国内外三聚氰胺产业发展情况与工艺分析

        导读：国内外三聚氰胺产业发展情况与工艺分析，近年来全球三聚氰胺生产能力以每年10%左右的速度快速增长，我国市场处于高增长期，欧美地区基于环保压力则处于产业转移的负增长阶段。目前，三聚氰胺需求量主要集中在欧美和日本等发达国家和地区。

        参考《中国三聚氰胺行业深度研究与投资策略研究报告(2014-2019)》

1国际国内三聚氰胺产业产能、产量状况

1．1国际产能、产量

        近年来全球三聚氰胺生产能力以每年10%左右的速度快速增长，我国市场处于高增长期，欧美地区基于环保压力则处于产业转移的负增长阶段。目前，三聚氰胺需求量主要集中在欧美和日本等发达国家和地区。

        据2012年9月阿里巴巴网站统计，截至2011年，全球共有150余家三聚氰胺生产企业，总产能220．8万t/a，产量约200万t/a。其中欧洲地区主要厂家有12家，产能约70．5万t/a，占全球总产能的28．5%，2010年产量57万t，占全球总产量的28．5%;美洲地区主要厂家有4家，产能20．5万t/a，占全球总产能的9．2%，2010年产量15万t，占全球总产量的7．5%;亚洲地区产能129．8万t/a，占全球总产能的62．3%，2010年产量110万t，占全球总产量的64%。亚洲已成为世界三聚氰胺生产基地，而我国已成为世界重要的三聚氰胺生产基地。

        2006—2010年，世界三聚氰胺产量与产能基本成正比增长，2009年金融海啸后，由于全球制造业萎缩，三聚氰胺市场供大于求的状况也日渐凸显，加之原油、天然气等基本原料大幅度涨价，美国、日本、韩国等国家的部分厂家相继停产。因此，虽然2006—2010年新增产能较多(累计达到120．7万t/a)，实际产量却只有约90．4万t，其中2007年世界三聚氰胺产量增长较快，主要是由于欧洲和我国的新装置投产后新增产量较多。近年我国三聚氰胺产量有较大幅度的增长，而世界上其他地区的生产企业因生产成本等因素陆续在减产，如日本三井、美国氰胺公司等都减产50%以上，日本三井在2008年2月退出三聚氰胺生产领域。综合以上因素，今后几年世界三聚氰胺产量将不会有较大增长。

1．2国内产能、产量及出口

        2001年我国三聚氰胺产能达19万t/a，产量达13万t/a。2005年我国共有三聚氰胺生产厂家106家，总产能58．8万t/a，占亚洲总产能的62．4%，占全球总产能的36．2%左右，2005年我国三聚氰胺产量为33．8万t，占亚洲总产量的51．2%，占全球总产量的23．6%，欧洲三聚氰胺装置开工率为95．60%，我国开工率为57．5%，除去贸易保护主义和贸易壁垒的影响，在一定程度上了说明我国三聚氰胺产业厂家数量虽然众多，但大都规模小、产量小，技术不够先进，开工不足，缺乏市场竞争力。2010年，我国三聚氰胺产能达到104．47万t/a;2012年新增生产厂家13家，新增产能45万t/a，产量增大的原因在于河北辛集九元、山东舜天、新疆胡杨、江苏银珠等新装置投产;2013年再新增产能28万t/a。

        据相关统计数据显示，2010年我国三聚氰胺的出口量约为13．46万t，占全球出口总量的35．16%。2011年1—9月，我国三聚氰胺累计出口量13．16万t。不过之后的2012年，由于三聚氰胺全球范围内同样面临供过于求，加之全球三聚氰胺行业正处于新老交替的洗牌阶段，部分老企业相继退出，世界主要的三聚氰胺供应商为了维护自己的市场地位，开始强化开发新的三聚氰胺生产工艺(如DSM公司开发的短流程高压法)以降低成本，使得一些更具原料成本优势的新项目开始发力，同时三聚氰胺生产巨头也开始把三聚氰胺生产装置往中东和中美洲等主要的油气产地转移，国际上一批技术先进的三聚氰胺装置也陆续投产，使得我国三聚氰胺的出口空间受到挤压，2012年1—9月，我国三聚氰胺累计出口7．5万t。2013年，由于国内尿素市场走势低迷，创出2010年以来价格新低，使得三聚氰胺生产成本大幅降低，企业盈利大幅提高，加之国内三聚氰胺需求尚可，市场平稳，使得出口大幅增加，1—9月共出口三聚氰胺15．47万t，与去年相比增长了106．39%。

        2主流三聚氰胺工艺装置及特点尿素法按工艺分为干法、湿法和半干法。根据熔融尿素热解压力的不同，尿素法三聚氰胺生产的工艺路线分为高压法(7～10MPa)、中压法(0．5～1MPa)和常压法(0．3MPa以下)3种。其中高压法工艺技术代表有美国的ACC(其分公司在上海设有办事处)工艺、意大利的ETCE(意大利欧洲技术公司在北京设有代表处)工艺和日本的NISSAN(日产)工艺;低压法工艺技术代表有荷兰的DSM(目前已向生物化工方向转行，商标已更换)工艺和奥地利的OSW(奥地利氮素公司)工艺;常压法有德国的巴斯夫(BASF)工艺和我国自行开发的清大华业常压改良气相淬冷法工艺。就目前我们所获悉的资料来说，意大利欧技公司的第四代湿法工艺最为成熟，环保系数、生产规模、运行成本均优秀，但初期投资较大;其次为国内清大华业的常压法改良型工艺，其干法装置我公司有一定的技术储备，初期投资规模不大，盈利能力较强。

2．1高压法

2．1．1意大利ETCE工艺

        ETCE的工艺流程为:将从尿素装置送来的尿素溶液提浓，得到145℃的熔融尿素，加压至8．5MPa，与8．5MPa、420℃的氨混合后进入三聚氰胺反应器，反应压力为8．0MPa、温度380℃，在反应器内尿素直接转化为三聚氰胺;从反应器出来的含二氧化碳、氨、三聚氰胺和少量缩聚物的液相物料减压至2．5MPa进入急冷工段，在急冷塔内将液相物料中的绝大部分氨和二氧化碳闪蒸出来后，以甲铵液的形式送出另作处理;从急冷塔底部出来的三聚氰胺溶液被送到汽提塔内将残余的氨和二氧化碳汽提出来，然后经缩聚物分解、脱出固体杂质和吸附脱色后，再结晶、离心分离、干燥得到三聚氰胺产品;离心分离产生的母液经过氨回收和废水处理重新得到回收利用。该工艺产品收率在85%～90%。

        ETCE工艺技术最大产能为6万t/a，产品质量达到欧洲标准的优级品。近年来，该技术不断改进，主要技术改进内容包括:反应工段一是开发了新型反应器，使气相在反应器内分离，缩短了工艺流程，二是应用预转化器技术进一步扩大了生产规模，进而降低了产品成本;回收工段利用超滤膜技术去除工艺循环水中的OAT;废水系统利用热分解将废水中的固体物质水解成氨，并将二氧化碳重新利用，减少了废水和废固的排放。

2．1．2日本NISSAN工艺

        NISSAN的工艺流程为:将固体尿素熔融后加压到9．8MPa进入高压洗涤塔，吸收反应器释放尾气中残余的三聚氰胺和未反应的尿素后进入三聚氰胺反应器，同时液氨加压到10．0MPa、加热到400℃后也进入反应器，在10．0MPa、380～400℃条件下尿素转化为三聚氰胺;洗涤过的尾气经尾气回收装置吸收形成甲铵液，送出界区另作处理;从反应器出来的液体物料与热氨气在氨解器内进一步反应，将缩聚物分解成三聚氰胺，之

        后进入急冷塔淬冷得到180℃、20%～30%(质量分数)的三聚氰胺粗料浆，粗料浆进入汽提塔内将氨和二氧化碳汽提出来，再经过滤、降压、结晶得到三聚氰胺固体，经离心分离、干燥、粉碎得到三聚氰胺成品。该工艺产品收率也在85%～90%。

        NISSAN工艺技术属于较早的高压法技术，它吸收了低压法的一些优点，又改良了湿法工艺的缺点，基本上为人们所接受，但日本NISSAN公司只限于自己使用该技术，不积极向外转让，最大产能尚不清楚。

2．1．3美国ACC技术

        美国有3家拥有三聚氰胺生产技术的公司，分别是美国氰胺公司、美国化学公司和联合信号公司。联合信号公司将高压法技术专利转让给意大利欧技公司后就不再拥有该项技术;氰胺公司和化学公司的技术均为高压法生产工艺。他们的技术主要是满足自己使用，目前发展很慢。

2．2低压法

        低压法三聚氰胺工艺也属于液相反应，温度范围为380～440℃，其代表技术有荷兰DSM、意大利KTI(DSM改进型)和德国鲁奇等。低压法工艺的特点:在催化剂存在的情况下反应，选择性好、产品质量高、副产物少，技术开发较早，比较成熟，但工艺复杂、流程长;工艺为液相捕集反应，设备腐蚀较大，材料等级要求较高，设备多、占地面积大，一次投资较高;操作难度大，易堵塞，能耗高;压力低，尾气利用难度较大;开车后获得合格产品的时间较长。

2．2．1荷兰DSM工艺

        固体尿素熔融后，由高速氨气(150℃)通过两相喷雾器从下侧喷入流化床反应器，尾气回收产生的纯氨气经加压升温到反应温度后从底部高速进入反应器，使反应器内的催化剂呈流态化，雾化的尿素在催化剂的作用下与氨反应生成三聚氰胺。反应器顶部有2个旋风分离器，将夹带在反应气流中的催化剂粉尘分离下来后进入急冷器，在急冷器内反应气被喷入的母液和冷淤浆直接淬冷，使三聚氰胺冷却而凝结成固体，形成的过饱和溶液进入洗涤塔，通过喷入母液和自身循环料浆使三聚氰胺在洗涤塔内从气、液、固三相混合物中分离出来。由塔底出来含10%三聚氰胺的粗料浆分两路:一路经泵返回到急冷器和洗涤塔作急冷液;另一路进入洗涤塔，洗涤塔顶部释放的氨、二氧化碳气体混合物去尾气回收工段。从洗涤塔

        出来的料浆通过旋风分离器或水力分离器分离后料浆被提浓到35%(质量分数)，进入解吸塔汽提出物料中的氨和二氧化碳。从解吸塔出来的料浆进入净化工段，在混合器内加入活性炭脱色，用氨调节料浆的pH除去缩聚物，脱色后的料浆进入过滤器除去杂质后去结晶二段，在真空下经蒸发、冷却、结晶、离心分离、干燥后得到三聚氰胺成品。该工艺的产品收率约为85%。

        到目前为止，DSM低压法工艺在世界范围内技术占有率最高，最大规模为20万t/a，但其生产规模和工艺的复杂性限制了它的发展，目前正在开发高压一步法工艺，简化工艺流程，扩大生产规模。目前高压一步法工艺技术处在中试阶段。

2．2．2我国常压法改良型工艺

        我国以清华大学为龙头的几家设计开发单位改良过去的老工艺，开发成功我国的常压法改良型工艺。该工艺的流程与BASF流程相似，目前最大生产规模5万t/a，普遍规模为1．2万t/a，具有工艺路线短、操作控制简单、设备投资少、规模小、开停灵活等优点。我国常压法改良型工艺的特点为:克服了原来工艺洗涤装置庞大、气体洗涤量大的缺点;进、出反应器的物料直接热交换，使进入反应器的物料温度提高100℃，出反应器的物料温度降到300～330℃;结晶和捕集合并在一起，设备紧凑。新型的改良工艺在国内得到了广泛的应用，这也标志着我国的三聚氰胺生产技术已跻身于世界前列。

3三聚氰胺下游产品及在我国的消费领域

3．1主要下游产品

(1)装饰面板

        三聚氰胺板又叫双饰面板，也有人称它为一次成型板。它的基材是刨花板，由基材和表面贴面粘合而成，表面贴面主要有国产的和进口两类，由于是经过了防火、抗磨、防水浸泡处理的，使用效果雷同于复合木地板。

(2)涂料

        涂料是以三聚氰胺为原料，与甲醛缩合、聚合制得的三聚氰胺树脂，其改性树脂可作为色泽鲜艳、耐久、硬度好的金属涂料。由三聚氰胺、甲醛、丁醇为原料制得的582三聚氰胺树脂可用作溶剂型聚氨酯涂料的流平剂，效果极佳。

(3)模塑粉

        以三聚氰胺甲醛树脂为基料的模塑料具有无臭、无味、耐热、耐水、自熄、耐霉菌、抗电弧等优良性能，比脲醛树脂为基料具有更好的表面硬度、光泽性、绝缘性、耐热性和耐水性，并且制品被广泛地代替陶瓷制品。其中尿素三聚氰胺甲醛模塑料具有部分三聚氰胺甲醛模塑料的性能，但其具有价格优势，是今后的发展趋势。

(4)纸张

        三聚氰胺浸渍纸有多种，广泛地用在橱柜、衣柜、强化复合地板的贴面中。三聚氰胺充当胶水的作用，含有一定量的甲醛，贴面的纸张经过三聚氰胺胶水和一些添加剂浸渍后，就成为三聚氰胺浸渍纸，和板材(密度板、刨花板、胶合板)经过热压机钢板的热压成为饰面板材。三聚氰胺浸渍纸根据原纸功能的不同而不同，分为花色纸、耐磨纸以及平衡纸。

5)三聚氰胺泡沫(棉)

        春兰集团有限责任公司与日本井上公司合资兴建了的10万m3/a三聚氰胺泡沫绵项目已进入试生产阶段，其主要产品为吸声隔热保温材料。目前我公司的新材料公司研制的三聚氰胺泡沫(棉)材料己转为生产阶段。

3．2在我国的消费领域

        总体来说，我国三聚氰胺主要用于层压板、木材黏合剂、表面涂覆、模塑料、纸张及织物处理等领域。层压板是我国三聚氰胺最大的消费领域，2010年三聚氰胺在层压板方面的消费量占三聚氰胺总消费量的45%，其次是涂料。2007—2010年我国三聚氰胺的年需求总量分别为36．8万t、40．9万t、50．2万t和55万t，虽然总体逐年略有增加，但增幅不大。相对于三聚氰胺产能的快速扩张，传统下游应用领域的增长要缓慢得多。目前BASF公司的三聚氰胺油漆已经有所收获，四川金象化工股份有限公司也在实验室开发出了有望用于防火服的三聚氰胺纤维，一旦把墙面漆、环保家具等应用市场开发出来，将消化很大部分产能。

4国内三聚氰胺生产现状

        目前国内三聚氰胺的产能主要分布在四川、山东、河南、山西、河北等拥有丰富煤炭和天然气资源的地方，主要集中在下列企业:川化股份公司、华茂化工、安徽三星化工有限责任公司、中国石油乌鲁木齐石油化工总厂、河北晶龙丰利化工有限公司、河南豫华精细化工有限公司、济南闻韶化工有限公司、天津市凯威化工有限公司、盘锦中润化工有限公司、四川美丰化工股份有限公司、成都玉龙化工有限公司、中原大化、山西风荷、山东舜天、辛集九元、山东联合、中化平原等企业。

5结束语

        川化自上世纪80年代早期发展三聚氰胺产业以来，至今已走过30余年，自国内第1套三聚氰胺生产装置在天府之国扎根以来，川化的三聚氰胺产业得到了不断地发展，积累了多种生产方法、生产技术以及节约成本的宝贵经验，一度成为了国内行业的领跑者。但随着时代的发展，川化三聚氰胺的产业规模已明显落后，仅从川化所在地———成都市青白江区来说，周边民营企业的1套清大华业5万t/a三聚氰胺生产装置已超过川化所有在产装置产能总和，川化的三聚氰胺装置除人员技术及生产管控优势外，已呈逐渐落后的态势，所拥有的3套清大华业1．2万t/a生产装置可能会在近5a内被市场所淘汰。因此，川化必须清楚地认识三聚氰胺产业的现状，加快装置的技术升级，加快三聚氰胺下游应用产品的研发，尽快实现三聚氰胺泡沫(棉)材料的产业化生产，同时加快企业改革和产业转型，以便在激烈的市场竞争中求得生存和发展。