搜索

您當前位置: 首頁 > 新聞中心 > 公司動态

新聞中心
國内外丙烯腈生産現狀與發展趨勢

類别:公司動态   發布時間:2019-07-17 16:51:44   浏覽:215

丙烯腈(AN)是三大合成材料的重要原料之一,在合成樹脂、合成纖維、合成橡膠等高分子材料中占有顯著的地位并有着廣闊的應用前景。目前世界丙烯腈産品用于腈綸生産約占50%。随着西方國家腈綸産量逐年減少,丙烯腈在纖維中的消耗比例正在呈逐年下降趨勢。丙烯腈用于ABS、丁睛橡膠生産約占30%,用于生産己二腈約占10%。丙烯腈還應用于己内酞胺、多元醇聚合物等生産中,消耗量占10%左右。

丙烯的主要來源有兩個,一是由煉油廠裂化裝置的煉廠氣回收;二是在石油烴裂解制乙烯時聯産所得。丙烯大部分一直來自煉油廠,近年來,由于裂解裝置建設較快,丙烯産量相應提高較快。和世界市場一樣近年來我國丙烯的發展速度也逐漸超過了乙烯。2000年我國乙烯需求量478.89萬噸而丙烯的需求量卻達到498.85萬噸首次超過乙烯之後丙烯的需求量一種保持在乙烯之上。與乙烯相似,由于丙烯分子中含有雙鍵和α-活潑氫,所以具有很高的化學反應活性。在工業生産中,利用丙烯的加成反應、氧化反應,羧基化、烷基化及其聚合反應等,可得一系列有價值的衍生物。

丙烯腈在常溫下是無色透明液體,味甜,微臭,沸點77.5℃,凝固點-83.3℃,閃點0℃,自燃點481℃。可溶于有機溶劑如丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇中,與水部分互溶,20℃時在水中的溶解度為7.3%(w),水在丙烯腈中的溶解度為3.1%(w)。其蒸氣與空氣形成爆炸混合物,爆炸極限為3.05~17.5%(v)。丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、異丙醇等會形成二元共沸混合物,和水的共沸點為71℃,共沸物中丙烯腈的含量為88%(w),在有苯乙烯存在下,還能形成丙烯腈-苯乙烯-水三元共沸混合物。丙烯腈劇毒,其毒性大約為氫氰酸毒性的十分之一,能灼傷皮膚,低濃度時刺激粘膜,長時間吸入其蒸氣能引起惡心,嘔吐、頭暈、疲倦等,因此在生産、貯存和運輸中,應采取嚴格的安全防護措施,工作場所内丙烯腈允許濃度為0.002mg/L。

 丙烯腈分子中有雙鍵(國内外丙烯腈生産現狀與發展趨勢(圖1))和氰基(國内外丙烯腈生産現狀與發展趨勢(圖2))兩種不飽和鍵,化學性質很活潑, 能發生聚合、加成、水解、醇解等反應。

    聚合反應發生在丙烯C=C雙鍵上,純丙烯在光的作用下就能自行聚合,所以在成品丙烯中,通常要加入少量阻聚劑,如對苯二酚甲基醚(阻聚劑MEHQ)、對苯二酚、氯化亞銅和胺類化合物等。除自聚外,丙烯還能與苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一種或幾種發生共聚反應,由此可制得各種合成纖維、合成橡膠、塑料、塗料和粘合劑等。

丙烯腈是三大合成的重要單體,目前主要用它生産聚丙烯腈纖維(商品名叫“腈綸”)。其次用于生産ABS樹脂(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的共聚物),和合成橡膠(丙烯腈—丁二烯共聚物)。丙烯腈水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸樹脂的單體。丙烯腈電解加氫,偶聯制得的己二腈,是生産尼龍—66的原料。

  世界丙烯腈産能和市場需求分析

 

2005年世界丙烯腈産能為614萬噸/年,2006年全球丙烯腈産能為617萬噸/年。截至2009年,全球丙烯腈能力為623.7萬噸/年。

市場分析人士表示,2008年全球丙烯腈需求比2007年下降了約15%,這是丙烯腈曆史上需求降幅最大的一年。受全球經濟低迷的影響,丙烯腈下遊主要領域如腈綸纖維和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)市場需求疲軟,從而緻2008年全球丙烯腈需求下挫至約440萬噸/年。2008年全球丙烯腈裝置的平均開工率為75%,到了第四季度開工率甚至下降至55%的低位。2009年第一季度開工率比上年第四季度有較大幅度的上升,但仍遠低于滿負荷生産的水平。

據估算,2008年來自腈綸領域的丙烯腈需求,從2007年的220萬噸下降至176萬噸;來自ABS領域的丙烯腈需求,則從2007年的220萬噸下降至152萬噸。

據從事市場咨詢的英國Tecnon OrbiChem公司分析,丙烯腈生産面臨的最大問題是腈綸纖維的不景氣。2008~2009年,腈綸纖維生産商的開工率低達60%~64%。腈綸是丙烯腈最大的終端用戶,占丙烯腈需求量近50%2008年以來,由于需求減少,腈綸纖維生産商的開工率低達60%,産量大幅下滑。據日本化學纖維協會報道,2008年世界腈綸短纖維比上年減少18%,為202萬噸,已連續4年減少。中國大陸産量減少25%。主要出口地區日本、台灣省則分别大幅度減少39%32%。腈綸需求衰退導緻丙烯腈生産成本不能有效地向下遊轉移,迫使生産廠家低負荷運轉,甚至停産。

丙烯腈第二大終端用戶是ABSABS成為驅動丙烯腈需求的主要動力。前10年來ABS消費占全球丙烯腈生産越來越大的份額。

截至2008~2009年,全球丙烯腈供應相對維持不變,約為620~621萬噸/年。

唯一計劃新增的能力為旭化成公司與泰國PTT化學公司合資在泰國馬塔府建設的20萬噸/年裝置,定于2010年底~2011年初投産。

生産商們仍不看好2010年的世界丙烯腈市場前景。預計20102011年世界丙烯腈需求年增長率約為1.5%。腈綸需求繼續下滑,其消費量比例将從200550%下降至201044%;ABS消費量比例将從32%上升至36%。據預計,2010年世界丙烯腈需求将達約624萬噸。

由于丙烯腈下遊的化纖和紡織行業低迷,全球丙烯腈産能大幅減産,導緻丙烯腈生産過程中的副産品———乙腈價格從2008年初的1.75萬元/噸一路逆市上漲到年底的6萬元/噸,并創下2009112萬元/噸的天價水平。目前乙腈市場供應不足,而能替代乙腈的産品還沒問世,導緻乙腈價格不斷創出新高。當前全球範圍内的乙腈供應短缺引起業界的關注,一些乙腈購買商表示,從目前來看,乙腈市場供應短缺的局面沒有改善,不過從中長期來看,這種供求緊張的局面會有所緩解。

乙腈是一種重要的化學品試劑。全球約70%的乙腈産量用于制藥行業,用來合成維生素A、可的松、碳胺類藥物及其中間體,還用于制造維生素Bl和氨基酸。這種物質被用來将食品和藥品等産品分解成各種組分,以檢測它們的安全性或效力,這個過程被稱為色譜法。乙腈也用作脂肪酸的萃取劑、酒精變性劑、丁二烯萃取劑和丙烯腈合成纖維的溶劑,在織物染色、香料和感光材料領域也有許多用途。過去的一年中,乙腈市場現貨價格出現逆勢大幅飙升,2008年底價格較年初上漲近17倍。

全球金融危機使丙烯腈生産商在全球範圍内大幅削減丙烯腈裝置開工率,一些裝置的開工率甚至降到50%。所有的丙烯腈生産商都是通過丙烯氨氧化來獲得粗乙腈,但不是所有的生産商都能夠對粗乙腈進行分離、提純并出售。丙烯腈産量的大幅削減導緻了乙腈産量大幅減少。市場分析人士指出,由于需求複蘇和庫存降低,亞洲丙烯腈生産商正加緊提高裝置開工率,這将在一定程度上增加副産品乙腈的産量,從而緩解當前乙腈市場供應短缺的局面。

 

 國内外态勢分析

 

2003年世界丙烯腈需求量為520t,按用途來分:丙烯酸類纖維占50%ABS樹脂占24%、己二腈占10%、丙烯酞胺占4%、其他用途占12%。據統計資料顯示,2003年全球丙烯腈産能約為580t,按産地分布,美國為184.5t、墨西哥6.0t、巴西9.0t、德國29.5t、英國29.0t、荷蘭23.5t、西班牙13.0t、俄國43.0t、中國77.5t、印度3.0t、日本82.0t、韓國51.0t、中國台灣省42.0t。由于目前市場供應短缺、丙烯原料及能源價格上漲等原因導緻丙烯腈價格不斷上漲。雖然價格一路上揚,但毛利依然不高,緻使部分生産商已降低産能,使市場供需趨于平衡。

2003年全球丙烯腈産能約580萬噸,預計未來産能還将以2%的年增幅繼續擴大,而且新增産能主要集中在亞洲,如BP和中石化合資的上海嘈徑賽科石化新建26.0t/a丙烯腈裝置将于2005年底投産。另外,去年墨西哥Pemex總計關閉産能12.0t/a,僅保留了Tula6.0t/a裝置;意大利Syndial也關閉了22.0t/a産能;德國vebaOelRWEDEA合資的Schwedt6.0t/a裝置也已停産。

據預計,全球丙烯腈需求增速會略高于産能增速,平均為2.0%2.5%/a,且集中在亞洲,特别是中國。中國未來将擴大ABS樹脂和丙烯酸類纖維生産能力,從而推動丙烯腈消費增長。全球丙烯腈開工率也由兩年前的84%上升至90%

随着丙烯腈下遊産品的迅猛發展,國内丙烯腈市場需求量已到每年140多萬噸。每年有近1/3的丙烯腈需要從國外進口。因此,進一步提高丙烯腈的産能,降低生産成本,減少環境污染,加強節能減排已成為國内丙烯腈各生産廠家的共識。我國丙烯腈生産企業應加強與國内外科技和生産企業的交流與合作,加快合成技術提升的步伐,加大對丙烯腈衍生物的研究與開發力度,調整丙烯腈下遊産品結構,逐步形成有技術、有實力、有特色的丙烯腈生産企業,形成精細化、系列化産品,增加經濟效益,規避市場風險,提高競争實力。目前世界上大多數國家50%以上的丙烯腈用于生産腈綸纖維,我國則占80%以上。近年來世界腈綸市場一直處于萎靡狀态,國内腈綸裝置相繼停産,丙烯腈的出路成為一大問題。在此背景下,開發丙烯酰胺等丙烯腈的下遊産品已成為當前提高石化産業精細化程度的戰略任務。聚丙烯酰胺是丙烯酰胺的聚合物,目前國内的最大消費市場是石油開采,約占消費量的70%左右。水處理是國内聚丙烯酰胺的第二大消費領域,約占消費總量的9%左右,但遠不及發達國家的80%,而高品質丙烯酰胺是生産高質量聚丙烯酰胺的保證。提高我國丙烯酰胺生産水平,可促進産業健康發展。

 

 我國丙烯腈産能、消費和市場分析

 

1産能

 

作為煉化産業鍊的重要環節,丙烯腈主要用于腈綸、工程塑料以及聚丙烯酰胺等方面的生産。目前,我國主要有10家丙烯腈生産廠家,年生産能力達106萬噸。2005年我國主要生産企業丙烯腈産能約為101.3萬噸/年(全國總産能約達110萬噸/年),産量達到93.1萬噸,2006年底我國丙烯腈主要企業總産能達到106.2萬噸/年,全國總産能約達115萬噸/年。至2009年産能基本未變。

我國丙烯腈生産量已由200041.7萬噸、200142萬噸、200251.8萬噸、200360.4萬噸、200471.2萬噸、200593.1萬噸和200694.2萬噸增加到200796.5萬噸和2008100.0萬噸,2009年達102萬噸。

 

2消費和市場

 

我國丙烯腈消費量已由200057萬噸、200168萬噸、200281.2萬噸、200398.5萬噸、2004103萬噸增加到2005124.7萬噸和2006125.7萬噸,并進一步增加到2007128.5萬噸,減少至2008127.9萬噸,2009年增加到147.1萬噸。

我國對丙烯腈的需求持續增長,ABS需求的年增長率超過10%,腈綸需求年增長率為3%2010年我國丙烯腈的主要消費領域仍是腈綸纖維,約占總需求量的55.4%;其次是ABS/SAN樹脂(占24.1%)、丙烯酰胺(占6.1%)和丁腈橡膠。由于丙烯腈副産氫氰酸的環保問題,近年新增産能較少,預計2015年将達到140萬噸/年。

 

 國外丙烯腈生産技術現狀

 

1 丙烯氨氧化工藝(BP/Sohio工藝)

 

目前世界95%以上的丙烯腈生産能力采用丙烯氨氧化法(又稱Sohio工藝),最早是由美國的标準石油公司(現屬BP公司)開創并使之推廣,使AN在全世界迅速得以廣泛使用。該法以化學丙烯、農藥級氨和空氣為原料,以1.0:1.2:10.0摩爾比送人流化床反應器,在400500℃的溫度、0.0340.204MPa的壓力下反應,接觸時間不足105。有時通人富氧空氣,使混合氣體中氧濃度從21%(n/nmol)增至25%26%(n/:),以提高反應器的生産能力。放出的熱量通過盤管換熱器移走,産生大量高壓蒸汽,用于後期産品精制。未反應的氨必須在産品分離前移出,以免産生副産物。中和塔中在80100℃範圍内中和以減輕腐蝕程度,再用水吸收主副産物,焚燒氰化物及未反應烴。最後進行産品精制,副産乙睛與氫氰酸等。

由于BP泛沁hio工藝具有許多優點,使之很快替代了以往的工藝,使AN産量大幅度提高,價格下降,也促進了丙烯腈為原料的睛綸工業的發展。BP/hio的丙烯氨氧化工藝目前主要的技術改進集中在催化劑、流化床反應器及節能降耗等方面。

 

2丙烷法工藝

 

世界AN生産能力,丙烯氨氧化工藝占絕對優勢。但丙烷與丙烯之間存在着巨大的價格差,而且丙烷資源豐富,從而使以BP歡玉)hio、三菱化成公司(MCC)為代表的一些公司紛紛研究用丙烷作原料生産丙烯睛的工藝〔4〕。20世紀90年代初,BP公司開發出了丙烷氨氧化一步法新工藝,它是在特定的催化劑下,以純氧為氧化劑,同時進行丙烷氧化脫氫和丙烯氨反應。該工藝采用了一種新開發的催化劑閣,它對丙烯腈的選擇性相當高,而對副産物丙烯酸的選擇性較低,它既适用于以氧氣為氧化劑的低丙烷轉化工藝,又适合以空氣為氧化劑的工藝。該工藝比傳統丙烯法生産成本降低20%,而且丙烯酸之類的副産物少,産出更多的高價值産品乙腈和氫氰酸。與此同時,日本三菱化學(MCC)BritishOxygen(BX)也開發成功了獨特的循環工藝,它主要是丙烷氧化脫氫後生成丙烯,然後再以常規氨氧化法生産丙烯腈。其特點是采用選擇性烴吸附分離體系的循環工藝,可将循環物流中的惰性氣體和碳氧化物選擇性地除去,原料丙烷和丙烯可全部被回收。循環的優勢在于可以在低反應單程轉化率的情況下提高産物選擇性和總體收率,而且大幅減少了002的生成量,使生産成本降低約10%,原材料費用降低約20%,從而解決了低轉化率帶來的原料浪費問題,為丙烷制丙烯腈工藝的工業化打下了基礎。

MCC的另一篇專利中還公開了該公司開發的低丙烷轉化循環工藝,它是一種高選擇性低丙烷轉化率的工藝,更适合于帶回收系統的裝置,而且還使用了該公司開發的新催化劑(通式為Mo;.OVaTebNbcO),其選擇性高于BP工藝,可聯産丙烯腈和丙烯酸。最近,日本旭化成公司開發的丙烷制丙烯睛工藝,将丙烷、氨和氧氣在裝填專用催化劑的管式反應器中反應,其催化劑在二氧化矽上負載20%60%MOVNbSn金屬,反應中采用NDA惰性氣體進行稀釋,反應條件為4巧℃和0.1MPa。當丙烷轉化率為90%時,丙烯腈選擇性為70%,丙烯睛總收率約為60%。由于丙烷價格的優勢,預計本世紀初将建以丙烷為原料的生産裝置,丙烷氨氧化工藝也将随裝置增多和改進而得到完善。

丙烷法工藝分為2種,其一是丙烷在穩定催化劑作用下,同時進行丙烷的氧化脫氫和丙烯氨氧化反應,這種丙烷直接氨氧化合成丙烯睛的工藝被稱之為丙烷一段直接氨氧化工藝;其二是丙烷經氧化脫氫後生成丙烯,爾後以常規的丙烯氨氧化工藝生産丙烯腈,稱之為丙烷兩段氨氧化工藝。

 

3國外催化劑技術

 

催化劑是丙烯腈工藝中的關鍵。各公司都在着重于催化劑的開發,以提高催化劑的性能與活性,以使最終提高AN的收率。經過近40年的發展,丙烯腈的生産工藝日趨成熟。多年來,在整體工藝上沒有重大改變,而以新型催化劑的開發為中心,開展節能、降耗的工藝技術改造,從而提高産品收率。

 

五丙烯腈工業未來發展趨勢

 

由于丙烯腈生産的大型化和集團化,生産成本明顯下降。國際丙烯腈市場競争還在加劇,要求各生産工廠盡量采用新技術以降低原料消耗、能量消耗和生産成本。另外,各國對環境保護的意識日益增強,對化學工業特别是石化工業的污染限制明顯加強,而丙烯腈生産又是污染嚴重的石化工業,各廠為解決污染投入大量資金,增加了丙烯腈的成本。針對以上情況,進一步開展丙烯腈催化劑和生産工藝的開發研究中,應重視催化劑、工藝等方面的研究。

催化劑主要發展方向是:①高丙烯負荷的丙烯腈催化劑;②耐高壓反應催化劑;③低氧比催化劑;④高氨轉化率催化劑。新工藝的發展方向則是開發無硫錢工藝。

1996年開始,國外開始出現不産生硫錢的專利。據估計,所謂21世紀的丙烯腈工藝就是這種無硫錢的丙烯腈清潔工藝,該工藝具有巨大經濟價值,一旦此新工藝推向工業化生産,則原有的丙烯腈工藝是無法與之競争的。上海石油化工研究院對無硫錢工藝十分重視,并積極安排力量進行研究。到目前為止,該院已申請了5項專利并計劃在今年取得初步結果。

此外,在丙烯腈生産技術開發中還應重視節能技術和環保技術的發展。

從長遠來看,發展中的亞洲國家具有丙烯腈耗量增長的最佳條件。中國大陸、台灣和印度至少在5年内一直存在丙烯睛短缺的問題,将繼續依靠進口來滿足需要,進口的丙烯睛主要用于腈綸的生産,美國的丙烯腈出口受益于這種情況。此外,ABS/SAN樹脂産品将繼續推向亞洲,丙烯JJff的需求量将以穩定的速率增長。

目前有一種看法認為丙烯睛技術的開發已接近完善的水平,國際上參與開發研究的公司也由過去遍及多國數十家公司減少到目前僅有日、美和中國的34家公司,從技術發展來說似乎已接近“夕陽”。但從以上分析可知,要進行的工作很多,隻是難度更大而已。