二胺,约90%的己二腈用于尼龙66的生产。因其强度高、耐温、耐热、电绝缘性好等特点,尼龙66被广泛应用于各种工程塑料、汽车、机械、电器零件、工业丝、民用丝等领域。

        但由于技术壁垒及投资门槛较高,己二腈的行业集中度也极高。目前全球己二腈产能184.5万吨,主要集中在英威达、奥升德、巴斯夫(含索尔维)和旭化成四家企业中。其中英威达占比超过50%,也是唯一一家向外大量销售己二腈的生产商。

        根据己二腈生产商的估计,随着行业的发展未来己二腈或将出现16.5万吨左右的市场短缺。可以说,己二腈早已成为整个产业链的咽喉和最易受到冲击的一环。

        而在我国,“己二腈-己二胺-尼龙66”产业链面临的更为尴尬的现实:寡头高度垄断,技术封锁严重,完全依靠进口,定价受制于人。

        2018年我国己二腈进口29.3万吨,同比增7.7%。与此同时,尼龙66市场需求保持强劲,2018年消费量52万吨,同比增9%,其中进口27 万吨,对外依存度高达36%。

        2018年己二胺、尼龙66切片报价分别一度超过8万元/吨、4万元/吨,涨幅分别达到2.5倍和1倍。但由于被核心原料己二腈卡住了脖子,产业链利润分配都掌握在国外上游公司手中。

市场预计2020年,我国己二腈消费量将达到38万吨,其中尼龙66消费己二腈在35.7万吨左右。

        技术国产化终获突破,中国市场巨大的缺口让国内外厂商都跃跃欲试。

事实上,己二腈国产化的努力从未停止过,但由于技术和资金门槛极高,迄今为止,能对垄断格局形成冲击的厂商还未真正出现。

        上世纪七十年代,中石油辽阳分公司曾引进2 万吨/年己二酸催化氨化法生产己二腈,由于成本高,2002年停车。2015年8月,山东润兴化工首次尝试自主技术生产10万吨/年己二腈,结果在试生产时发生爆炸,该项目至今仍未有重启的计划。

        在多次尝试未果后,已二腈技术国产化终获突破,公开信息显示,中国天辰工程有限公司自主研发的“丁二烯直接氢氰化法合成己二腈技术”,在2015年通过了中国石油和化学工业联合会科技成果鉴定,并已获得多项发明专利授权。

        而此次天辰齐翔,正是齐翔腾达与与中国化学集团工程有限公司及其孙公司中国天辰工程有限公司共同设立。

        齐翔腾达公告中特别提到,己二腈的生产技术长期由国外企业所垄断,中国天辰经过多年科研攻关,已全面掌握了己二腈到尼龙66生产参数和工艺指标,并通过实验装置顺利产出合格产品。 

        抢滩2023

        己二腈技术国产化的同时,国际己二腈巨头也已开始布局。今年2月,英威达和上海化学工业区(SCIP)签署合作备忘录——启动40万吨己二腈(ADN)生产基地的设计规划,预计投资超过10亿美元(70亿人民币),计划于2020年开始建设,2023年投产。这很可能是英威达历史上投资规模最大的项目。

        无独有偶,中国化学工程集团子公司中国化学(601117)公告显示,天辰齐翔的首期项目计划工期为3年,自第4年正式投产运营。从投产时间上看,双方都锚定了2023年。但对市场而言,国内首套完整产业链的工业化尼龙66装置已经呼之欲出,谁抢先半步似乎已不那么重要。

一家大型券商化工行业分析师认为,“中国化学工程集团与齐翔腾达的合作,迈出了己二腈国产化实质性的一步。项目的成功将有利于打破国外厂商的定价权,对我国尼龙产业起着巨大的推动作用。”

        “齐翔腾达背靠雪松控股这颗大树,资金雄厚,与中国化学工程集团联手,双方有技术,也不缺资金,共同打造己二腈产业基地,成功概率很高。”上述化工行业分析师称,“此外,目前A股市场上尚无一家公司拥有己二腈的生产工艺。考虑到己二腈工艺的复杂性,很可能在未来2-3年,甚至更长的时间内,己二腈行业都很难有新的竞争者出现。”

        已二腈产能四年后可能过剩,自主研发还要不要搞?

        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。

        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。

        己二腈理化性质

        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。

        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。

        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%。

        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。