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2010年中国聚甲醛行业分析报告
【2010年05月 嘉肯行业研究部】

一、聚甲醛产品介绍

聚甲醛又名聚氧化次甲基,简称POM。分子结构规整和结晶性使其物理机械性能十分优异, 是一种综合性能优良的热塑性树脂,POM的机械性能在工程塑料中最接近金属,尺寸稳定性好、耐水、油、耐化学试剂。在较大的温度范围内具有较高的弹性模数、硬度、刚性和机械性能,在很多场合可以替代钢铁、铜、锌、铝等金属材料,广泛应用于机械工业、轻工、电子电器、汽车工业、农用器械等领域,有“塑料中的金属”之称。

聚甲醛具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性,特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性,因此还用于耐热管道器件(管道阀门、泵壳体),草坪设备等。

 

二、聚甲醛工艺技术进展

聚甲醛分为两大类:一类是三聚甲醛或甲醛的均聚体,称为均聚甲醛,另一类是三聚甲醛与少量戊环的共聚体,称为共聚甲醛。均聚甲醛生产工艺以杜邦公司为代表,共聚甲醛生产工艺以赫斯特-塞拉尼斯公司的技术为典型代表,巴斯夫、三菱瓦斯化学公司等也有各自的技术。宇部兴产公司在聚合过程中不用溶剂的气相法共聚甲醛工艺也独具特色。以三聚甲醛为聚合单体的共聚技术占世界聚甲醛生产能力的80%。

旭化成公司开发了甲缩醛氧化直接合成70%高浓度甲醛新工艺,省去了甲醛浓缩和稀甲醛回收操作。合成三聚甲醛中产生的甲醛可循环返回甲缩醛合成反应塔。其甲缩醛合成反应温度较低(60~90℃),几乎不生成甲酸,无设备腐蚀。另外由于反应得到的甲醛含量达70%,有利于提高三聚甲醛合成反应速度,减少副反应。

宇部兴产公司在聚合过程中不用溶剂的气相法共聚甲醛工艺独具特色。气相法共聚甲醛技术主要由甲醛合成、单体制备、共聚合、稳定化、溶剂回收等组成。工艺路线为:原料甲醇采用空气氧化法制得50%的甲醛,甲醛与聚乙二醇反应,经脱水、热分解、精制,得到精制甲醛气。精制甲醛气与共聚单体三氧八环气态混合后进入双螺杆反应器进行共聚反应。聚合反应器排出的高温循环聚甲醛粉体经冷却返回聚合反应器进行循环,以控制聚合反应温度,然后用螺旋输送机将聚甲醛粉料送往稳定化处理。共聚甲醛生产中的添加剂和助剂配方不同造成了各公司产品在物料性能上有所不同,其应用范围也就不尽相同。

在三聚甲醛制造技术上,目前是硫酸催化法和固体酸催化法处于并存状态。旭化成公司开发的甲缩醛氧化得到70%浓甲醛,是共聚工艺路线的重大改进,省去了甲醛浓缩和稀醛回收步骤,大大节减了能耗和成本。在稳定化技术方面,目前熔体工艺和液相水解工艺并存,后者拥有发展潜力。

中国聚甲醛的开发研制工作始于1959年,初期中科院化学所、成都工学院和吉林化工研究院等开展了甲醛聚合制均聚甲醛的研究,随后中科院长春应化所、沈阳化工研究院、安徽化工研究院等也进行了三聚甲醛开环聚合制共聚甲醛的研究。

由于在气态甲醛精制等为面遇到了困难,均聚甲醛的研究相继于1962--1963年停了下来,此后国内聚甲醛的生产和科研都是共聚路线。

1965年底吉化石井沟联合化上厂采用长春应化所的科研成果在30L反应釜中制出了我国第一批共聚甲醛,1969年建成厂500吨/年聚甲醛装置,后来经过多次技术改造,生产能力达到1000吨/年。

经过多年的研究开发,我国已经掌握了单体制备和聚合工艺,在放大为规模装置时,能够提供可行的设计方案,并实现比已有装置更好的技术经济指标,但后处理和造粒工艺尚有待干完善。 目前技术水平没有重大突破,与外国公司比差距较大,表现为装置规模小、物耗能耗高、晶级低、牌号少、产品质量不稳定。

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三、全球聚甲醛生产状况

聚甲醛从上世纪50年代实现工业化至今已有40多年的历史。经过20世纪90年代早期相对平稳的一段时期以后,在近几年进入了快速发展的新阶段。 目前其生产能力仅次于聚酰胺和聚碳酸酯。

聚甲醛由美国杜邦(DuPont)公司于1959年开发成功,并首先实现了均聚甲醛的工业化生产,其商品名为Delrin。 据统计,2001年世界聚甲醛生产能力为75万吨,其中共聚甲醛占80%左右。聚甲醛的生产主要集中在美国、德国、日本、荷兰等发达国家,由于其生产的技术难度大,使其生产高度集中在少数生产手中,并且大多由DuPont、Hoechst、Celanese、Polyplastic等公司直接或间接控股。Hoechst、DuPont公司是世界上最大的聚甲醛生产公司,其生产能力分别占世界的28%和24%。其中赫斯特-塞拉尼斯公司、杜邦公司、巴斯夫公司和三菱瓦斯四家公司生产能力2005年占全球聚甲醛生产总能力的83%。
美国、德国、荷兰、日本、韩国等国及中国台湾省均建有万吨级聚甲醛生产装置。

近年来,亚洲地区聚甲醛生产能力增长迅速,韩国和中国及中国台湾省相继建设了万吨级生产装置。 07年世界聚甲醛生产能力超过103万吨,消费量约82万吨。2008年底,世界聚甲醛生产能力超过110万吨。

2002—2008年世界聚甲醛产能产量情况表 单位:万吨/年
年份 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
产能 83 84 89 97 100 103 110
产量 64.5 68 71 74.5 78 82  

近年来亚洲聚甲醛行业发展迅速,消费增加较快。 1995年以前世界聚甲醛生产装置90%左右在美国、西欧、日本等工业发达国家和地区。近年来随着亚洲经济逐步恢复,中国、东盟经济的持续稳定发展,对工程塑料的需求越来越强劲,世界著名聚甲醛生产商都看好亚洲市场,纷纷来亚洲投资建厂。

1995年至2001年亚洲尤其是马来西亚、新加坡、韩国和中国台湾新建装置能力达到16.3万吨,加上日本的增加量,亚洲新增能力占全球新增加能力的65%左右。

2001年至2008年,世界聚甲醛生产能力增加35万吨,其中中国增加22万吨,占全球新增能力的62.85%左右。

 

四、国内聚甲醛生产状况

我国聚甲醛的研发开始于上世纪50年代末,产品生产一直在较低水平上徘徊。

2000年以前,国内仅有2套千吨级聚甲醛生产装置,虽然经多年努力,可仍然存在生产规模小、生产工艺水平低、原材料及动力消耗高、生产成本偏高、产品质量不够稳定等问题,制约了国产聚甲醛发展及推广应用。

但随着国内聚甲醛需求增长迅速,使国内外生产厂家都加大开发生产聚甲醛的力度。2001年云南云天化股份公司从波兰ZAT公司引进全国第一套1万吨/年聚甲醛生产装置投产。

2002年我国聚甲醛已建成投产的生产厂家只有3家,总生产能力为1.27万吨/年,产量约为1万吨。分别为云南云天化股份有限公司、上海溶剂厂和吉化石井沟联合化工厂,生产能力分别为1万吨/年、1700吨/年和1000吨/年。 但上海溶剂厂和吉化石井沟联合化工厂由于生产规模小,工艺技术尚存在一些缺陷,两厂均处于停产或半停产状态。

2004年,杜邦中国集团有限公司与日本的旭化成株式会社共同在中国建立的合资企业杜邦-旭化成聚甲醛(张家港)有限公司投产,专门生产并销售共聚甲醛(POM)树脂,初期生产能力为2万吨/年,计划逐步增加到6万吨/年。

2001年,日本宝理工程塑料株式会社、三菱瓦斯化学、韩国工程塑料株式会社、美国蒂科纳公司在中国建立合资企业--宝泰菱工程塑料(南通)有限公司(PTM),其中日本宝理塑料持有约70%的股份,负责宝泰菱公司的业务运营。2003年夏在江苏南通经济技术开发区开始建立世界级规模的6万吨/年聚甲醛生产工厂,2005年10月工厂正式商业运转,生产能力为6万吨/年。

中国石油天然气集团公司大庆油田甲醇厂投资5.67亿元,引进美国塞拉尼斯公司的技术,建设的2万吨/年POM项目,于2002年开始设计,2004年实现装置投产。

山西晋城兰花科创股份有限公司年产3万吨POM项目。

2007年5月底新疆联合化工在新疆库车县建设年产4万吨聚甲醛项目,以天然气为原料,采用波兰ZAT技术。

云南云天化股份有限公司投资新建了2万吨聚甲醛项目,并于2006年建成投产,在总部聚甲醛产能达到3万吨。

2007年4月,云南云天化在重庆(长寿)化工园区投资建设6万吨/年聚甲醛项目,该项目采用波兰共聚甲醛技术,总投资20亿元。整个项目共分为三套2万吨聚甲醛生产装置组成,一期工程2008年7月完成生产,后续2套生产装置分别将在2010年底全面完工并投入生产。

2008年3月上海蓝星新材料公司一期年产4万吨聚甲醛生产装置在上海星火开发区建成投产。二期年产6万吨聚甲醛项目正在建设中,五年内上海将建成年产10万吨以上的聚甲醛项目。

截止2008年底,我国聚甲醛生产能力为22.27万吨/年。主要生产厂家有:宝泰菱工程塑料(南通)有限公司(6万吨/年)、云南云天化股份有限公司(5万吨/年)、杜邦-旭化成聚甲醛(张家港)有限公司(2万吨/年)、山西晋城兰花科创股份有限公司(3万吨/年)、大庆油田甲醇厂(2万吨/年)和上海蓝星新材料公司(4万吨/年)。

根据嘉肯咨询的统计我国在建的聚甲醛项目主要有:中化集团蓝星公司上海蓝星新材料公司二期的6万吨/年已开工建设;新疆联合化工有限责任公司4万吨/年和云南云天化股份有限公司6万吨/年的聚甲醛项目也已开工建设。 2008年5月,天津滨海新区临港工业区的天津碱厂建设一套4万吨聚甲醛装置。其中01单元于2010年4月投料生产。

国内目前能够掌握聚甲醛生产技术,正式生产聚甲醛的企业并不多,产品品种少,其中云南云天化股份有限公司只能生产几个牌号的产品,上海蓝星新材料公司也只有10余个牌号,大多都是通用型号的产品,这同国外也有差距,国外改性产品的应用比例比中国高,国外改性产品的应用量在30%以上。国内各厂生产的聚甲醛远远不能满足国内的需求。

除了在生产技术同国外有差距外,在聚甲醛的加工技术和设备上同国外也有校大差距。 而且在聚甲醛的加工应用中,一般会出现以下问题:产生模垢、制品变黄、加工气味大、收缩率大、制品发脆、表面光泽差、翘曲变形、空洞或气泡、流痕、银纹等问题。

我国聚甲醛主要生产厂家及产能统计 单位:万吨/年
序号 厂家名称 生产能力
1 宝泰菱工程塑料(南通)有限公司 6
2 杜邦-旭化成聚甲醛(张家港)有限公司 2
3 云南云天化股份有限公司 5
4 山西晋城兰花科创股份有限公司 3
5 大庆油田甲醇厂 2
6 上海蓝星新材料公司 4
7 上海溶剂厂 0.17
8 吉化石井沟联合化工厂 0.1
合 计   22.27

我国近年来聚甲醛产能产量情况表 单位:万吨/年
年份 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
产能 1.27 1.27 3.27 11.27 14.27 16.27 22.27
产量 1 1.1 1.6 5.2 9.4 11.04  14.6

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五、国内主要聚甲醛生产企业概况

宝泰菱工程塑料(南通)有限公司

宝泰菱工程塑料(南通)有限公司由日本宝理塑料株式会社、日本三菱瓦斯化学株式会社、美国蒂高纳公司和韩国工程塑料株式会社等四家跨国公司共同投资1.4亿美元在江苏省南通市经济技术开发区成立的外商独资企业,建有年产6万吨共聚甲醛的世界级规模生产工厂。

杜邦-旭化成聚甲醛(张家港)有限公司

杜邦-旭化成聚甲醛(张家港)有限公司是杜邦中国集团有限公司与日本的旭化成株式会社各占50%的股份,共同在中国建立的一家合资企业,成立于2002年8月8日,专门生产并销售共聚甲醛(POM)树脂。工厂于2004年春季投产,初期产量为每年2万吨,并计划逐步增加到每年6万吨。

云南云天化股份有限公司

云南云天化股份有限公司其前身云南天然气化工厂始建于1974年10月,是经毛泽东主席圈阅、周恩来总理批准引进国外成套技术建设的全国十三套大化肥装置之一。公司现拥有总资产104亿元,净资产44亿元。
云南云天化股份有限公司本部位于川滇两省交界的云南省水富县,具有公路、铁路、水运和航空等多种便利的交通条件,占地面积120万平方米,主营化肥、化工原料及产品的生产与销售,拥有年产50万吨合成氨、76万吨尿素、15万吨硝基复合肥、1万吨季戊四醇和3万吨聚甲醛等生产装置。其中,合成氨、尿素生产装置分别从美国、荷兰全套引进,经过多年技术改造,单套生产能力目前居全国最大,消耗等主要技术指标居国内同期引进的同类型装置领先水平。季戊四醇装置是从意大利全套引进的、国内目前单套规模最大、技术最先进、产品质量最好的同类装置。聚甲醛装置是国内首套万吨级引进装置,打破了国外化工企业的垄断,填补了国内聚甲醛产品的空白,开创了中国人自己的聚甲醛产业。

云天化股份有限公司投资建设的年产6万吨聚甲醛项目已在重庆长寿晏家工业园区已全面开工,一期项目2008建成投产,后续生产装置也将在2010年全面完工,投入生产。

 

六、中国聚甲醛消费概况与消费结构

20世纪70~80年代,我国聚甲醛消费量长期在数千吨级徘徊。进入90年代尤其是末期以来,由于电子电气、汽车工业及出口加工业迅速发展,聚甲醛消费情况发生了引人注目的变化。 我国聚甲醛消费量增加迅速,从20世纪70年代中期的2000--3000吨提高到90年代初期的1--2万吨经历了15年时间,而从1--2万吨发展到90年代中后期的4万吨/年,仅仅用了5年时间。到2002年,我国聚甲醛的消费量达10万吨以上,2006年国内聚甲醛年消费量约在23.4万吨左右,据嘉肯咨询了解2008年在29万吨左右。自给率约为50%。

2000年到2004年,由于国内产量较小,我国聚甲醛大量依靠进口,自给率很低,进口依存度高达90 %以上。2005年后,随着宝泰菱工程塑料(南通)有限公司、杜邦-旭化成聚甲醛(张家港)有限公司、山西晋城兰花科创股份有限公司、大庆油田甲醇厂的投产以及云南云天化股份有限公司的扩产,缓解了我国聚甲醛的需求压力。 但是目前我国聚甲醛的生产与市场需求仍然极不相称,生产能力和技术水平都远远落后于世界发达国家,高端产品主要依赖进口来满足国内市场的需要。

我国聚甲醛消费主要集中在华南、华东,其中广东占全国消费比重最大。 2007年,我国聚甲醛消费构成与国外有较大区别,主要分布在电子电气和日用消费品领域,其中电子电气需求量占总需求量的55%,日用消费品占20%,汽车工业占15%,工业机械占8%,其他领域占2%。

近几年,随着汽车、建筑、家用电器、农业灌溉、日用消费品等下游产业快速发展,国内聚甲醛树脂消费领域逐步扩大,汽车等新的消费领域正在兴起,因此消费量正持续快速增加。

国内聚甲醛的主要消费领域是家电及轻工行业,与发达国家相比,在用量较多的机械和输水排灌方面,聚甲醛消费甚少,因此随着我国工业水平的提高和市场的开拓,聚甲醛消费量必将进一步增长。预计今后几年中,我国聚甲醛消费需求仍将以较高的速度增长,年增长率在10%左右。
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