全球聚酰胺(PA)工程树脂中以PA6和PA66为主,占比约90%,PA6和PA66的比例约为60∶40。以PA66为代表的聚酰胺产品被广泛应用于轮胎、汽车、电子、电器产业。在中国,近几年PA6发展迅速,占比约75%;PA66的占比约为20%,其余为小品种。中国已成为世界PA行业的重要市场。
PA6:四步实现跨越式发展
PA6是五大工程树脂中产量大、品种多的产品,是汽车、轨道交通、机械、电子电器、服装、包装等工业不可缺少的材料。建国以来,特别是改革开放40年以来,我国PA6产业从无到有,从小到大,由上世纪60年代不到1000吨发展到2018年400万吨规模,占全球总产量的64%,成为全球第一大PA6产销国。我国PA6产业实现的跨越式发展,得益于己内酰胺合成技术的进步;也得益于PA6连续聚合工程技术的发展,特别是万吨级聚合装备国产化,其投资成本仅为进口装备的30%;还得益于化纤、汽车、轨道交通、包装等行业发展需求对PA6树脂产业的拉动作用。
囯内PA6工业发展大致经历了四个阶段。1958—1980年为起步阶段;1981—1999年为发展阶段;2000—2009年为成规模快速发展阶段;2010年至今为高速发展阶段。
1958年,锦西化工厂建成一套1000吨己内酰胺装置,这是我国第一套PA6单体工业化生产装置。随后,南京化学工业公司建设了千吨级己内酰胺装置;60年代,锦西化工厂设计建成千吨级PA6连续聚合及纤维装置,命名为锦纶6。
20世纪70年代,在岳阳石油化工总厂建设3000吨己内酰胺与PA6树脂合成装置;80年代,岳阳石化扩建成5000吨,成为国内最大的己内酰胺与PA6树脂生产企业。同时,锦西、浙江巨化建成4000吨己内酰胺生产线。
20世纪90年代,我国建设形成万吨级己内酰胺和PA6连续生产装置,实现引进消化吸收与自主开发并举,推动PA6合成技术的发展,产业链规模化生产,PA6聚合单体己内酰胺产能达15万吨,PA6总产能约10万吨。
随着国家重点工作的转移和国家经济建设的飞速发展,国内对己内酰胺的需求迅猛增长,为扭转己内酰胺长期大比例依赖进口的局面,经国家批准,1990年中石化巴陵石化公司(原岳阳石化总厂)与南京东方帝斯曼化工公司开始引进荷兰DSM己内酰胺技术,建成两套以苯为原料的5万吨己内酰胺生产装置,并于1993—1994年间先后建成投产。此后,中石化石家庄炼化分公司也引进意大利SNIA公司技术,以甲苯为原料建成5万吨己内酰胺生产装置,并于1999年建成投产。
巴陵石化由此实现了1.5万吨单线生产能力、总产量达到3万吨的PA6。巴陵石化公司、长沙锦纶厂、湖南常德锦纶厂、湖北咸宁化纤厂还先后从德国吉玛、瑞士伊文达引进多套5000吨PA6连续聚合技术及设备。广东新会锦纶厂与荷兰DSM合资,引进DSM公司技术与设备,建成了5万吨高速纺PA6切片生产线。
至20世纪八九十年代,由巴陵石化公司聚酰胺技术中心与东华大学(原中国纺织大学)合作研究PA6连续聚合,最终完成PA6聚合管放大基础设计,此项成果为2万吨级PA6连续聚合装置的设计开发奠定了可靠的理论基础。
2000—2010年,是己内酰胺合成与PA6连续聚合技术快速发展期,实现了5万吨到10万吨产能的跨越,形成了具有自主知识产权的10万吨己内酰胺生产工艺包,至此己内酰胺合成国产化技术基本形成,并带动国内PA6树脂连续聚合技术快速发展。
2010—2019年,是我国PA6产业高速发展期。这期间,我国的己内酰胺和PA6树脂产能突飞猛进,2018年己内酰胺总产能达390万吨,PA6树脂产能约为2010年的8倍,占全球总产能的64%,成为全球PA6树脂第一产销大国。
我国PA6产业高速发展主要呈现出四大特征:
①PA6合成单体己内酰胺合成国产化技术飞速发展。己内酰胺合成工艺技术完全国产化并不断优化,装置产能由10万吨级上升到20万吨,完全突破了己内酰胺长期依赖进口的落后局面。
②PA6连续聚合国产化技术迅速发展与推广应用。自2002年巴陵石化第一套2万吨连续聚合装置成功投产后,10年间建成数十套2万~3万吨级装置,2015—2018年,福建锦江科技和岳阳化工化纤公司分别建成5万吨聚合装置,标志着我国PA6连续聚合迈进了大规模化生产行列。
③PA6聚合单体己内酰胺规模化、上下游集约化发展。2010—2019年,国内福建、山西、山东、江苏、浙江等地建成数十套20万吨、40万吨己内酰胺合成装置,实现单体、树脂产业链经营;部分企业建设己内酰胺合成、PA6树脂与纺丝全产业链,实现集约化发展。
④PA6树脂品种系列化发展,满足化纤、薄膜包装、工程塑料不同领域应用的需要。本世纪以来,我国PA6树脂由单一的纺丝树脂向多品种化发展。品种牌号从单一纺丝级发展到高速纺级、薄膜级、工程塑料级三大类几十个品种。
PA66:发展瓶颈有待突破
我国的PA66工业起步于20 世纪50 年代,当时全国有三四十个单位进行PA66的小型试验和中型试验研究,最后实现工业化的只有上海天原化工厂,于1964年建设了我国第一个PA66盐(以苯酚为原料)装置,年产能力600吨,由于生产工艺不成熟和生产规模太小,很快停产。1975年,辽阳石油化纤公司引进法国Rhone-Poulenc公司的生产技术,建设了1套4.5万吨的PA66盐装置,于1982年建成投产,以后又扩建了5万吨PA66盐,总产能达l0万吨,成为当时国内最大的PA66盐生产厂,后因发展战略调整,关闭了PA66业务,专门生产己二酸产品。
1988年,原国家纺织部组织引进日本成套设备与技术在平顶山建设生产装置,1989年12月,平顶山市PA66盐项目筹备立项,并被国家计委列入“八五”计划。1994年12月28日,平顶山PA66盐厂引进日本旭化成公司技术的6.5万吨尼龙66盐项目及1.7万吨PA66切片正式动工建设。1996年11月,原平顶山尼龙66盐厂改制更名为中国神马集团尼龙66盐有限责任公司,并入神马集团。
1998年,国家公布的产业政策将PA66及其制品、工程塑料及塑料合金列入重点发展目录,PA66的市场呈现出快速发展的良好势头。1998年,神马集团PA66盐整个工程实现全流程一次投料试车成功。2005年,神马新增10万吨PA66盐项目建成投产,PA66盐的生产能力达到年产20万吨,生产规模跃居亚洲第一位。
如今,中国平煤神马集团已拥有年产30万吨PA66盐、13万吨尼龙工业丝及帘子布、15万吨工程塑料和1.1万吨安全气囊丝产能,成为亚洲最大、世界第四的尼龙化工产业基地。
2004—2015年,国内有江苏华洋尼龙有限公司、辽阳兴家化工新材料有限公司、鞍山国锐化工、浙江华峰集团分别成立。其中华峰集团建成了国内单线产量最大的连续聚合装置并成功投产,目前拥有8万吨产能。
2014年3月26日,英威达公司年产21.5万吨己二胺和15万吨PA66聚合物新生产基地在上海化学工业园区奠基,并于2016年10月26日投产。2019年2月20日,英威达和上海化学工业区签署合作备忘录,启动40万吨己二腈生产基地的设计规划。
截至2017年,我国PA66总产能已达40万吨左右,约占全球产能的10%,生产企业主要分布在河南、浙江、上海等地。
己二胺是PA66合成的核心原料,主要由己二腈加氢制得。作为PA66最重要的原料,己二腈的先进生产技术目前被英威达、奥升德等公司所控制,产业安全受制于人是当前国产PA66企业面临的现实问题。
2019年8月19日,中国化学天辰齐翔100万吨尼龙新材料产业基地奠基。该产业基地规模为年产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,是国内采用中国化学工程自有技术的己二腈系列产品项目。
2019年12月28日三门峡陕州区内的河南峡光高分子材料有限公司与瑞典国际化工技术公司年产5万吨己二腈工艺许可与工程协议签约仪式在郑州举行。
只有突破己二腈原料技术难题,摆脱对国外原料和技术的依赖,中国的PA66产业才能快速健康地发展。