国内己内酰胺与尼龙6生产现状docWord文档格式.docx
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10月
天辰耀隆
预计2014年底
计划2014
年投产
8
鲁西化工
计划2013
年5月
9
兰花集团
开始基础设计
阳煤太化
完成基础设计,待审核
合计190
3、规划拟建厂家
目前规划建设或有投资意向的己酰胺项目总产能达到460万吨。
规划建设的己酰胺项目见下表:
规划建设的己酰胺项目
锦江石化
100
首期20万吨
三鼎
前期工作,首期20万吨
神马
60
中石化己酰胺()
开展前期工作
邛崍川化
规划
旭阳化工()
40
长乐恒申与帝斯曼合资()
签署合资协议意向书
460
4、己酰胺市场情况调查
世界围的己酰胺产能缓步提升,2012年世界的己酰胺产能在550万吨左右,新增产能主要集中在亚洲,尤其中国大陆和中国是世界最大的己酰胺进口国和地区,供应缺口较大,近年新建或拟建项目较多。
其他地区则呈现缓慢增长甚至负增长。
世界整体己酰胺产销平衡,但地区产销分布却不平衡。
占世界产
量
3/4
的欧美以及日本地区,需求不足,产量盈余;
约1/4的产量出
口至需求量占近半数的包括中国在的世界其他地区。
中国己酰胺产量不断提升,2011年产量53.5万吨,比2001年增
长252%,进口依存度逐步下降。
与此同时,中国的己酰胺需求量保
持较快速度增长,2011年净进口量仍然高达62.4万吨,比2001年增
长111%。
2011年中国己酰胺表观消费量为115.9万吨,比2001年增
长159%。
己酰胺98%以上都用于生产聚酰胺6(尼龙6),只有极少量用于
热熔胶、精细化学品和制药。
尼龙6是重要的有机化工原料之一,主
要用途是己酰胺通过聚合生成聚酰胺切片(通常叫尼龙-6切片,或锦
纶-6切片),可进一步加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。
尼龙
-6切片随着质量和指标的不同,有不同的侧重应用领域。
中国聚酰胺6(尼龙6)产能近年来增长迅速,从2008年的123万吨,至2011年底已达到192万吨/年左右,增长近70万吨。
国己酰胺生产企业产品主要为中低端市场,生产技术及产品的市场竞争力不强。
西欧品牌产品多立足于高端市场。
产品的价格差较大。
因此己酰胺的产品定位应用于高端市场是非常必要的。
二、尼龙6生产现状
截止2011年我国聚酰胺装置总产能为
192万吨,预计至2015年
新增产能30万吨。
尼龙6生产厂家及生产能力:
生产厂家
生产能力
新会美达
化纤
2.5
长安高分子
6.5
华建
金轮
海阳化纤
骏马
天津海晶
3.3
化工化纤
2.3
萧山帝凯
利恒
6.6
萧山宏福
亨润
锦江科技
巴陵石化
4.6
美斯邦
3.5
银龙帘子布
0.8
中达化纤
0.6
合成纤维厂
0.5
潍坊大龙化纤
第九锦纶纺织
1.5
兖煤集团化纤厂
帘子布厂
0.7
锦纶厂
0.4
神达工业
家港骏马集团
12
华润锦纶
家港化纤
第二棉纺织厂
红豆集团
3.0
锦纶切片厂
2.0
化纤帘子布
0.85
威力达帘子布
1.0
宇航特种化纤
有机化工厂
金轮集团
8.0
塘
舜龙锦纶
南化化纤公司
2.8
余余岭化纤
5.0
长乐创造者
6.0
兴惠化纤
恒鼎锦纶
巴陵分公司
新会锦纶厂
开平涤纶集团
高要锦纶厂
新华合纤
广西化纤总厂
第二针织厂
其他
96.1
95.35
总计:
191.45
三、尼龙6装置介绍
尼龙6聚合方法及工艺特点
聚合方法
工艺特点
常压连续法
个聚合管,常压操作,生产高粘度2.7,聚合时间:
20-22h,
回收系统采用三效蒸发提浓,适应生产民用丝。
个聚合管,加压与减压操作,生产最高粘度
3.5,聚合时间:
二段法
1.3-4h,回收系统采用二效蒸发,聚合分子量均匀,适应生产工
业用丝。
工艺灵活,便于更换产品,可生产PA6和PA66。
缺点:
己酰
间歇式高压釜
胺损耗比连续生产法高1.5%左右,自动化程度低,适应生产小
法
批量、多品种工程塑料级切片。
必须用高纯度氮气,粘度可从2.5增到4以上,工艺要求和设
固相后缩聚法
备造价高适应生产薄膜、塑料级高粘度切片。
聚合时间短,聚合物粘度高,工艺独特。
缺点:
设备复杂,建设
多段连续聚合
费用高,生产成本高,检修时间长,影响推广使用。
目前国较为成熟的民用和工业用途的PA-6聚合工艺,多采用加
压前聚合-减压后聚合工艺(二段法)。
四、加压前聚合-减压后聚合工艺生产原理
1、己酰胺的引发与加成:
引发:
参与水解的己酰胺分子极少。
1/71~1/124
己酰胺+水→氨基己酸
加成:
(分子量8000~14000)(DP71~124)
己酰胺+氨基己酸→聚己酰胺(短链)
2、链的增长:
(分子量18000~33000)(DP160~292)——去除水
缩聚(主要)、引发、加成
聚己酰胺(短链)→缩聚→聚己酰胺(长链)
3、平衡阶段:
链交换、缩聚、水解反应,使分子量重新分布;
最后
链终止(胺或酸作为链的终止剂)——去除水
4、加压前聚合-减压后聚合工艺流程
(1)聚合
新鲜己酰胺经过滤后用泵送入缓冲储槽,聚合用的助剂(消光剂、开环剂、分子量稳定剂、热稳定剂)经调配、混合和过滤后送助剂储
槽。
在加压聚合阶段,将己酰胺、引发剂、稳定剂用计量泵送进前聚
合管进行开环、加成反应,在一定温度下,(上段温度一般为240℃左右,中段温度为250-260℃,下段温度为230-240℃。
)己酰胺的水解开环反应和部分加成反应为吸热反应,所需热量由设在聚合管上部的列管换热器通入的气相联苯蒸汽提供。
聚合管顶部还装有分馏柱和冷凝器,用来排除参与反应的水和回收带出的低分子物。
聚合物在加压聚合管中停留4h后进入后聚合器,此时聚合物粘度可达1.7左右,减压聚合阶段主要进行缩聚反应。
由于聚合物的最终聚合度与体系中
的水含量有关,为了提高分子量必须降低体系中的水含量。
因此,在
减压聚合管上部装有一成膜器,用气态联苯加热,尽可能地除去体系
中的水分。
由于缩聚为放热反应。
因此,在聚合管中下段用液态联苯
吸收热量,并设有一列管换热器使聚合物温度尽快降至缩聚所需温
度。
控制给定温度与顶部压力(减压操作),聚合物在后聚合反应器
停留10h左右出料,此时聚合物粘度可达2.8-3.6(可按产品要求调
节)。
(2)切片
用齿轮泵将熔融PA-6熔体送入聚带槽,在高压(约1MPa)下,
PA-6熔体被挤压成条状,并快速引入水下切粒机,用脱盐水的冷却
后(表面固化)进入刀头,被切成规定大小及形状,进入振动筛,然后进入热水罐中,用泵送至萃取塔的顶部,萃取塔部经过特殊设计,以保证切片的活塞式流动,防止切片在塔中混合。
在萃取塔中切片自上而下流动,用90-100℃的热水以相反方向流动,在萃取塔溢流处得到含有高浓度己酰胺的废水,送到回收工序回收己酰胺。
在萃取塔的底部,用螺旋输送器连续不断地将切片排出。
用分离器将切片与水分离,水重新回到螺旋输送器。
从萃取塔来的切片与水分离后送到干燥器。
干燥器部设计确保切片的活塞式流动,在干燥器的底部有一个冷却器,以利于储存切片之前将其降温,还起到回收热量的效果,节省能源。
切片从干燥器的底部进入一个输送罐,然后用氮气为动力送去储存罐。
储存罐的切片经称重、装袋后被送入仓库码垛系统。
(3)回收
聚合工序中产生的含有己酰胺的萃取废水,含有大量单体己酰
胺和环状低聚物,送入本工序除去其中的低聚物,然后送回聚合工序
继续参加反应。
单体己酰胺回收分为顺流式三效蒸发和间歇蒸馏两个
单元。
含有己酰胺的废水经过滤,除去杂质后,用泵送入三效蒸发系
统。
废水先进入第三蒸发器,第三蒸发器用来自第二蒸发器的蒸汽加
热。
废水从第三蒸发器出来后进入由第二蒸发器,第二蒸发器用来自
第一蒸发器的蒸汽加热,废水从第二蒸发器出来后进入用管网蒸汽加
热的第一蒸发器,水中己酰胺单体的质量分数在第三蒸发器中从
3%-5%提高到6%-8%,在第2蒸发器提高至10%-15%,在第一蒸发
器中提高至50%-60%。
I效、II效蒸发凝结水在凝结水箱排放;
III
效蒸发出的蒸汽由抽真空系统冷凝后由循环水箱排放。
III效蒸发后
的浓缩液送储槽供蒸馏用。
III效蒸发凝结水的回收率达到95%,尾
气进入真空循环水系统处理,当真空系统专用循环水箱中水的COD
大于3万mg/L时,送去萃取回收工段。
三效蒸发蒸汽凝结水全部返
回萃取回收工段而不外排。
在间歇蒸馏单元,利用各组分沸点的不同将水、己酰胺和低聚物
分离,回收己酰胺。
5、己酰胺聚合工艺流程框图
新鲜己内酰胺
己内酰胺
高分子熔体
减压后聚合釜
己内酰胺储罐
加压前聚合釜
切粒装置
湿切片
冷冻水
添加剂
浓缩液回己内酰胺装置
萃取水蒸发浓缩
萃取水
添加剂配置装置
冷氮气
脱盐水
切片产品外销
切片
干切片
切片干燥
切片包装
气流输送
切片萃取装置
己内酰胺聚合工艺流程框图
五、尼龙6成本分析
1、己酰胺聚合(含切片)装置投资
国尼龙6装置规模在2万吨以上产能的都是引进意大利埃尼、依
文达的技术,其中依文达技术能够生产出高速纺级别聚酰胺切片,但
是对己酰胺原料要求较高,大部分都是从国外进口己酰胺,国只有
DSM和东巨能够生产出满足高速纺级别己酰胺。
该技术聚合装置单
线生产能力在3万吨/年聚酰胺切片,一般10万吨/年己酰胺聚合(含
切片)装置都是三条线运行,总投资额大概在
5亿元以上。
规模在
万吨产能左右的装置大部分采用国专利,单线规模为
1万吨/年聚酰
胺切片,单线投资在1000万元左右,但是只能生产普通纺丝级别的
尼龙6。
2、10万吨/年尼龙6装置(三条线、进口装置)原材料消耗
名称
单位
单耗
己酰胺
t
1.03
18000元/吨
醋酸
kg
0.56
3600元/吨
氢气
Nm3
12000元/吨
TiO2
3.05
1800元/吨
3、10万吨/年尼龙6装置(三条线、进口装置)公用工程消耗
电
kWh
421
3.5MPaG蒸汽
3.5MPaG,450℃
3.2MPaG蒸汽
3.2MPaG,237.4℃
1.2MPaG蒸汽
1.2MPaG,187.9℃
0.8MPaG蒸汽
0.8MPaG,170.4℃
0.4MPaG蒸汽
0.99
0.4MPaG,143.6℃
低压氮气
8.8
0.7MPaG
仪表空气
15.36
工厂空气
18.04
生活水
0.16
常温
11
1.16
新鲜水
1.765
13
循环水
88.4
入32℃,出40℃
14
65.20
入7℃,出12℃
15
能耗折算
Kg标油/产品
170
能耗费用
元
897
4、成本测算
10万吨/年尼龙6装置(三条线、进口装置)成本测算
原料成本
元/吨PA6
18000
动力
化剂
成本分析
人工
折旧
357
总成本
19282
5、尼龙6利润测算:
2013年1月份尼龙6市场价格在20000元/吨,根据成本测算数据,1吨尼龙6的利润大概在700~800元左右。
六、尼龙6产品市场分析
1中国尼龙6切片进口变化情况
在2009年以前中国尼龙6切片进口量快速增加,在2009年10月实
施尼龙6切片反倾销措施后,以及国民营企业引进先进的技术和设
备,加大了高端切片生产和开发力度,尼龙6切片进口量逐步减少,
对外依存度在下降。
进口量万吨中国尼龙6切片净进口量变化柱形图
70
净进口量进口依存度
进口依存度%
45%
40%
41%
50
37%
35%
34%
29%
64
30%
58
30
45
48
49
25%
29
20%
15%
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
2011年
2中国尼龙6切片供需情况
2011年中国尼龙6表观消费量为165万吨,因己酰胺原料供应
不足,加上国高品质尼龙6切片短缺(生产高档FDY丝的切片主要
自中国地区进口,高端功能性工程塑料切片来自进口),聚合装置开
工率仅能维持在60-70%。
250万吨
中国尼龙
6切片消费情况
200
177
192
170165
157
150
136
123
112
116
121
93
73
68
63
55
54
产量
进口量
出口量
净进口量
消费量
3尼龙6市场供需分析预测
按6%平均年增长率,预计中国2015年尼龙6切片供应当量为
214万吨
万吨
未来中国尼龙
6切片供需预测
300
268
250
2012年
2013年
2014年
2015年
214
179
35
尼龙6聚合产能
尼龙6切片产量
尼龙6切片净进口量
尼龙6切片供应当量
锦纶6切片大部分被用于制作纤维,在国际市场上用于纤维的切
片比例约为80%,而在国由于工程塑料切片开发实力非常弱,因此这
个比例高达95%以上。
今后几年,我国尼龙行业还将保持较快的速度
增长,其中帘子线的需求将成为拉动纤维用己酰胺的主要动力;
我国
非纤用尼龙6也将以较快的速度增长,其中工程塑料用尼龙6的增长
最为明显。
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