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MMA的发展情况
1.2 供需预测
除日本之外的亚洲其他地区将成为MMA未来生产与消费的主要地区,大部分新建装置将集中在这一地区。
预计未来几年将是MMA产能高速增长时期,由于亚洲地区MMA下游产品年消费增长率一直保持两位数增长,因此许多企业计划在亚洲新建或扩建MMA生产装置。
预计2011年世界MMA生产能力将达到420.7万t/a,较2006年新增88.3万t/a.其中亚洲其他地区将新增产能66.6万t/a,其总产能达到155万t/a。
在亚洲其他地区中,我国大陆、韩国、新加坡和泰国是MMA产能主要增长地区。
2011—2016年期间,预计世界MMA生产能力将进一步增加至492.6万t/a,中东地区也将开始MMA生产,沙特国际石化公司(Sipchem)与璐彩特的合资公司在朱拜勒建设的25万t/aMMA装置预计2012年建成。
预计今后几年世界MMA市场需求将以每年5%左右的速度增长.需求增速超过同期GDP增长速度,2011年达到371.3万t左右,2016年增长至420万t左右。
同期,亚洲MMA市场需求增长更为迅速,达到年均8.4%。
我国MMA市场年均增长速度高达9.4%,未来几年将成为仅次于美国和日本的全球第三大消费市场。
亚洲MMA需求增长的主要动力,将来自于液晶显示器、建筑和汽车领域。
世界PMMA下游增长最迅速的LCD市场,预计2006—2011年将年均增长16.8%,2011—2016年需求年均增长7.1%,需求增长主要受到电脑和平板电视市场增长的驱动。
2 国内市场
2.1 生产现状
国内早期的MMA生产是由有机玻璃废料经裂解而制取的。
20世纪50年代末期,先后在苏州安利化工厂和上海制笔化工厂各建了一套1000t/a和6000t/a装置,工艺均采用丙酮氰醇路线。
20世纪70年代又陆续建设了一批中小型装置。
20世纪80年代末期开始从国外引进技术,建设较大规模的MMA生产装置,黑龙扛安达龙新化工有限公司和抚顺有机玻璃厂先后从意大利Vedfil公司和捷克PLZ公司引进2万t/a和1.3万t/a的装置。
经过重组改造,吉化公司已成为国内最主要的MMA生产企业之一,已形成12.8万t/a产能:
2007年4月,日本三菱(合纤)丽阳株式会社在我国最大的投资项目广东惠州大亚湾石化工业区惠菱化成公司9万t/aMMA项目建成投产,成为国内首家采用异丁烯工艺的MMA企业。
2007年我国MMA生产能力达到35.8万t/a,产量约30万t。
目前国内MMA主要生产企业见表2。
此外,我国还有上百家小型有机玻璃裂解生产MMA的企业,年产量在12万t左右,主要分布在华东、华南和华北地区,尤其集中在江苏、浙江和广东等地,以私营或乡镇企业为主。
这些生产厂将有机玻璃制品回收料、有机玻璃生产加工过程产生的边角料、机头料、废料加以裂解生产低档次的MMA产品,其裂解原料主要来自进口和废料回收。
2.2 2008—2011年拟建、扩建项目
(1)赢创(原德固赛Degussa)公司。
投资2.5亿欧元在上海漕泾建设MMA和甲基丙烯酸酯精细化学品一体化联合装置,MMA和PMMA装置能力分别为10万t/a和4万t/a,采用异丁烯法技术。
国家发改委于2007年4月初批准了该项目建设。
2007年9月该项目举行奠基仪式,定于2009年投运。
(2)上海璐彩特公司。
计划将其生产能力由9万t/a扩建到11.5万-15万t/a(视上游丙烯腈装置情况确定)。
(3)吉化公司。
随着其丙烯腈装置的不断扩建,氢氰酸副产量增加,其下游的MMA装置势必加以扩建,其扩建规模也将视上游丙烯腈装置扩建情况确定。
(4)黑龙江中盟龙新化工有限公司。
该公司是国内主要有机玻璃生产企业之一,现有2.5万t/aMMA产能,计划新建5万t/aMMA项目。
若这些扩建和新建项目如期完成,预计2011年国内MMA生产能力将达到55万t/a左右(不包括裂解有机玻璃废料的MMA产能)。
2.3 进出口
我国近年MMA和PMMA模塑料净进口量列于表3。
随着国内产能的快速增长,供应大幅增加,我国MMA进口量自2004年以来开始有所下降,出口量大幅度增加。
2007年,国内MMA进口量为7.26万t,PMMA进口量达到14.94万t。
我国大陆MMA进口主要来自日本、德国、我国台湾省、泰国、韩国和新加坡等地区,PMMA进口主要来自韩国、日本、新加坡和我国台湾省等地区。
我国MMA和PMMA进口主要集中在华东和华南沿海地区,江苏和广东分别是最大的MMA和进PMMA口地区,浙江、上海、福建和山东的进口量也比较大。
2008年1—8月,我国MMA、PMMA进口量分别为6.19万t和12.19万t。
我国MMA进口主要客户是三菱丽阳高分子材料(南通)有限公司、东莞丽佳塑胶有限公司、可乐丽亚克力(张家港)有限公司等华南、华东地区的三资和民营PMMA加工企业。
随着上海璐彩特和广东惠州惠菱化成等大型项目的相继投产,近几年我国MMA和PMMA出口量明显增加。
2007年我国MMA出口量达到5.65万t,产品主要来自惠菱化成和璐彩特公司;PMMA出口量1.73万t,产品主要来自三菱(合纤)丽阳在江苏南通的公司。
预计,随着德固赛上海项目的建设和璐彩特的扩产,我国MMA和出PMMA口量将进一步增加。
2007年我国MMA出口企业为璐彩特国际(中国)化工有限公司、惠州惠菱化成有限公司和苏州三友利化工有限公司等。
2008年1—8月,我国MMA、PMMA出口量分别为2.84万t和1.47万t。
2.4 消费现状及需求预测
经过多年应用开发,国内MMA应用领域正在不断扩展。
MMA已从20世纪70年代几乎全部作为单体聚合加工成PMMA浇铸板的单一品种状况转向应用于非树脂产品的加工领域,如PVC抗冲改性剂ACR和MBS、表面涂料、粘合剂、纺织浆料、医用高分子材料、皮革助剂和一些多元复合塑料合金等领域,并开发了耐温、耐磨、抗静电、高抗冲PMMA,特大、特厚、中空、异型等有机玻璃及光导纤维用的PMMA内芯材料等。
2007年我国MMA产量约30万t(不含裂解MMA产量),进口7.26万[,出口5.65万t,表观消费量31.6万t(不含裂解MMA)。
国内MMA消费量主要用于有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA),约占总消费量的62%;其次用于PVC抗冲改性剂,占19%,表面涂料占14%,其他领域占5%。
2007年国内MMA消费结构及需求预测见表4。
2.4.1 PMMA模塑料和板材
我国MMA目前主要消费于有机玻璃行业,约占总消费量的62%左右。
2007年我国PMMA生产企业300余家(其中千吨以上的企业约40家),总产能约60万t/a,产量约32万t(含裂解料再加工),其中大部分为PMMA浇注板。
模型烧铸法工艺简单,投资较少,因此有许多民营和乡镇企业用此工艺生产PMMA浇铸板。
PMMA是一种质量特性介于PS、PVC等相对廉价树脂和PC等高价树脂之间的产品,在价格上也处于中间的位置。
PMMA在透光性、耐候性和光泽度等方面有一定的优势。
与PS、PC等其它树脂材料相比,PMMA具有较强的竞争力。
几种塑料的透光性由高到低顺序为:
PMMA>
S=PC;抗紫外线性能由高到低顺序依次为:
PMMA》PC>
S;耐化学性由高到低顺序依次为:
PMMA>
S>
C;抗冲击强度由高到低依次为:
PC>
MMA>
S;价格由高到低依次为:
PC>
MMAPS。
2005年以来,日本、韩国、我国台湾地区光学关联、IT产品及汽车生产向我国大量转移,使国内对高品质PMMA的需求持续两位数增长。
随着外资的大量涌入,国内高品质的PMMA模塑料生产发展较快,2005年日本可乐丽(Kuraray)在张家港建成3000t/aPMMA模塑料生产装置;惠州惠菱化成公司MMA项目配套建设4万t/a高品质模PMMA塑料装置;台湾省奇美(ChiMei)公司在镇江建设5万t/aPMMA模塑料装置。
华东和华南地区是我国有机玻璃的主要加工和消费地区,约占全国消费市场的80%。
以温州为中心的浙南地区、江苏扬州地区、苏锡常地区、上海地区和宁波地区以及广东的佛山、顺德和汕头等地已形成了有机玻璃制品加工基地,拥有大量的国营和私营有机玻璃加工企业。
尽管近几年我国PMMA的消费量有很大增长,但在市场开发和推广上仍有许多工作要做,PMMA产品仍有很大的市场潜力。
由于用户对PMMA的特性了解不深,使得国内PMMA市场受到PS、PC、PVC和ABS等替代品的一定冲击。
随着我国国民经济的发展,国内有机玻璃大宗消费市场,如广告灯箱、标牌、灯具、浴缸、仪表、生活用品、家用电器以及建筑等,还有很大潜力,有待开发。
其中,建筑采光体、浴缸、街头广告灯箱和投币或磁卡电话亭等的市场增长较快,专家普遍认为今后发展空间也较大。
与PS、PC、PVC等其它树脂材料相比,PMMA的透光性、耐候性和光泽度要好一些.随着我国各行业的法规日益健全,PMMA必将在更多的应用领域表现出较强的竞争力。
在发展迅速的信息技术产品领域,国内外加工企业已推出PMMA与ABS共混工程塑料产品,既保留了ABS良好的加工性、韧性,同时兼具PMMA优异的耐候性、表面硬度和光泽性等优点,使得PMMA/ABS合金具有比ABS好得多的耐候性、耐刮擦性和光泽。
产品广泛运用于要求外观亮丽的各种电器、电子及复杂制件外壳,如车载电视、CD机壳、液晶电视外壳、显示器外壳、音响壳体、电话机和打印机壳体、复印机部件、MP3外壳、手机壳和充电器外壳等,实现了高光泽,免喷涂化,可降低成本。
近几年来,在东亚地区和国内信息技术产品生产领域,PMMA的应用量增长非常迅速。
在国外,PMMA还广泛用来制作DVD光盘和光导纤维,在信息记录、储存、传输中发挥着重要作用。
未来几年内,国内IT行业的发展,必将促进PMMA行业的发展。
预计今后几年,国内有机玻璃市场的发展速度将在年均11%左右,高于我国国民经济总体发展速度。
2011年国内有机玻璃对MMA的需求将达到30万t左右(不含裂解料)。
2.4.2 涂料
国外MMA在表面涂料行业消费份额较大,用于生产溶剂型涂料、水性涂料以及乳胶漆,广泛应用于汽车、家具、建筑等行业。
我国过去在这一领域MMA消费量较少,年消费仅在百吨左右,主要原因是我国高档涂料品种较少,同时MMA价格较高,涂料配方中MMA比例较低。
随着日本立邦、英国ICI、美国杜邦、德国BASF、阿克苏.诺贝尔等国外跨国公司在我国独资、合资涂料企业的建立,高档涂料、新型配方涂料生产引入国内,对MMA的需求量大幅增长,同时广东等沿海地区的一批乡镇企业也开始较多生产含MMA的丙烯酸涂料,估计2007年MMA在涂料行业的消费量在4.5万t左右。
从总体上看,我国目前丙烯酸类涂料发展水平还不高,国内大型涂料企业的MMA应用量还不大。
根据我国涂料行业的规划发展情况,随着人民生活水平的提高,高档涂料的比例和产量将会有较快增长。
工艺配方将逐步与国际接轨。
预计2011年我国丙烯酸涂料生产对MMA的需求量将达到6万t以上。
2.4.3 PVC改性剂ACR、MBS
PVC是仅次于PE的世界第二大通用树脂,用途广泛,与国民经济和人民生活密切相关。
PVC在作为硬制品加工时,其加工和耐冲击性能不好,而加入ACR等改性剂可在一定程度上使其克服缺陷。
ACR主要由MMA和少量丙烯酸酯类及苯乙烯聚合而成,MMA在ACR中的比例通常为50%左右,不同类型的ACR可在不同程度上提高PVC的加工性能和抗冲击性能,MBS是MMA、丁二烯以及苯乙烯的三元共聚物,它对改善PVC制品的刚性、韧性、尺寸稳定性、加工流动性和色调上效果显著,尤其是在PVC透明制品生产上被广泛应用。
MMA在MBS中的比例通常为20%左右,用于透明制品的为50%左右。
我国已成为世界最大的PVC树脂生产和消费国,随着人民生活水平的不断提高,PVC制品的需求增长很快,带动了对PVC改性剂的需求增长。
近年来我国PVC产需两旺,消费结构变化很大,硬制品比例不断提高,已接近60%。
2007年我国PVC消费量突破1000万t,各类抗冲改性剂的市场容量很大。
受技术和原料等因素制约,我国PVC抗冲击改性剂生产及发展相对落后,严重影响了塑料工业的发展。
2007年我国用于ACR和MBS的MMA在6万t左右。
根据我国PVC树脂和PVC助剂的发展规划,预计2011年我国ACR和MBS生产对MMA的需求量将达到8.5万t。
2.4.4 其它应用
在腈纶行业中MMA用作聚合第二单体,目前我国腈纶生产厂中仅大庆石化总厂一家使用。
干法腈纶生产工艺采用的第二单体为丙烯酸甲酯,其它采用湿法工艺的腈纶生产厂也由于MMA价格相对较贵而用醋酸乙烯替代MMA作第二单体。
目前大庆石化总厂腈纶生产能力5.5万t/a,年消费MMA约5000t。
我国腈纶生产虽然今后将会有较大的发展,但估计将很少有其它厂家使用MMA作聚合第二单体,大庆石化总厂现在也没有腈纶扩产计划,因此预计今后MMA在此领域消费量将维持在现有水平,不会有明显增长。
MMA其它各类消费领域包括纺织浆料、丙烯酸类胶粘剂、不饱和聚酯交联剂、润滑剂、人造大理石台面等,近几年国内和亚洲市场对人造大理石的需求量增长迅速。
2007年MMA在其他领域的消费量约1.5万t,预计2011年将增加到2.5万t以上,其中主要潜在发展市场是人造大理石台面和丙烯酸胶粘剂。
综上所述,根据国内相关部门预测,未来几年国内MMA的需求仍将以10%左右的速度增长,到2011年国内的MMA市场需求量将达到46.8万t(不含裂解料);2011—2016年期间的年均需求增长速度约为7%左右,2016年国内MMA市场需求将达到65万t左右。
3 产业发展问题分析
(1)市场分析表明,MMA、PMMA模塑料和板材产品在我国市场需求增长迅速,具有广阔的市场前景。
(2)MMA及其下游PMMA是资金密集型产品,项目投资较大,对企业的资金实力有较高的要求。
MMA和PMMA同时又是技术密集型产品,PMMA模塑料属于高新技术改造的传统材料,为适应LCD等市场的需要,要求的专利技术和配方更为严格。
如果企业缺乏产品开发手段,科研投入不够,就难以根据市场需要开发出新配方产品。
(3)目前世界已工业化的正在运行的MMA生产技术主要包括丙酮氰醇法(ACH法)、异丁烯法(包括传统i-C4法、叔丁醇法和ASAHI法)、乙烯法(BASF法)和改进丙酮氰醇法(MGC法),MMA建设的合理经济规模在4万t/a以上。
根据国外已发表的资料,中等规模装置(4万-6万t/a)的投资异丁烯法要低于丙酮氰醇法,经济效益较好;而丙酮氰醇法的优势在较大规模的装置(10万t/a以上)上将显现出来,其单位投资将明显降低,具有较强的竞争力,但这将受到原料氢氰酸来源的限制。
(4)在我国建设MMA装置究竟选择丙酮氰醇法还是异丁烯法,必须根据市场情况考虑装置的规模效应,找到原料、市场和投资的最佳结合点。
在国内建设MMA装置如采用丙酮氰醇法应与丙烯腈装置同时建设,降低原料成本,同时应达到一定的生产规模。
(5)异丁烯法技术成熟可靠,原料异丁烯或叔丁醇易得,生产过程较简单,成本低,具有一定的竞争力,在东亚和东南亚地区应用广泛。
该技术传统上由日韩企业掌握,大多数公司可以直接转让技术。
国内的中国石油兰州石化研究院也宣称与中科院过程所合作开发裂解碳四综合利用制MMA生产工艺成功,形成了具有自主知识产权的创新技术。
1.5项目建设的目的和意义
1.5.1企业概况
乌石化于1975年建厂,目前已发展成为一个集炼油、化肥、化纤于一体的现代化石油化工联合生产企业。
1999年6月,乌石化作为中国石油天然气集团公司首批改制试点企业之一,重组成立了乌鲁木齐石化公司。
公司下设炼油厂、化肥厂、化纤厂、热电厂、净化水厂、原料处、经销公司、科研所、新峰公司等10个二级单位,公司机关有13个处室。
炼油厂共有13套主要生产装置,原油一次加工能力为550万吨/年。
化肥厂为全国最大的氮肥生产基地之一,有4套主要生产装置及相配套的公用工程系统。
化纤厂现有氧化、聚酯、涤纶短纤等3套主要生产装置,是西北地区目前最大的化纤生产企业。
热电厂属汽电联产型,有三炉三机,产汽900吨/小时,发电能力达到10万千瓦·时。
乌石化公司于2002年在中石油系统内率先通过质量、职业健康、环境三项管理体系整合认证,构筑起了具有乌石化公司特色的QHSE管理体系。
目前公司可生产9大类56种石油化工化纤产品,具有较强的资产和技术优势。
建厂以来,乌石化曾先后荣获“全国“五·一”劳动奖状”、“全国环境优美工厂”、“全国绿化先进单位”、“全国质量效益型先进企业”等荣誉。
1.5.2项目建设的必要性和依据
1.5.2.1研究开发C4的重要意义
石油炼制和石油化工生产过程中副产大量C4烃,对其进行综合利用是提高企业经济效益的必要手段,但目前国内对C4烃的化工利用率还很低。
20世纪80年代以前,石油炼制特别是来自催化裂化装置的C4馏分主要用于生产烷基化汽油和叠合汽油或作工业和民用燃料。
20世纪90年代以来,由于分离技术的进步,C4馏分作为石油化工原料的应用获得了飞速发展。
然而,我国C4馏分的化工利用仍然尚处于初期阶段。
尽管炼油厂C4馏分可以直接进人烷基化装置生产高辛烷值的烷基化汽油或叠合汽油,部分用于生产聚丁烯和聚异丁烯作润滑油添加剂,此外异丁烯用于生产甲基叔丁基醚(MTBE)和烷基酚,正丁烯用于生产仲丁醇等,但正在运转的工业装置很少,而且少量运转的工业装置也只是部分利用了C4馏分,大部分直接作燃料烧掉。
随着我国原油加工能力的迅速提高和乙烯产量的不断增加,作为石油化工副产品的C4资源也在不断扩大,其总量已超过了3.0Mt/a。
加之我国“西气东输”计划的顺利实施,大量液化气(主要组分是C4烃类)也急需寻找新的化工利用途径。
2004年全球催化裂解(FCC)加工能力为7.15亿t/a,若开工率和丁烯收率分别以85%和8%计,则可获炼厂丁烯总量约为4860万t。
2010年,我国催化裂化能力已达到130Mt,副产碳四馏分10.4Mt;乙烯生产能力已达到14.19Mt,按照裂解碳四总量与乙烯产量之比为1:
4推算,可提供副产混合碳四约3.55Mt。
目前,我国碳四烃在化工方面的利用率只有16%左右,而在日本和西欧,利用率达到60%,美国则高达80%~90%。
由此看来,如何充分合理利用这些副产资源,进行深加工产品的开发,生产出国内需要的化工原料单体,是石油化工研究领域面临的一项迫切任务。
已经引起人们广泛关注,高效利用C4烯烃资源能给石化企业带来显著的经济效益。
碳四烃是重要的石油化工原料,是单烯烃(正丁烯和异丁烯)、二烯烃(丁二烯)、烷烃(正丁烷和异丁烷)的总称。
碳四烃主要来源于催化裂化(催化碳四烃)和蒸汽裂解(乙烯裂解副产碳四烃),此外还有油田气回收、乙烯齐聚、异丁烷和丙烯共氧化制环氧丙烷等的副产物。
20世纪80年代以前,石油炼制特别是来自催化裂解的碳四馏分,主要用于生产烷基化汽油和叠合汽油以及用作工业和民用燃料;蒸汽裂解碳四馏分,除其中丁二烯部分用作合成橡胶的原料外,大部分用作燃料。
随着甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、正丁烯直接水合制甲乙酮等新工艺的开发
成功以及正丁烷制顺酐、1,4-丁二醇、四氢呋喃等工艺的出现,碳四烃的利用率明显提高。
近年来,又研制出许多碳四烃利用的新工艺,如丁烯齐聚/加氢间接烷基化工艺、碳四烃与碳五烃裂解制烯烃工艺、乙烯与丁烯歧化为丙烯工艺等,为碳四烃的高附加值利用开拓了新途。
我国目前碳四烃的利用率还比较低,尤其是化工利用尚处于起步阶段。
随着我国炼油和乙烯工业的不断发展,大量副产碳四烃的利用已成为亟待解决的问题。
我国碳四烃的利用率很低,同发达国家相比,生产技术、产品种类及下游产品的开发利用还远远不够,一些重要的以碳四烃为原料的衍生物仍需大量进口。
我国丁二烯资源长期存在缺口,进口量逐年增加,随着丁二烯衍生物装置的进一步发展,丁二烯的需求还将增加。
因此,合理利用碳四烃资源已是我们亟待解决的问题。
蒸汽裂解制乙烯和催化裂化装置都生产、出大量的副产碳四馏分份碳四馏份的量已占乙烯产量的40%〔在我国,碳四馏份的化工利用率只有16%,而美国为80%一90%,日本和西欧为60%。
可见,我国碳四烃化工利用率明显低于工业发达国家。
特别是近年来大型乙烯装置投产,裂解碳四量成倍增长,若不加以合理利用,碳四的化工利用率将更低。
目前,除了其中某些碳四馏份被分离出来用作化工原料,如抽提法分离丁二烯,异丁烯与甲醇反应生产甲基叔丁基醚(MTBE),与水反应生产叔丁醇外,其余碳四则很少被利用,大多数提余液被当作燃料烧掉。
而国内急需的一部分碳四及其衍生产品,如丁基橡胶,甲乙酮,1一丁烯,聚异丁烯等却一直靠进口。
1.5.2.2项目提出的依据
1.6研究的结论
通过市场分析,技术方案论证,厂址及技术经济分析,初步结论如下:
(1)所选厂址条件优越,交通运输方便,公用工程供应完全满足要求,原料供应可靠,运输距离较短。
(2)本工程为石油裂解副产物的综合利用项目,符合国家的产业政策,能源和环境保护政策。
(3)以C4为原料生产高纯异丁烯、正丁烷以及合成MMA等,产品丰富,具有广阔市场,产品成本具有较强的竞争力。
(4)本工程是以新疆乌鲁木齐石化公司副产物C4为原料来源,生产市场需求量大的MMA、正丁烷等产品,生产符合新疆的发展规划。
技术经济分析表明,项目经济效益较好,有较强的抗风险能力。
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