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己二胺的现状与发展

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  己二胺是一种重要化工原料,常温常态下为无色透明的结晶体,是一种强碱性有机物,同时也是一种对人体有生理效用的毒性物质。己二胺的主要用途是用来和己二酸中和反应生产尼龙66产品,和葵二酸反应生产尼龙610产品,然后制成各种尼龙树脂、尼龙纤维和工程塑料产品,是合成材料中难得的中间体。
  
  一、国内外己二胺的生产现状
  
  国际上,己二胺的生产主要由一些大型跨国公司垄断,生产附表1:世界己二胺主要生产商非常集中。如美国的杜邦公司、首诺公司、英威达公司,法国的罗地亚公司,德国的巴斯夫公司等跨国公司,都是己二胺的主要生产商。2005年,全球生产己二胺约157.1万吨,其中,跨国公司生产量142.8万吨,占90%,只有10%是其他生产商生产的。仅杜邦和英威达两家的产量就占世界总产量的40%。预计到2010年,全世界己二胺总产量将达到221.6万吨,五年增长64.5万吨,增长幅度41%,年均增长8.2%。
  国内己二胺生产厂家主要集中在中国神马集团和辽阳石化总公司。其中,中国神马集团己二胺生产能力己达年产10万吨,2006年实际产量7万吨,目前正在扩建为年产15万吨的生产能力。辽阳石化总公司生产能力为年产2.2万吨,但因工艺技术己落后,且生产成本较高,2002年以后很少再生产。其他生产己二胺的厂家还有辽阳天成化工公司、宁波敏特公司等。目前,国内己二胺生产能力只有126000吨,占世界总产量比例仅有8%,这与我国的经济地位很不相称。正因为国内己二胺生产量小,再加上大部分是自产自用,市场投放量很小,远远不能满足国内的市场需要,迫使下游生产企业不得不寻求从国外进口。近几年己二胺进口量大体在1000吨左右。2005年从国外进口己二胺978吨,2006年进口929吨。预计到2010年,我国己二胺的进口量将上升到2万吨左右。
  
  二、己二胺的市场现状
  
  己二胺产品主要是合成材料的中间体,所以,其生产企业生产的己二胺大部分是自用,推向市场的贸易量不大。从世界范围内看,整个贸易量仅占其生产量的20%左右,全年贸易量大约在30余万吨。从国内看,己二胺当前需求量还比较小,并且主要集中用来生产尼龙66、尼龙610和化工助剂。整个国内2006年需求量大约在6550吨左右,仅占国内生产量的5.2%左右,其余均为自产自用。
  
  三、己二胺的牛产工艺技术
  
  己二胺的化学反应式:
  NC(CH2)4CN+4H2――H2N(CH2)6NH2
  从这一反应式看出,生产己二胺是由己二腈反应所得,要生产己二胺首先要得到己二腈,这样,己二胺的生产工艺技术可以分为两段来说。
  第一段,生产己二腈的工艺,也就是源头上生产己二胺的工艺技术。生产己二腈的工艺主要有己二酸法、丙烯腈法、丁二烯法。
  己二酸法是最早用于生产己二腈的工艺路线。该工艺路线首先由美国的杜邦公司开发并投入生产。以后美国的孟山都公司、法国的罗纳公司、意大利的拉迪西公司、英国的帝国化学公司以及德国巴斯夫公司等也相继开发成功并使用。随着科技的不断进步,这一工艺在使用50多年后于上世纪八十年代被逐步淘汰,并被丙烯腈法、丁二烯法所取代。
  丙烯腈法生产工艺首先由美国的孟山都公司在上世纪六十年代开发成功并使用。该工艺路线以丙烯腈为原料,采用溶液型电解加氢二聚生产己二腈。这一工艺生产的己二腈大约占世界总产量的30%左右。
  丁二烯法生产己二腈是当今世界上最先进的生产工艺。该工艺路线以丁二烯为原料经氢氰化法生产己二腈,成本较低,效益较好,较之丙烯腈法不但能耗降低,而且二氧化碳排放量减少60%以上,是被世界尼龙行业广泛认可的先进工艺。但是,由于该工艺复杂,用该工艺建设生产装置一次性投资较大,在一定程度上制约了该工艺的推广。尽管如此,该工艺路线生产的己二腈仍占大多数,约占世界总产量的65%以上,是当今世界的主导工艺路线。
  第二段是由己二腈生产己二胺的工艺。该段生产己二胺的技术主要有高压法和低压法两种。两种工艺的共同点都是采用加氢反应法,但不同的是采用的催化剂、反应压力和反应温度不一样。高压法采用价格低廉的铁系催化剂,反应压力约35.2Mpa,反应温度130-180度。而低压法则采用较为昂贵的雷尼镍为催化剂,反应压力仅3-5Mpa,反应温度100度。目前,世界上生产己二胺的主导工艺路线是低压法生产工艺。
  另外,国内一些小型己二胺生产厂家为了降低生产成本和一次性投资,以谋求与大型己二胺生产厂家的竞争优势,研究开发了逆向分解工艺。该工艺根据尼龙66的合成原理,采用逆向分解,从尼龙66中逆向分解己二胺和己二酸。该工艺以生产尼龙66的废丝废料以及下脚料为原料,将尼龙66中所含的己二胺和己二酸从中分解出来,作为两个独立的产品出售。该工艺由于原料来源不稳定,再加上原料中含有较多的其它有机物,分解出的己二胺和己二酸纯度较差,质量不高,不能满足后续高端产品的需要,只能用于生产助剂等产品。所以,用此工艺生产的己二胺售价不高,产量不大,该工艺也就很难成为己二胺生产的主导工艺。
  
  四、己二胺的发展动向
  
  1 应用领域不断扩大。随着科学技术的进步和化工新材料的不断开发,己二胺的用途不断增加。己二胺除用于传统的尼龙66和尼龙610生产领域外,还可用于生产透明尼龙树脂、合成聚亚胺羧酸酯泡沫塑料、亚己基异氢酸酯泡洙、涂料、粘合剂、橡胶助剂、纺织和造纸工业的稳定剂、漂白剂等,也可用于天然纤维的改性、电子显像、混凝土复合添加剂等等,用途越来越广泛。尤其是用于生产高性能聚氨酯的用量大幅增加,将带来己二胺的突破性发展。
  2 市场需求正进入飚升时代。伴随着应用领域的扩展和下游生产装置规模的增加,己二胺的市场需求量越来越大,已进入发展高速通道。
  近几年,己二胺被开发应用于六亚甲基-1,6-二异氰酸酯(HDI),成为生产该产品的主要原料。国内甘肃银光公司经过10年的研究,己能生产出高纯度的HDI。该公司己建有60吨的中试装置,计划今年建设年产1000吨的生产线。如生产顺利,该公司将在2-3年内建成2-3万吨的HDI生产规模,需用己二胺约2万余吨。另外,跨国公司拜耳公司己在上海建设年产5万吨的HDI的生产装置,第一期规模为3万吨,预计耗用己二胺2万余吨,全部建成后预 计耗用己二胺约4万吨。这样,仅HDI这一个产品消耗的己二胺用量就会使己二胺的市场需求量增长数倍。
  在传统领域,杜邦兴达(无锡)单丝公司己将尼龙610的生产能力进行扩大,使每年己二胺的市场需求量增加到4000吨以上。杨州、淮安地区也正在扩大尼龙610的生产能力,计划将生产能力提高到3OOO吨以上,该地区的己二胺用量也将达到1000吨以上。预计到2010年国内己二胺的市场需求量将增长10几倍。国内的市场需求总量将达到227500吨,其中,自产自用量152000吨,商品量将达到75500吨。市场总量增长10倍,年均增长2倍。国内己二胺市场需求正迎来一个飚升时代。
  3 产量增长规模将超过市场需求。中国神马集团公司是国内最大的己二胺生产商,该公司正在把己二胺生产能力由年产10万吨扩大为15万吨。除辽阳石化总公司外,其他小的生产企业也有扩大生产的打算。另外,跨国公司看准了中国的巨大市场潜力,也抢滩中国。法国的罗地亚公司已宣布在中国建设一套年产6万吨的己二胺生产装置,计划2009年投产。五月份,美国英威达公司与上海化学工业区发展有限公司签订了在该区投资建设30万吨己二腈和20万吨己二胺项目,以满足亚洲地区对尼龙66中间体和聚合物的市场需求。目前,这一项目的有关设计工作已展开,预计到2010年初投入规模化生产。这样,到2010年,仅神马集团、罗地亚公司、英威达公司三家就将每年增加31万吨的己二胺生产能力,使国内己二胺市场需求总量达到435500吨的规模,增长247%,年均增长49.4%。届时,如果罗地亚公司、英威达公司不出口国外,全部砸向国内己二胺市场的话,国内己二胺产量将出现过剩局面,国内己二胺生产厂家将很难与其进行竞争,对国内生产企业造成很大威胁。
  4 国内企业技术瓶颈越来越突出。由于己二胺生产工艺复杂,又属于有毒有害产品,其生产技术全部掌握在国际跨国公司手中。他们为了保持核心技术的优势,不论是丙烯腈法生产工艺,还是丁二烯法生产工艺,都进行了严密封锁。因此,国内至今没有一家企业能够生产己二腈,只有购买进口己二腈生产己二胺的企业。己二腈作为生产己二胺的原料长期依赖进口,始终受到国外跨国公司的控制。随着己二胺市场需求量迅猛增长,没有自主开发的己二胺生产技术这一矛盾将越来越突出。跨国公司正是看到这一矛盾,也跃跃欲试在中国建厂生产。杜邦和巴斯夫公司曾联手提出在海南建设一套年产30万吨的己二腈生产装置。近期,罗地亚公司聚酰胺总裁laurent schmitt也透露,他们正在研究在亚洲建设一个己二腈工厂的可行性。英威达公司则直接在中国投资建设30万吨己二腈和20万吨 己二胺生产项目。显然,在中国没有掌握己二腈的生产技术前,国内的己二胺市场有可能被国外跨国公司控制。
  5 己二胺市场价格不断升高。2004年以前,己二胺市场价格长期在18000元左右一吨,从2005年开始,国内的己二胺价格逐渐走高,最高价格曾达到每吨25000元以上,目前价格仍保持在25000元/吨。两年多上涨了7000元,上涨幅度39%。
  己二胺价格升高主要由以下几个因素引起:一是国际石油价格大幅飚升,造成己二胺原料价格上涨,进而导致己二胺生产成本加大。国际石油价格从每桶20几美元一路上升到目前的60多美元,最高曾达到80美元,因此推动原料己二腈价格上涨。仅2006年与2007年相比,己二腈价格每吨就上涨300美元,二是原料己二腈受到跨国公司的垄断,价格钢性上涨,国内生产己二胺的企业缺少讨价还价的能力,导致己二胺生产成本加大,被迫提升己二胺价格;三是下游需求量增大拉动了己二胺价格上涨。在新扩建的大型己二胺生产装置投产前,预计涨价的趋势仍将延续。
  
  五、国内己二胺企业需要采取的对策
  
  根据国内己二胺应用领域扩大,市场需求增长,价格逐步走高,生产量同步上升,发展前景看好的趋势,针对国内己二胺原料生产缺乏而又不掌握生产技术的实际情况,笔者认为,国内己二胺生产企业应采取如下一些对策:
  1 尽快研究开发己二胺生产工艺技术,形成己二胺生产的自有技术,打破跨国公司的技术垄断。生产己二胺必须有原料己二腈,而目前国内没有一家能够生产己二腈的企业,所有生产己二胺的原料全部依赖进口解决,这就必然受到跨国公司出口量的制约和价格的垄断,增加国内己二胺生产的成本,从而使国产己二胺降低了市场竞争力。因此,国内化工行业的科研院所和生产企业要齐心协力攻克己二胺的生产技术难关,掌握己二胺的生产主动权,才能摆脱受制干人的局面。我国目前不缺生产己二腈的原料――丁二烯和丙烯腈,就缺生产己二腈的技术。只有攻克己二腈的生产技术,国内己二胺生产企业才能真正与国外公司竞争。
  2 多渠道开辟己二胺原料的进口途径。国内企业在没有掌握己二腈生产技术的情况下,尽量选择从多家己二腈生产公司进口,一方面开辟原料供应途径,另一方面防止遭遇价格欺诈。
  3 争取与国外公司合资合作建设原料生产基地。外商既然看好国内己二胺的市场,愿意在中国建设生产企业,那么,国内化工企业就应该主动争取与其合资合作,共同发展,在合作中逐步掌握己二腈、己二胺的生产技术。
  4 加快己二胺应用的开发,把市场做大。对于己二胺用量最大的传统的尼龙树脂行业要大力发展。近几年,尼龙树脂产不足需,每年从国外大量进口。据海关统计,聚酰胺树脂2002年进口12万吨,到2006年进口增长到50万吨(含尼龙6、尼龙66、尼龙610多种树脂),仅四年时间就增长了4倍。如果不从国外进口,而用己二胺、己二酸生产,己二胺的市场需求量就会大幅增加,己二胺的市场空间就会打开。另外,在新开辟的HDI应用上,市场也很有潜力。只有己二胺的应用领域不断扩大,己二胺的销售市场也就不断扩大,其市场前景也会越来越好。
  
  (作者单位:河南神马尼龙化工公司)
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