己二腈的生产现状及市场分析

2010-06-09

    己二腈是一种无色透明的油状液体,有轻微苦味,易燃,有毒性和腐蚀性,通过口腔吸入或皮肤吸收均能引起中毒,溶于甲醇、乙醇、氯仿,难溶于水、环己烷、乙醚、二硫化碳和四氯化碳。己二腈的主要用途是生产己二胺(尼龙66的原料);此外,在电子、轻工以及其它有机合成领域也有着广阔的应用。

    1 己二腈生产技术发展趋势

    己二腈是生产尼龙66不可缺少的主要的原料之一。目前,只有少数几个发达国家的著名大公司才能生产,包括美国杜邦公司、法国罗纳普郎克公司、美国孟山都公司、德国巴斯夫公司、意大利拉蒂西集团化工厂和日本旭化成公司,其生产技术尚处在高度垄断状态。我国目前还没有己二腈工业化生产装置,己二腈的需求一直大部依赖进口,随着我国尼龙66产业的快速发展,中间体己二胺对原料己二腈的需求量增大,预计2010年将达到20t/a

    目前,全球几家著名大公司生产己二腈的工艺路线主要有丙烯腈(AN)电解二聚法、己二酸(ADA)催化氨化法和丁二烯(BD)法三种,另外还有日本东丽公司的内酰胺降解再水解工艺。

    1.1 丙烯腈电解二聚法

    丙烯腈电解二聚法生产己二腈的主反应方程式为:

    2CH2=CHCN+H2NC(CH2)4CN

    该生产工艺于20世纪60年代由美国孟山都公司率先开发成功,逐步从隔膜式电解法发展到无隔膜式电解法。隔膜式电解法分为溶液法和乳液法,孟山都公司最早开发时采用溶液法,主要特点是:10%-40%的丙烯腈溶解在含有季铵盐等物质的阴极液里进行电解偶联反应制得己二腈。后日本旭化成公司在孟山都公司的基础上发展起来乳液法,丙烯腈借助乳化剂聚烯乙醇、电解质等物质,在阴极液里呈乳化状态,进行二聚反应。无隔膜式电解法以VCB(比利时联合化学公司)为代表,是一种直接电合成工艺,其电解液为乳液;因考虑到丙烯腈不参与阳极反应,取消了隔膜。BASF公司也采用一种特殊的毛细间隙电解槽,建立了无隔膜电解装置,电解槽由多片石墨板重叠构成。丙烯腈加氢二聚法的原料丙烯价廉易得,反应选择性高,污染最小,若进一步降低工艺费用和工厂投资,可提高该法的经济竞争能力;但该工艺路线由于使用了高毒性、强腐蚀性的原料丙烯腈,不是一条理想的工艺路线。

    1.2 己二酸催化氨化法

    己二酸催化氨化法的主反应方程式为:

    HOOC(CH2)4COOH+2NH3NC(CH2)4CN+4H2O

    此生产工艺路线于20世纪60年代末由法国罗纳普郎克公司开发成功,此法分为气相法和液相法。气相法采用磷酸硼催化剂,反应温度300-350℃,由于己二酸氧化时会分解,因此选择性只有80%。采用瞬时气化和流化床反应器,选择性可提高到90%。液相法是将200-300℃的熔融己二酸,在催化剂(如磷酸)存在下进行氨化。反应产物经过脱水、脱重组分、化学处理和真空蒸馏等步骤,便可获得纯己二腈。该工艺路线由于使用了生产尼龙66盐的另一主要原料己二酸,工艺路线长,成本高,也不是理想的工艺路线,但与丙烯腈法相比,仍不失为一种重要的生产工艺。

    1.3 丁二烯法

    丁二烯法的主反应方程式为:

    CH2=CHCH=CH2+2HCNNC(CH2)4CN

    丁二烯法(BD)分为丁二烯氯化氰化法和丁二烯直接氰化法。丁二烯氯化氰化法是由美国杜邦公司在20世纪60年代初首先开发成功的,该工艺过程复杂,腐蚀严重,投资大,现已淘汰。70年代初,杜邦公司开发了不用氯气的丁二烯直接氰化法,将1,3-丁二烯与氢氰酸在催化剂存在下,于100℃下进行液相反应,生成戊烯腈的异构体混合物;经分离并将异构体异构为直链戊烯腈后,再与氢氰酸加成为己二腈,比氯化法降低原料成本15%,节能45%。该方法在美国本土建有两套生产装置,又于1974年在法国的夏郎欠(Chalampa)地区与罗纳普郎克公司合资兴建了布特欣密化工厂(Butachemic Co.Ltd),这是目前全球运转状况最好的一套生产装置。该工艺路线原料价廉易得,路线短,无污染,能耗低,成本低,是目前最先进、最理想、最重要的生产工艺路线。

    1.4 己内酰胺降解水解法

    日本东丽公司利用废旧己内酰胺为原料,开发了己内酰胺降解然后再水解生产己二腈的工艺路线,其规模小,产品仅供本公司的下游产品使用。它着眼于废旧原料再生利用,是一种很好的发展思路,生产成本也得到了降低,关键是原料的缺乏不能大规模生产。

    1.5 生产成本估算

    为便于比较工艺路线的优劣性,现就丁二烯法和丙烯腈法两种典型工艺路线的生产成本进行估算。以丙烯腈为原料生产己二腈的总销售成本为1178美元/t,而丁二烯为原料生产己二腈的总销售成本为901.2美元/t。由此可以看出,丙烯腈法生产己二腈的总销售成本比丁二烯法高23.5美元,丁二烯法的生产技术和己二腈产品具有较强的市场竞争优势。

    2 已二腈生产现状及其进展

    目前,全球己二腈的总生产能力约为165.0t/a。根据Tecnon OrbiChem公司预测,目前全球对己二腈的总需求量约为130t/a,近几年由于尼龙纤维市场日益成熟以及受到来自低生产成本聚酯纤维的竞争,使得需求量增长缓慢。虽然尼龙66作为纤维和工程聚合物具有比尼龙6更优越的性能,呈现出良好的发展前景,该公司预测,世界己二腈需求量的年均增长率约为2.0%-2.5%,其中美国和欧洲需求增长的驱动力主要来自树脂需求的增长。目前己二腈在纤维方面的需求量只有2.0t/a,预计在未来10年内己二腈在树脂方面的需求量将由目前的8.0-9.0t/a增加到16.0-18.0t/a

    目前全球已二腈生产能力较大的生产厂商有:杜邦公司545kt/a,巴斯夫公司125kt/a,孟山都公司180kt/a,罗纳普郎克公司190kt/a,旭化成40kt/a,总生产能力1.10Mt/a以上。但只有杜邦、巴斯夫和罗纳普郎克等少数几家公司的产品有外销合同,其余公司均配有相应后续加工装置,产品完全由内部消化,大部分用来生产尼龙66的单体己二胺。

    目前,全球己二腈的生产厂商共有9家公司13套生产装置,其中丁二烯法生产装置的生产能力为60t/a,占全球年生产能力的54%。产品占据了主导市场。己二酸法生产的产品居第二位,丙烯腈法居第三位且已趋淘汰。表1列出了全球己二腈的主要生产能力。

1

    上述生产厂商中仅杜邦、巴斯夫和罗纳普郎克三家公司具有多余的己二腈产品的外售能力,其余公司均为配套的自产自用装置。各家厂商不同工艺路线生意的己二腈产品质量各有差异,杂质及其含量也不尽相同。丁二烯法生产的己二腈中的杂质含量明显低于己二酸法和丙烯腈法,这就从质量上决定了它的竞争优势。针对我国目前己二腈产品严重短缺的局面,杜邦公司与巴斯夫公司积极合作,以图在中国海南地区建设一套300kt/a生产装置,这一项目如能落实,将有助于缓解目前国内市场上己二腈严重供不应求的局面,对其后续产品的开发与应用也将起到积极的促进作用。

    3 己二腈需求量分析及预测

    己二腈是生产尼龙66的重要中间体,也有少量用于制橡胶促进剂、金属防锈剂、聚酰胺着色剂。,世界己二腈几乎全部用于生产己二胺。在己二胺的下游市场领域中,尼龙66纤维和尼龙66树脂占据主导地位,特别是尼龙66树脂工程性能优良,近几年市场增长很快,增长速度远高于纤维市场,成为己二胺需求增长的主要驱动因素。预计这种发展趋势今后几年将继续持续下去。预计今后几年,世界己二腈的消费将以年均3.5%的速度增长。

    目前,我国尼龙66盐的生产能力为11t/a,年需己二腈约5t。同时每年约进口尼龙661t左右,进口尼龙树脂约18t(暂按其中30%为尼龙66计),折合进口己二腈约3t。今后,我国尼龙在纤维和工程塑料方面需求仍将保持较快的增长速度。因此,己二腈作为尼龙原料,将会有更多的需求。我国是一个人口大国,随着大众生活水平的不断提高,合成纤维的需求量将不断增加。2000年,我国锦纶纤维的生产能力为46t/a,产量为40t10年中,年均增长率为5%左右,2010年年产量将达到70t,如果其中尼龙66纤维占30%,则每年需尼龙6626t。目前我国尼龙工程塑料年消费量在15t以上,预计今后将以8%的速度增长,2010年将达到35t/a,其中尼龙66约为40%,每年需尼龙6614t。因此,2010年我国尼龙66盐年需求量将达到40t/a,己二腈需求量约19t

最新评论

暂无评论。

登录后可以发表评论


意见反馈
返回顶部
调查问卷