我國聚酰胺產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀及展望

沈勁鋒

(江蘇華峰化學(xué)有限公司，江蘇226200)

聚酰胺(PA)俗稱尼龍，是20世紀(jì)30年代美國DuPont公司最先開發(fā)的產(chǎn)品。PA產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于紡織、汽車、電子電氣、交通運(yùn)輸?shù)缺姸囝I(lǐng)域。我國PA產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)50年代，發(fā)展較為滯后，90年代才步入正軌，近10年發(fā)展迅速，但也伴隨著生產(chǎn)能力過剩、高性能產(chǎn)品比重較低、產(chǎn)業(yè)鏈較短、對環(huán)境不友好等問題。作者分析了我國PA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，以及目前發(fā)展中存在的一些問題，并提出了一些建議，希望為我國PA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供指導(dǎo)。

1 PA產(chǎn)業(yè)鏈概述

PA可分為脂肪族、芳香族、聚亞酰胺、共聚酰胺等類別，品種眾多。目前應(yīng)用最廣泛的是脂肪族PA，其中又以聚己內(nèi)酰胺(PA6)和聚己二酰己二胺(PA66)為主，約占PA總量的90%以上［1－3］。此外，常見的還有PA11，PA12，PA610，PA612，PA1010，PA46等［3］，新品種有 PA6T，PA9T，PPA，芳綸，芳砜綸等［3－4］，改性品種有增強(qiáng)尼龍、增韌尼龍、導(dǎo)電尼龍、阻燃尼龍等［4］。近幾年，隨著PA新品種和改性產(chǎn)品的不斷開發(fā)，PA6和PA66的比重略有下降。

從圖1可見，PA產(chǎn)業(yè)鏈的基本原料以苯為主，其次是丁二烯、苯酚、甲苯等，中間產(chǎn)品有環(huán)己酮、己內(nèi)酰胺、己二酸、己二胺、己二腈、尼龍66鹽等［1，4－12］，下游產(chǎn)品主要是PA纖維、PA薄膜和PA工程塑料。PA纖維主要用于服裝、裝飾、地毯絲、簾子線、工業(yè)用布、漁網(wǎng)等［1－2，13－15］。PA薄膜主要用作包裝材料［16－17］。PA工程塑料主要用于汽車、電子電氣、機(jī)械、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域［1，3，18－19］。

圖1 PA產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)示意Fig.1 Schematic of PA industrial chain

全球PA產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展有以下特點(diǎn):

(1)產(chǎn)業(yè)鏈龐大。PA產(chǎn)品及牌號眾多，改性產(chǎn)品不斷推陳出新，數(shù)量驚人。PA產(chǎn)業(yè)的上游基本原料日益多樣化，傳統(tǒng)的全苯工藝路線已被半苯路線取代，又開發(fā)出丁二烯工藝路線，為了降低對環(huán)境的影響，目前在積極研究非石油基生物法工藝路線。PA產(chǎn)業(yè)的下游應(yīng)用領(lǐng)域更是遍布紡織、汽車、電子電氣、機(jī)械、化工、包裝、交通運(yùn)輸、日用品及軍工等眾多行業(yè)。

(2)技術(shù)與市場比較成熟。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，PA生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到較高的水平，PA產(chǎn)業(yè)體系比較完善，PA產(chǎn)品及其性能已被人們熟知，應(yīng)用得到了較大普及。PA消費(fèi)的增長主要來源于發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)增長，其次是技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域。

(3)進(jìn)入門檻比較高。PA行業(yè)壟斷性比較強(qiáng)，多數(shù)產(chǎn)品和原料的生產(chǎn)技術(shù)掌握在少數(shù)幾家公司手里，有著較高的技術(shù)壁壘。PA產(chǎn)業(yè)逐步向規(guī)?；⒁惑w化方向發(fā)展，行業(yè)巨頭如美國英威達(dá)公司、法國羅地亞公司、美國首諾公司、中國平煤神馬集團(tuán)、中國石化集團(tuán)巴陵石化分公司(簡稱巴陵石化)等不僅生產(chǎn)規(guī)模大，還形成了上下游較為完整的PA產(chǎn)業(yè)鏈，綜合實(shí)力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力很強(qiáng)，新進(jìn)入的企業(yè)很難與之競爭。

2 我國PA產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

2.1 PA原料

2.1.1 己內(nèi)酰胺

表1 我國己內(nèi)酰胺主要生產(chǎn)廠家及生產(chǎn)能力Tab.1 Principal caprolactam producers and production capacity in China

巴陵石化、魯西化工集團(tuán)、浙江巨化集團(tuán)、湖北三寧化工股份有限公司等仍在積極擴(kuò)建，此外，福建天辰耀隆新材料有限公司、山西陽泉煤業(yè)集團(tuán)、山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司、內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)、中國平煤神馬集團(tuán)等的己內(nèi)酰胺裝置也在實(shí)施中。預(yù)計(jì)2015年我國己內(nèi)酰胺生產(chǎn)能力將超過2 500 kt/a，全球總生產(chǎn)能力將達(dá)7 000 kt/a。隨著我國自給率的不斷提高，全球的供應(yīng)將大于需求，己內(nèi)酰胺價(jià)格將震蕩下行并趨于合理，這為我國PA6產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好機(jī)遇。

2.1.2 己二酸

己二酸主要用于合成PA66鹽、聚氨酯、增塑劑等，全球己二酸的消費(fèi)以PA66鹽為主，我國以聚氨酯為主［1，8］，其占比超過60%，PA66鹽的需求占比不到20%。我國己二酸產(chǎn)業(yè)起步較晚，20世紀(jì)70年代才開始規(guī)模化生產(chǎn)［8］。2005年之前，只有中國石油遼陽石化分公司和中國平煤神馬集團(tuán)生產(chǎn)己二酸，總生產(chǎn)能力不足200 kt/a。我國聚氨酯工業(yè)的繁榮促進(jìn)了己二酸的消費(fèi)，并出現(xiàn)供不應(yīng)求，目前我國己二酸總生產(chǎn)能力已超過1 200 kt/a，見表2。

表2 我國己二酸主要生產(chǎn)廠家及生產(chǎn)能力Tab.2 Principal adipic acid producers and production capacity in China

我國己二酸投資熱方興未艾，中國平煤神馬集團(tuán)和河北開灤集團(tuán)的己二酸裝置即將投產(chǎn)，同時(shí)，中國石油遼陽石化分公司、浙江華峰集團(tuán)、山西陽泉煤業(yè)集團(tuán)、山東博匯集團(tuán)和山東洪業(yè)化工集團(tuán)均在積極擴(kuò)建，此外，山西天脊煤化工集團(tuán)、四川川化集團(tuán)等也計(jì)劃進(jìn)軍己二酸產(chǎn)業(yè)，預(yù)計(jì)2015年我國己二酸生產(chǎn)能力將突破2 200 kt/a。2012年我國進(jìn)口己二酸約34 kt，出口約46 kt，首次實(shí)現(xiàn)凈出口，表觀消費(fèi)量約800 kt，隨著生產(chǎn)能力的釋放，存在生產(chǎn)能力過剩隱憂。

2.1.3 己二胺

己二胺主要用于生產(chǎn)PA66，也用于生產(chǎn)六亞甲基二異氰酸酯(HDI)等［9－11］。用己二腈為原料生產(chǎn)己二胺的技術(shù)比較成熟，是目前最經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用最廣泛的工藝，全球約90%的己二腈用于生產(chǎn)己二胺［9，12］，因此，己二腈的生產(chǎn)制約著己二胺產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。己二腈的生產(chǎn)工藝主要有丙烯腈法、丁二烯法、己二酸法和己內(nèi)酰胺法［11－12］。2013年，全球己二腈的有效生產(chǎn)能力約1 760 kt/a。

巨型鮞粒是鮞粒的特例，其成因遵循鮞粒成因的一般規(guī)律，也一定有其特殊的形成條件。本文主要通過薄片鑒定的方法，來解釋此巨型鮞?；?guī)r的成因及環(huán)境意義。

我國還沒有己二腈工業(yè)化生產(chǎn)裝置，所需己二腈全部依賴進(jìn)口，成本較高，制約了我國己二胺及PA66產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。20世紀(jì)70年代引進(jìn)的己二酸催化氨化法工藝比較落后，無法與國外的丁二烯工藝路線競爭，因此我國己二胺生產(chǎn)企業(yè)很少，目前具備規(guī)模的只有中國平煤神馬集團(tuán)和鞍山市國銳化工有限公司2家企業(yè)，總生產(chǎn)能力約230 kt/a，均以自用為主。2013年我國進(jìn)口己二腈約213 kt，己二胺約27 kt。

2.2 PA切片

2013年，我國 PA6切片生產(chǎn)能力約1 915 kt/a(見表3)，進(jìn)口量約612 kt，出口量約59 kt，表觀消費(fèi)量約2 130 kt。2013年以來，中國平煤神馬集團(tuán)、浙江三鼎控股集團(tuán)、江蘇海陽化纖有限公司、福建國創(chuàng)合纖科技有限公司、福建景豐科技有限公司等均有擴(kuò)建或新建計(jì)劃，預(yù)計(jì)2015年我國PA6切片的生產(chǎn)能力將達(dá)到2 300 kt/a。

表3 我國PA6切片主要生產(chǎn)廠家及生產(chǎn)能力Tab.3 Principal PA6 chip producers and production capacity in China

2013年，我國 PA66切片生產(chǎn)能力約400 kt/a(見表4)，進(jìn)口量約302 kt，出口量約42 kt，表觀消費(fèi)量約580 kt，有一定市場缺口。目前，浙江華峰集團(tuán)、山東博匯集團(tuán)和山東洪業(yè)化工集團(tuán)等均在積極籌建新裝置，預(yù)計(jì)2015年我國PA66切片生產(chǎn)能力可能達(dá)到550 kt/a，而需求量將超過700 kt，短期內(nèi)PA66切片仍將存在一定市場缺口。我國用于生產(chǎn)高性能PA產(chǎn)品的切片進(jìn)口量比較大，2013年的進(jìn)口量約914 kt。

表4 我國PA66切片主要生產(chǎn)廠家及生產(chǎn)能力Tab.4 Principal PA66 chip producers and production capacity in China

2.3 PA下游產(chǎn)業(yè)

2.3.1 PA纖維

我國PA纖維產(chǎn)業(yè)受益于紡織工業(yè)和汽車工業(yè)的高速發(fā)展，產(chǎn)量不斷增加，據(jù)中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，我國規(guī)模以上PA纖維生產(chǎn)企業(yè)約有163家，2007—2013年的產(chǎn)量分別約為951，1 016，1373，1 618，1 591，1 815，2 113 kt，年均增長率為14.22%，結(jié)合進(jìn)出口數(shù)據(jù)可知相應(yīng)的年均需求增長率為11.98%。2013年我國PA纖維總生產(chǎn)能力高達(dá)2 630 kt/a，近幾年P(guān)A纖維的產(chǎn)量增長速度超過了需求的增長，自給率已達(dá)97%，存在生產(chǎn)能力結(jié)構(gòu)性過剩。

《化纖工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》指出化纖產(chǎn)品仍將是紡織工業(yè)最主要的原料保障，差別化、個(gè)性化應(yīng)用與發(fā)展以及高性能纖維新材料的開發(fā)將是未來新的增長點(diǎn)。因此，PA纖維產(chǎn)業(yè)必將向差別化、個(gè)性化、高性能化方向發(fā)展，加快細(xì)旦、超細(xì)旦、吸濕排汗、抗菌、防臭等品種，以及功能性、改性切片和非服用纖維產(chǎn)品的開發(fā)，并不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域;加大研發(fā)力度，開發(fā)高新技術(shù)纖維并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，如芳香族PA、聚酰亞胺纖維等。

2.3.2 PA薄膜

雙向拉伸PA(BOPA)薄膜具有良好的氣體阻隔性、柔軟性、透明性、耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于蒸煮食品、冷凍食品、海產(chǎn)品、醫(yī)藥用品及電子產(chǎn)品的包裝［16－17］。BOPA薄膜已成為繼BOPP，BOPET薄膜之后的第三大包裝材料［16］。

由于國外企業(yè)對技術(shù)和原料進(jìn)行壟斷，我國BOPA產(chǎn)業(yè)起步較晚，20世紀(jì)90年代才引入BOPA生產(chǎn)線［16－17］。隨著生活水平提高，人們對食品安全和包裝提出更高要求，BOPA的需求增長迅速。2012年全球共消費(fèi)BOPA薄膜約220 kt，我國的消費(fèi)量約60 kt。2013年我國PA薄膜的生產(chǎn)能力已達(dá)121.5 kt/a(見表5)，產(chǎn)量約69 kt，進(jìn)口量約4.8 kt，出口量約6.7 kt。洗衣液包裝是BOPA市場新的增長點(diǎn)，高品質(zhì)、差異化、高速寬線產(chǎn)品將是未來發(fā)展方向。預(yù)計(jì)2015年我國BOPA的需求量將達(dá)到90 kt，但隨著產(chǎn)能的釋放，競爭將加劇，需要不斷開發(fā)新用途、新市場。

表5 我國PA薄膜主要生產(chǎn)廠家及生產(chǎn)能力Tab.5 Principal PA film producers and production capacity in China

2.3.3 PA工程塑料

PA工程塑料耐磨、耐熱、耐油、抗拉強(qiáng)度高、沖擊韌性優(yōu)異、自潤滑性好，通過改性和配混可以加工成各種制品來代替金屬制品，在汽車、電子電氣、機(jī)械、交通運(yùn)輸、辦公及日用品等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用［1，3，18－19］。

PA6工程塑料主要用于汽車和薄膜行業(yè)，而PA66主要用于汽車和電子電氣行業(yè)［18］。2008年日本PA工程塑料的消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:汽車37%，電子電器23%，工業(yè)制品10%，擠出制品(含薄膜) 30%。汽車工業(yè)是PA工程塑料最大用戶，PA在汽車上的應(yīng)用以改性材料為主，主要是填充、增強(qiáng)、增韌，以及改進(jìn)阻燃性、潤滑性、耐熱性、耐磨性、吸水性等。人們對汽車輕量化、舒適性、節(jié)能降耗等要求的不斷提高，使PA在汽車上的用量呈上升趨勢。我國PA工程塑料在汽車上的應(yīng)用比例遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家，發(fā)展?jié)摿艽蟆＝鼛啄?，我國高鐵產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展也促進(jìn)了PA工程塑料的消費(fèi)，目前我國鐵路規(guī)劃建設(shè)配套用PA工程塑料量約7 t/km，僅2010—2012年，我國就規(guī)劃新建鐵路線達(dá)26 000 km［20］。

我國PA塑料產(chǎn)品基本上集中在中、低端市場，高性能PA產(chǎn)品進(jìn)口量較大，對外依存度高達(dá)70%。隨著我國汽車、電子電氣、機(jī)械、高鐵等行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展，預(yù)計(jì)2015年我國PA工程塑料的需求量將達(dá)到650 kt。

3 我國PA產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望

(1)原料。2010年之前，我國己內(nèi)酰胺、己二酸和己二胺嚴(yán)重依賴進(jìn)口，成本較高，制約了我國PA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著反傾銷措施的實(shí)施，”十二五“期間我國己內(nèi)酰胺和己二酸的生產(chǎn)能力將有大幅提升，供應(yīng)有望緩解。己二腈依然制約著我國己二胺的生產(chǎn)，進(jìn)而制約了PA66產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，山東潤興投資集團(tuán)籌建的丙烯腈法己二腈裝置主要為其HDI裝置配套服務(wù)，成本優(yōu)勢還有待驗(yàn)證。在此情況下，推動(dòng)美國英威達(dá)公司在上海的己二腈和己二胺項(xiàng)目在“十二五“期間順利實(shí)施，有助于我國PA66產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

(2)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。我國很多企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)不明確或執(zhí)行不嚴(yán)格，容易追求一時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益，不注重產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。除中國平煤神馬集團(tuán)、巴陵石化等少數(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了PA產(chǎn)業(yè)鏈上下游一體化外，行業(yè)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈都比較短，比如魯西化工集團(tuán)、浙江巨化股份有限公司等局限于PA原料的生產(chǎn)，江蘇華洋尼龍有限公司等局限于PA聚合，不少企業(yè)新建的裝置與原有的主業(yè)幾乎沒有關(guān)聯(lián)，當(dāng)經(jīng)濟(jì)蕭條或遭遇產(chǎn)能過剩時(shí)，抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力就比較弱。建議國內(nèi)企業(yè)重視戰(zhàn)略規(guī)劃，加強(qiáng)自身產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)性，提高綜合競爭力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

(3)生產(chǎn)能力平衡。我國己內(nèi)酰胺生產(chǎn)能力擴(kuò)大，至”十二五“末自給率將達(dá)到80%，而全球己內(nèi)酰胺供大于求，這有利于我國PA6產(chǎn)業(yè)平衡發(fā)展。己二酸生產(chǎn)能力擴(kuò)大，但需求動(dòng)力不足，存在過剩隱患。我國己二酸的主要消費(fèi)領(lǐng)域是聚氨酯工業(yè)，其次才是PA66產(chǎn)業(yè)。“十二五”期間我國聚氨酯年均需求增長率將維持在10%左右［21］，預(yù)計(jì)2015年消費(fèi)己二酸約700 kt;即使擬建的PA66裝置全部順利實(shí)施，整個(gè)PA66產(chǎn)業(yè)消費(fèi)己二酸也不會超過500 kt;增塑劑及其它消費(fèi)己二酸約150 kt;可以預(yù)見“十二五”末我國己二酸的消費(fèi)量不會超過1 350 kt，如果擬建的己二酸裝置都如期實(shí)施，總生產(chǎn)能力將突破2 200 kt/a，勢必在“十三五”期間形成惡性競爭。建議相關(guān)部門和行業(yè)協(xié)會及時(shí)發(fā)布預(yù)警，避免資源浪費(fèi)。

(4)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。我國紡織工業(yè)已步入成熟期，數(shù)量增長有限，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足人們個(gè)性化需要是未來發(fā)展的重點(diǎn)。我國PA纖維的自給率已達(dá)97%，PA簾子線、簾子布、粗變形絲等低技術(shù)、低附加值產(chǎn)品比重過大，應(yīng)向高性能化、差別化方向發(fā)展，開發(fā)功能性、差別化和高新技術(shù)纖維產(chǎn)品，并不斷拓展非服用PA纖維的應(yīng)用。PA樹脂的生產(chǎn)規(guī)模較小，而需求增長速度比PA纖維的快，因此，企業(yè)發(fā)展時(shí)應(yīng)有所側(cè)重，不斷提高PA樹脂聚合能力，解決產(chǎn)能瓶頸，并圍繞提高耐高溫、高抗沖、高耐磨、抗老化等性能的改性及加工應(yīng)用技術(shù)研發(fā)，提高PA樹脂產(chǎn)量和質(zhì)量，促進(jìn)PA產(chǎn)業(yè)升級。

(5)技術(shù)創(chuàng)新。我國PA產(chǎn)業(yè)基本原料的生產(chǎn)仍以苯路線為主，生產(chǎn)中產(chǎn)生大量廢水、廢氣，處理難度大，環(huán)保壓力較大。產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)新型高效的催化劑及“三廢”處理技術(shù)，減少副產(chǎn)物，加大回收利用，如從己二酸生產(chǎn)廢液中回收己二酸［22］，己二胺生產(chǎn)廢液中回收胺基類物質(zhì)［23］，回收PA加工邊角料和廢棄的PA制品［13］等，從而降低廢物排放;技術(shù)引進(jìn)與研發(fā)并舉，努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵成套技術(shù)設(shè)備國產(chǎn)化，加大新工藝、新技術(shù)的開發(fā)，尋找對環(huán)境友好的新路線，形成自主知識產(chǎn)權(quán)。

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