调研目的:
本公司纺丝早期的Barmag设备单机产能较低,与当前最新的Barmag设备相比,产品在质量和成本上均没有竞争优势,因此,拟在此生产线上实施改造,将其改造为锦纶66工业丝熔体直纺生产线。 调研内容:
1. 连续式锦纶66生产流程
将纯己二胺用软水配成约30%的水溶液,加入反应釜中,在40~50℃、常压和搅拌下慢慢加入等当量的纯己二酸,控制pH值在7.7~7.9。在反应结束后,用0.5%~1%的活性炭净化、过滤,即可得到50%的尼龙-66盐水溶液。成盐反应为放热反应,为此必须将反应热以外循环水冷却除去,同时为防止锦纶66盐与空气接触而被氧化,在生产系统中充以氮气保护。在真空状态下,将50%的锦纶66盐水溶液经蒸发、脱水、浓缩、结晶、干燥,即可得到固体锦纶66盐。
锦纶66盐水溶液从贮槽泵入静态稳合器,加入少量己二胺的醋酸溶液,进入蒸发反应器,物料被加热到232℃,在氮气保护、1.72MPa的条件下脱水预缩聚,蒸发反应器出口物料含水量约18%,50%的锦纶66盐已经聚合为低分子量聚合物。
从蒸发器出来的物料进入二个平行的管式反应器,每个反应器的典型管长243.8m,并在若干点设有静态混合器,并在适当的位置设置添加剂加入口。物料在285℃下停留40min,出口压力0.28MPa,反应完成98.5%。通过闪蒸除去反应过程中形成并保留在熔体中的水蒸汽后,用螺旋输送机将熔体向下输送到成品反应器,同时从熔体中挤出剩余的水蒸汽。成品反应器在40kPa、271℃的条件下操作,物料的停留时间决定了产品的分子量,工业丝级产品一般要求控制数均分子量约为25000。
聚合产出的熔体经熔体分配管直接输送到纺丝箱体,经计量泵计量注入组件进行纺丝,根据现场实地观察,PA66纺丝因单体挥发易污染板面,在喷丝板下方设有一个蒸汽保护装置,高度约40mm,同时每个板面下设置抽吸装置,将喷出的蒸汽与挥发的单体一起抽走。冷却采用侧吹风形式,一般使用乳化液油轮上油,牵伸卷绕部分采用3对热辊,其中第一对为镜面,其余为雾面。其牵伸卷绕过程与涤纶工业丝基本相同。由于PA66在高温状态下易产生凝胶,因此,熔体管和箱体在使用一段时间(1年左右)后需要进行煅烧清洗,所以在设计熔体管和箱体时,必须考虑分解煅烧的需要。 2. 行业状况
国内锦纶66产品的总产能约16万吨,其中平顶山13万吨左右,占总产量的80%。今年6月份,平顶山又开工建设一套20万吨/年的锦纶66盐项目,预计2010年4季度投
产。上海英威达决定在上海市化学工业区采用英威达专有技术生产锦纶66中间体己二腈及己二胺,产品规模为己二胺(HMD)20万吨/年,己二腈(ADN)30万吨/年。项目建设周期2008年-2009年,预计2010年建成投产。
世界范围内,目前全球不到 10 家的尼龙66生产企业占据了世界绝大部分的市场份额。这些企业包括美国英威达公司、首诺公司,法国罗地亚公司,德国巴斯夫公司,日本旭化成公司,中国中平能化集团等。其中,英威达公司的产量约占世界市场的1/3。
原料方面,己二酸(AA) 2007年全球产能为294万t/a,其中北美、西欧产能合计占80%以上。英威达是世界最大的AA生产商,产能占全球总产能的40%,罗地亚紧随其后,占18.4%,其他拥有自主工艺路线的生产商有巴斯夫、旭化成,其余比较大的生产商包括首诺、兰蒂奇、辽化和朗盛等。
己二胺的生产主要由一些大型跨国公司垄断,生产非常集中。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,年均增长 8.2%。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,以满足亚洲地区对锦纶 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。但是,己二胺(HMD)的原料己二腈(ADN)的生产能力只集中在英威达和杜邦等几大跨国公司手中,由于己二腈生产工艺复杂,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。
从以上分析看,锦纶66聚合装置并不复杂,国内工程公司即可实施工程设计施工,但是,只要不掌握己二腈生产技术,工艺流程从66盐开始,还是从己二胺/己二酸开始没有太大差别。目前中国对欧美进口的锦纶66切片正在反倾销,所以不能选择切片纺,必须采用熔体直纺工艺。 3. 项目分析
该项目需新建一套锦纶66聚合装置。现有一期厂房、牵伸卷绕部分可以利旧,现有螺杆、箱体、侧吹风、甬道需要拆除(可用于涤纶BCF项目),新建用于锦纶66纺丝的箱体、侧吹风、甬道。
一条线按4位,6头,1400dtex,2800米卷绕速度,年产量约4500吨。
2009年10月,本项目调研初期,进口66盐价格为2100美元/吨,国内价格约15000元/吨,66盐到切片的单耗为1.18吨/吨。吨切片耗电285KWH,吨切片耗煤365Kg,按照当时价格计算,每吨切片的动力成本约495元/吨。该项目需配套一套5000吨/年的聚合装置,装置总投资约2300万元(不含土建),吨产品折旧约460元,人工费、维修分摊约100元,其它杂项费用按100元/吨计算,每吨切片成本约18855元。当时锦纶66切片市场价24500元/吨,毛利率23%。直纺工艺中,熔体至1260D(6头)锦纶66工业丝工缴成本约1500元/吨。若从66盐开始计算,工业丝工缴成本合计约2195元/吨(不含折旧)。锦纶66工业丝主流品种1260D当时价格为27000元/吨,与切片差价2500元/吨。到2010年1月,市场异动较大,66盐价格飞涨,目前国内报价25000元/吨,如果据此计算的话,吨切片成本将达到30655元/吨,但是目前市场上工业丝级切片价格为28500元/吨,1260D工业丝价格31000元/吨,价格与成本倒挂。这种不正常的状况随着时间的推移应该会有所改善,但是,只要原料供应格局没有重大改变,这种不正常状况还会经常发生。
2009年10月,己二酸价格为12000元/吨(目前中国正在反倾销),己二胺神马公司报价18000元/吨,按照66盐制造过程中,己二酸消耗0.562,己二胺消耗0.523计算,合成66盐的原料成本即为16158元/吨,与当时15000元/吨的售价相比,成本也是倒挂的,这也从另一个侧面反映了我国锦纶66产业的不健康。平顶山神马集团几乎完全控制了国内的锦纶66切片和工业丝市场,现有的几家可以生产切片的小厂无力与之竞争;而我国的锦纶66产业所需的原料又牢牢的控制在英威达等几家大公司手上。从长远来看,这种不合理的格局必将被打破。否则在反倾销保护和原料受制于人的情况下,锦纶66在中国的发展将没有任何机会,但是这种格局一旦打破,新格局形成之时也就是锦纶66产业在中国飞速发展的开始。
报告人:张朔 2010-2-4
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