三聚氰胺，俗稱(chēng)密胺，是一種三嗪類(lèi)含氮雜環(huán)有機化合物，通常以尿素為原料生產(chǎn)。作為一種重要的化工原料，三聚氰胺可與甲醛反應合成三聚氰胺樹(shù)脂，三聚氰胺樹(shù)脂硬度比脲醛樹(shù)脂高，不易燃，耐水、耐熱、耐老化、耐電弧、耐化學(xué)腐蝕，有良好的絕緣性能、光澤度和機械強度，因此，三聚氰胺廣泛用于高級涂料、層壓板、裝飾板、粘合劑、模塑制品及造紙、紡織、皮革、電氣、醫藥等行業(yè)［1］。我國作為三聚氰胺生產(chǎn)及出口大國，生產(chǎn)企業(yè)眾多，采用的生產(chǎn)工藝技術(shù)種類(lèi)也多，在2021年三聚氰胺價(jià)格持續走高的背景下，整個(gè)行業(yè)受到了更多的關(guān)注。以下對我國三聚氰胺市場(chǎng)情況及生產(chǎn)工藝應用情況作一梳理。 2010—2021年我國三聚氰胺產(chǎn)能及增長(cháng)率見(jiàn)圖1（資料來(lái)源于智研咨詢(xún)、隆眾資訊）?？梢钥闯?，近年來(lái)我國三聚氰胺行業(yè)產(chǎn)能增速較前期有所放緩，但整體上仍較為穩定，總產(chǎn)能維持在1 900 kt／a左右。2010年以來(lái)，我國三聚氰胺行業(yè)產(chǎn)能處于新舊交替期，主要表現為淘汰能耗高、污染嚴重、規模較小的落后產(chǎn)能，新建低能耗、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量高的大型裝置——近兩年新建、擬建三聚氰胺裝置多為單套產(chǎn)能50 kt／a以上，如晉煤集團晉豐公司采用意大利歐技公司第四代無(wú)催化劑高壓法工藝建設的60 kt／a三聚氰胺裝置和山東華魯恒升采用低壓法工藝建設的2套60 kt／a三聚氰胺裝置等。
圖1 2010—2021年我國三聚氰胺產(chǎn)能及增長(cháng)率 2010—2020年我國三聚氰胺產(chǎn)量及增長(cháng)率見(jiàn)圖2（資料來(lái)源于智研咨詢(xún)、隆眾資訊）?？梢钥闯觯?019年我國三聚氰胺產(chǎn)量為1 300 kt，較2018年的1 287.2 kt同比增長(cháng)0.99%，2017—2018年產(chǎn)量增長(cháng)明顯，主要是由于2016年底三聚氰胺價(jià)格處于高位給國內三聚氰胺生產(chǎn)企業(yè)釋放了利好信號，部分企業(yè)新增產(chǎn)能、擴大產(chǎn)量，經(jīng)過(guò)一輪建設周期，2018年三聚氰胺產(chǎn)能釋放、產(chǎn)量增加，三聚氰胺市場(chǎng)價(jià)格步入下行區間，加之原料成本壓力加大，故2018—2019年產(chǎn)量增長(cháng)出現了較為明顯的下滑；2020年我國三聚氰胺產(chǎn)量為1 330 kt，較2019年的1 300 kt增長(cháng)2.31%；2021年前7個(gè)月我國三聚氰胺產(chǎn)量為824.2 kt，較2020年同期的760.9 kt增長(cháng)8.31%，2021年我國三聚氰胺產(chǎn)量增長(cháng)趨勢較為明顯。目前，國內三聚氰胺年產(chǎn)量超過(guò)100 kt的生產(chǎn)企業(yè)由原來(lái)的1家增至4家，分別為四川金象化工、新疆心連心、山東華魯恒升和山西豐喜肥業(yè)。
圖2 2010—2020年我國三聚氰胺產(chǎn)量及增長(cháng)率 2016—2020年我國三聚氰胺表觀(guān)需求量見(jiàn)圖3（數據來(lái)源于中國海關(guān)及智研咨詢(xún)）?？梢钥闯觯航? a來(lái)我國三聚氰胺表觀(guān)需求量呈緩慢增長(cháng)的態(tài)勢，其中2017—2019表觀(guān)需求量增長(cháng)較為明顯，主要原因是板材、涂料等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及板材行業(yè)對甲醛釋放的嚴格環(huán)保要求促使了膠粘劑的升級，從而提升了國內三聚氰胺的需求；2020年我國三聚氰胺表觀(guān)需求量為1 026.1 kt，較2019年的989.3 kt增長(cháng)36.8 kt，增長(cháng)率為3.72%，2019—2020年我國三聚氰胺表觀(guān)需求量增長(cháng)明顯放緩，原因是環(huán)保要求逐步提高以及新冠疫情對三聚氰胺下游板材行業(yè)造成了一定影響，不過(guò)，未來(lái)隨著(zhù)新冠疫情得到控制，我國三聚氰胺表觀(guān)需求量應該會(huì )有增長(cháng)的可能。
圖3 2016—2020年我國三聚氰胺表觀(guān)需求量 1.2 三聚氰胺進(jìn)出口狀況 我國是全球三聚氰胺的主要出口國，2016—2020年我國三聚氰胺進(jìn)出口量見(jiàn)圖4（資料來(lái)源于中國海關(guān)）?？梢钥闯?，近5 a來(lái)我國三聚氰胺出口量先揚后抑、進(jìn)口量很少且基本保持平穩，2018年后我國三聚氰胺出口量下滑較為明顯，不過(guò)即使是出口量下滑較多的2020年，我國三聚氰胺出口量仍達304.3 kt，較之于446 t的進(jìn)口量，出口量仍達進(jìn)口量的682倍，是名符其實(shí)的三聚氰胺出口大國。受全球新冠疫情控制差異及各國經(jīng)濟波動(dòng)的影響，2021年1—7月我國三聚氰胺出口量為257 491 t、進(jìn)口量為38 t，出口量更是增至進(jìn)口量的6 776倍。
圖4 2016—2020年我國三聚氰胺進(jìn)出口量 2016—2020年我國三聚氰胺進(jìn)出口額見(jiàn)圖5（資料來(lái)源于中國海關(guān)）?？梢钥闯?，近5 a來(lái)我國三聚氰胺進(jìn)出口額與進(jìn)出口量變化趨勢同步，2019年我國三聚氰胺出口額為26 641萬(wàn)美元、進(jìn)口額為128萬(wàn)美元、出口均價(jià)約856美元／t，2020年我國三聚氰胺出口額為21 723萬(wàn)美元、進(jìn)口額為107萬(wàn)美元、出口均價(jià)約714美元／t。有資料表明，2021年1—7月我國三聚氰胺出口額為30 328萬(wàn)美元、進(jìn)口額11萬(wàn)美元、出口均價(jià)1 178美元／t，2021年1—7月我國三聚氰胺出口均價(jià)較2020年上漲約65%。
圖5 2016—2020年我國三聚氰胺進(jìn)出口額 1.3 國內三聚氰胺市場(chǎng)行情 三聚氰胺生產(chǎn)以尿素為原料，噸三聚氰胺產(chǎn)品需消耗3 t以上的尿素原料，由于中國是世界上最大的尿素生產(chǎn)國，價(jià)格合適且充足的尿素為三聚氰胺生產(chǎn)提供了穩定的原料，因此三聚氰胺生產(chǎn)成本也主要隨尿素價(jià)格的波動(dòng)而起伏。 2014—2018年國內三聚氰胺價(jià)格在5 000～9 800 t／元之間；2018—2019年我國三聚氰胺產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新一輪擴產(chǎn)期，新增產(chǎn)能超過(guò)200 kt／a，國內三聚氰胺裝置總產(chǎn)能近2 200 kt／a，國內實(shí)際消費量?jì)H900 kt／a左右，三聚氰胺產(chǎn)量的大幅增長(cháng)導致2018—2019年國內三聚氰胺價(jià)格出現大幅下滑，2019年國內三聚氰胺市場(chǎng)行情整體走弱，價(jià)格在5 200～6 400元／t，其中高質(zhì)量的三聚氰胺價(jià)格比普通三聚氰胺價(jià)格高200～500元／t［2］。 2020年三聚氰胺市場(chǎng)延續弱勢行情，整體弱于2019年。2020年上半年受新冠疫情影響較大，三聚氰胺價(jià)格延續低位運行，維持在4 500～5 200元／t，其中4月下旬價(jià)格創(chuàng )歷史新低，低端產(chǎn)品出廠(chǎng)價(jià)格跌至4 300元／t；后在中國氮肥工業(yè)協(xié)會(huì )限產(chǎn)保價(jià)號召下，三聚氰胺市場(chǎng)小幅回暖，進(jìn)入2020年下半年，市場(chǎng)開(kāi)始出現轉機——2020年10月份以后，在下游終端企業(yè)開(kāi)工恢復及出口接單好轉、各三聚氰胺生產(chǎn)廠(chǎng)家庫存逐漸消化、部分三聚氰胺裝置停車(chē)檢修、原料尿素價(jià)格大幅調漲等利好疊加下，三聚氰胺市場(chǎng)開(kāi)啟“直線(xiàn)式”上行通道，至2020年11月20日國內三聚氰胺出廠(chǎng)均價(jià)漲至7 219元／t，達2020年歷史高點(diǎn)。 2021年上半年，國內三聚氰胺市場(chǎng)總體變化幅度較大——春節假期結束后，三聚氰胺市場(chǎng)價(jià)格持續2個(gè)多月上漲，至2021年5月10日達到首個(gè)價(jià)格峰值14 785元／t，比2021年1月13日的最低價(jià)6 439元／t高出8 346元／t、漲幅達129.62%，比2020年5月10日均價(jià)4 519元／t高出10 266元／t、漲幅達227.17%；至2021年9月14日，國內三聚氰胺市場(chǎng)價(jià)格再創(chuàng )新高，出廠(chǎng)均價(jià)達到17 216元／t，較2021年9月1日出廠(chǎng)均價(jià)上漲2 738元／t、漲幅達18.91%，較2020年9月14日出廠(chǎng)均價(jià)上漲257.97%。 2021年三聚氰胺市場(chǎng)價(jià)格大幅上漲主要有幾方面的原因。首先，出口量顯著(zhù)增加。經(jīng)過(guò)近兩年的新冠疫情控制，全球經(jīng)濟逐漸復蘇，國外三聚氰胺需求量增加，有效支撐了國內三聚氰胺市場(chǎng)價(jià)格。其次，國內經(jīng)濟增長(cháng)逐漸恢復。內需集中采購，受買(mǎi)漲不買(mǎi)跌心態(tài)的影響，國內采購意愿較強，加之國內三聚氰胺下游板材產(chǎn)品市場(chǎng)逐漸好轉，也提升了三聚氰胺需求。再者，化工產(chǎn)品價(jià)格周期性變化。2019—2020年三聚氰胺市場(chǎng)價(jià)格一直處于低位，其中部分時(shí)間區間生產(chǎn)廠(chǎng)家處于虧損狀態(tài)，經(jīng)過(guò)產(chǎn)能優(yōu)化、庫存消耗，加之經(jīng)濟形勢總體向好，有效帶動(dòng)了其價(jià)格的上漲。不過(guò)，隨著(zhù)三聚氰胺價(jià)格不斷走高，下游企業(yè)成本壓力較大，其價(jià)格較最高點(diǎn)應有所回落，只是三聚氰胺市場(chǎng)價(jià)格受上述因素持續影響及尿素價(jià)格高企的影響，短期內應該仍能維持較好的水平，但其長(cháng)期走勢還是會(huì )遵循市場(chǎng)規律，加之產(chǎn)能過(guò)剩、淘汰落后產(chǎn)能等問(wèn)題，價(jià)格終將趨于理性。 2 三聚氰胺生產(chǎn)工藝選擇 三聚氰胺生產(chǎn)工藝按原料不同分為雙氰胺法和尿素法。雙氰胺法是以雙氰胺和氨作為三聚氰胺生產(chǎn)原料，在甲醇溶液中控制壓力10 MPa、溫度200℃下，雙氰胺與氨反應生成三聚氰胺，再通過(guò)精制得到三聚氰胺成品。最初我國三聚氰胺生產(chǎn)主要采用雙氰胺法，但由于雙氰胺法生產(chǎn)成本高、效益差，逐漸被淘汰。尿素法是以熔融尿素分解生成氨和異氰酸，異氰酸在催化劑作用下縮合生成三聚氰胺，生產(chǎn)三聚氰胺產(chǎn)品的同時(shí)，還副產(chǎn)甲銨溶液和含有CO2、NH3的尾氣；其中，尿素分解生成氨和異氰酸為吸熱反應，異氰酸縮合生成三聚氰胺為放熱反應，但總反應為吸熱反應，需外部提供反應所需的熱量。 目前，國際上主流的三聚氰胺生產(chǎn)方法有日本新日產(chǎn)高壓法、意大利歐技高壓法、荷蘭DSM低壓法、德國B(niǎo)ASF常壓法以及我國自主研發(fā)的干捕再精制法、改良氣相淬冷法、北京燁晶加壓氣相淬冷法。我國三聚氰胺裝置普遍采用高壓法或低壓法并與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)，主要生產(chǎn)工藝為高壓液相淬冷法和加壓氣相淬冷法。 2.1 高壓液相淬冷法 1962年美國聯(lián)合信號公司建設了世界上第一套用尿素生產(chǎn)三聚氰胺的裝置，該工藝稱(chēng)為Allied signal法，后來(lái)聯(lián)合信號公司將高壓法專(zhuān)利技術(shù)轉讓給意大利歐技公司，演變?yōu)橐獯罄麣W技高壓液相淬冷法。意大利歐技高壓液相淬冷工藝曾在溫度400℃、壓力14 MPa、不使用催化劑、不加氨的操作工況下完成反應；現該工藝在溫度380℃、壓力8 MPa、不使用催化劑、以氨氣為載體的工況下，將濃度為99.7%熔融尿素與液氨在反應器中反應生成三聚氰胺熔體，反應物經(jīng)驟冷、液氨水解、活性炭處理、重結晶等工序得到成品，壓力2.2 MPa、溫度140℃的反應尾氣（含NH3、CO2、H2O）回收至尿素裝置甲銨液中，實(shí)現尿素與三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)。 意大利歐技高壓液相淬冷法的優(yōu)點(diǎn)主要有：采用高壓液相反應、無(wú)需催化劑，裝置無(wú)復雜設備、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)安全可靠，可長(cháng)周期穩定運行300 d以上；生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)固體污染物和廢水外排，排放氣體中僅含有微量氨，符合現行環(huán)保排放要求；在裝置的大型化和與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)方面優(yōu)于低壓法；產(chǎn)品質(zhì)量可達國際標準，具有一定的品牌優(yōu)勢。目前，意大利歐技高壓液相淬冷法已在全球擁有23套裝置應用業(yè)績(jì)，其中我國有12套，雙反應器并聯(lián)裝置的最大產(chǎn)能已達80 kt／a，專(zhuān)利許可下的三聚氰胺裝置總產(chǎn)能已超過(guò)730 kt／a。 2.2 加壓氣相淬冷法 北京燁晶科技有限公司在消化吸收國外各先進(jìn)工藝技術(shù)的基礎上，開(kāi)發(fā)出了三聚氰胺加壓氣相淬冷工藝。該工藝以粒狀尿素或液體尿素為原料、硅鋁膠為催化劑，以工藝氣作為循環(huán)流化載氣，以低溫循環(huán)工藝氣為結晶冷源，在高溫低壓（溫度380～390℃、壓力0.40～0.45 MPa）條件下一步氣相催化反應合成三聚氰胺。 加壓氣相淬冷法的優(yōu)點(diǎn)主要有：生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)精制單元，一步氣相催化反應即可合成三聚氰胺，工藝流程短；裝置占地面積小、建設投資低、建設周期短；原料消耗低，運行成本低；設備基本上都屬于低壓設備，除與尿素和成品接觸部位需采用不銹鋼外，設備其他部分均可采用碳鋼，設備可全部國產(chǎn)化；生產(chǎn)操作方便、易控制，開(kāi)停車(chē)容易；生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)廢水排放。 2.3 國內3種主流生產(chǎn)工藝技術(shù)的對比 2.3.1 工藝技術(shù)特點(diǎn)的對比 意大利歐技公司的高壓液相萃冷工藝、我國的加壓氣相淬冷工藝和瑞士卡薩利公司正在中國推廣的高壓液相萃冷工藝，是目前國內三聚氰胺的主流生產(chǎn)工藝，其技術(shù)特點(diǎn)的對比見(jiàn)表1。
表1 國內3種主流三聚氰胺生產(chǎn)工藝技術(shù)特點(diǎn)的對比 2.3.2 原料、動(dòng)力消耗的對比 對于上述3種國內主流三聚氰胺生產(chǎn)工藝，通過(guò)走訪(fǎng)各工藝技術(shù)應用企業(yè)以及與各技術(shù)供應商進(jìn)行技術(shù)交流，較為詳細地了解了各工藝技術(shù)的原料、能耗等數據，經(jīng)粗略計算，在未考慮三胺尾氣與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)部分成本的情況下，原料、動(dòng)力消耗以瑞士卡薩利公司的高壓液相萃冷工藝最高，國產(chǎn)加壓氣相淬冷工藝最低，但最高與最低消耗數據相差不大。 2.3.3 工藝技術(shù)的主要缺點(diǎn) 2.3.3.1 國產(chǎn)加壓氣相萃冷法 （1）運行穩定性較差，運行周期一般只有30～90 d，就需要停車(chē)清堵2～3 d（調研的生產(chǎn)企業(yè)運行2個(gè)月停車(chē)檢修1次，每次從停車(chē)到再次開(kāi)車(chē)運行需要5～6 d），且裝置實(shí)際產(chǎn)能往往達不到設計產(chǎn)能——50 kt／a三聚氰胺裝置實(shí)際產(chǎn)量不到40 kt／a。 （2）副反應產(chǎn)生三聚氰酸、縮聚物、氰尿酸等副產(chǎn)物，隨稀甲銨液返回尿素裝置，對聯(lián)產(chǎn)尿素裝置中的不銹鋼設備等造成較為明顯的腐蝕；為避免對尿素裝置中設備的腐蝕，三胺尾氣可與碳銨裝置聯(lián)產(chǎn)，但聯(lián)產(chǎn)碳銨與聯(lián)產(chǎn)尿素相比，聯(lián)產(chǎn)碳銨價(jià)值低，經(jīng)濟上不合算。 （3）環(huán)保方面，由于設備密封不嚴密，生產(chǎn)現場(chǎng)有較大氨味，且生產(chǎn)中有過(guò)濾殘渣固廢產(chǎn)生（主要成分為蜜伯胺、蜜勒胺、催化劑細粉）。 （4）北京燁晶科技有限公司2010年被四川金象化工產(chǎn)業(yè)集團收購后不再進(jìn)行技術(shù)轉讓?zhuān)辉诮鹣蠹瘓F內部進(jìn)行三聚氰胺裝置的建設；其他國內加壓氣相淬冷工藝屬個(gè)人研發(fā)技術(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，國產(chǎn)加壓氣相萃冷工藝技術(shù)的獲取需做更多的調研工作。 2.3.3.2 歐技公司高壓液相萃冷法 （1）三聚氰胺裝置建設投資、生產(chǎn)運行成本、原料和動(dòng)力消耗較國產(chǎn)加壓氣相萃冷法高。 （2）關(guān)鍵設備——反應器、離心機、干燥機、關(guān)鍵閥門(mén)等需要進(jìn)口，無(wú)法實(shí)現國產(chǎn)化。 2.3.3.3 卡薩利公司高壓液相淬冷法 （1）生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水需外送至污水處理單元處理。 （2）由于尾氣壓力等方面的問(wèn)題，與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)的改造量大，三聚氰胺裝置建設投資高、建設周期長(cháng)。 （3）在國內沒(méi)有應用業(yè)績(jì)。 2.4 建 議 據上述對比分析，在資金充足的情況下，考慮環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量及與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)等方面的因素，新建三聚氰胺裝置建議選用意大利歐技公司的高壓液相淬冷工藝。 3 結束語(yǔ) （1）隨著(zhù)全球新冠疫情得到控制及經(jīng)濟的逐漸復蘇，三聚氰胺國際、國內市場(chǎng)均表現出較大需求。三聚氰胺價(jià)格經(jīng)過(guò)前兩年的低位徘徊，2021年實(shí)現了較大幅度拉升，加之三聚氰胺行業(yè)新標準的推進(jìn)也有望帶動(dòng)國內需求增長(cháng)，故三聚氰胺市場(chǎng)短期內大概率應維持在較景氣的水平，而長(cháng)期趨勢受?chē)鴥犬a(chǎn)能過(guò)剩的影響其價(jià)位將回歸合理區間，籌劃新項目的企業(yè)應保持理性。 （2）三聚氰胺生產(chǎn)工藝技術(shù)較為成熟，技術(shù)選擇需更多考慮與自身企業(yè)優(yōu)勢的結合，只有資金充足、銷(xiāo)售渠道靈活、原料供應穩定、新建或改造聯(lián)產(chǎn)規劃合理等，才能揚長(cháng)避短，才能在供給側結構調整中，維持企業(yè)健康發(fā)展，持續創(chuàng )造經(jīng)濟效益。 “產(chǎn)能過(guò)剩仍是制約三聚氰胺行業(yè)發(fā)展的首要問(wèn)題，正在籌劃新上項目的企業(yè)應保持理性”，中國氮肥工業(yè)協(xié)會(huì )理事長(cháng)顧宗勤在2021年時(shí)曾這樣評價(jià)三聚氰胺行業(yè)。除化解產(chǎn)能過(guò)剩危機以外，三聚氰胺行業(yè)的發(fā)展還要開(kāi)展能效與減排對標，不斷推動(dòng)生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，更好地做到綠色生產(chǎn)；同時(shí)，還要不斷開(kāi)發(fā)下游市場(chǎng)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，逐步替代非綠色環(huán)保的添加劑和材料，并在新材料方向大力開(kāi)展新產(chǎn)品的研發(fā)，不斷推動(dòng)三聚氰胺行業(yè)的綠色健康發(fā)展［5］。 |
