三聚氰胺调研报告.docx
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三聚氰胺调研报告
三聚氰胺调研报告
一、名称和性质
商品名称：
三聚氰胺，俗称密胺、蛋白精。
化学名称：
2、4、6——三氨基均三嗪
分子结构：
分子式：
C3N6H6
分子量：
126.12
物理性质：
白色细粉，镜检为白色单斜或菱形结晶。
无味，密度1.573g/cm3（25℃）；堆积比重0.5～0.8。
常压熔点354℃（分解）；快速加热升华，升华温度300℃。
在水中溶解度随温度升高而增大,在20℃时，约为3.3g/L，即微溶于冷水，溶于热水，极微溶于热乙醇，不溶于醚、苯和四氯化碳，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等。
化学性质：
呈弱碱性与盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等都能形成三聚氰胺盐。
在中性或微碱性情况下，与甲醛缩合而成各种羟甲基三聚氰胺，但在微酸性中（pH值5.5～6.5）与羟甲基的衍生物进行缩聚反应而生成树脂产物。
遇强酸或强碱水溶液水解，胺基逐步被羟基取代，先生成三聚氰酸二酰胺，进一步水解生成三聚氰酸一酰胺，最后生成三聚氰酸。
二、主要用途
三聚氰胺是一种用途广泛的基本有机化工中间产品，最主要的用途是作为生产三聚氰胺甲醛树脂（MF）的原料。
三聚氰胺还可以作阻燃剂、减水剂、甲醛清洁剂等。
该树脂硬度比脲醛树脂高，不易燃，耐水、耐热、耐老化、耐电弧、耐化学腐蚀、有良好的绝缘性能、光泽度和机械强度。
广泛运用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业；潜在的应用领域是三聚氰胺纤维和泡沫塑。
其主要用途有以下几方面：
1、装饰面板：
可制成防火、抗震、耐热的层压板，色泽鲜艳、坚固耐热的装饰板，作飞机、船舶和家具的贴面板及防火、抗震、耐热的房屋装饰材料。
2、油漆和涂料：
用丁醇、甲醇醚化后，作为高级热固性涂料、固体粉末涂料的胶联剂、可制作金属涂料和车辆、电器用高档氨基树脂装饰漆。
3、模塑粉：
经混炼、造粒等工序可制成蜜胺塑料，无毒、抗污，潮湿时仍能保持良好的电气性能，可制成洁白、耐摔打的日用器皿、卫生洁具和仿瓷餐具，电器设备等高级绝缘材料。
4、纸张：
用乙醚醚化后可用作纸张处理剂，生产抗皱、抗缩、不腐烂的钞票和军用地图等高级纸。
5、三聚氰胺甲醛树脂与其他原料混配，还可以生产出织物整理剂、皮革鞣润剂、上光剂和抗水剂、橡胶粘合剂、助燃剂、高效水泥减水剂、钢材淡化剂等。
三、产品标准
产品为白色粉末，其规格执行GB/T9567-1997国家标准。
指标名称
优级品
一级品
外观
白色粉末，无杂物混入
三聚氰胺含量
≥99.8%
≥99.0%
水份含量
≤0.10%
≤0.20%
灰份含量
≤0.03%
≤0.05%
色度（铂-钴号）
≤20
≤30
浊度（高岭土）
≤20
≤30
PH值
7.5～9.5
7.5～9.5
水溶性
＜20℃
＜25℃
注：
水溶性是企业内控标准。
四、市场前景
我国三聚氰胺的生产尽管起步比较晚，但发展速度非常快，目前已成为世界上发展速度最快的国家。
1、世界生产和消费情况
2007年，世界三聚氰胺生产能力达到156.9万吨，产量达到122.6万吨，消费量达到122.5万吨。
1998-2007年世界三聚氰胺产量和消费量年平均增长率为7.5%。
2007年，世界三聚氰胺装置平均开工率78.1%。
世界三聚氰胺生产能力主要集中在我国、西欧、日本和美国。
从趋势上看，三聚氰胺生产逐渐向经济欠发达地区转移，亚洲已成为世界三聚氰胺生产基地，产能主要集中在我国。
预计2012年世界三聚氰胺生产能力将达到190万吨/年左右，2017年将达到220万吨/年左右。
2007年世界三聚氰胺消费量为122.5万吨。
不同的国家或地区三聚氰胺人均消费量存在显著的差异：
西欧和日本人均消费量最大，而我国和东欧人均消费量最低。
预计2007-2012年间，世界三聚氰胺消费将以年4.8%的速度增长，2012年世界三聚氰胺需求量将达到155万吨。
预计2017年世界三聚氰胺需求量将达到188万吨左右，2012-1017年间年均需求量增长率为3.9%。
2、国内生产和消费情况
2007年，国内三聚氰胺有效生产能力约76万吨，产量50.6万吨，占世界总产能的48.4%，我国已成为世界三聚氰胺产能与产量最大的国家，成为世界三聚氰胺的生产中心。
预计2012年，国内三聚氰胺生产能力将达到100万吨，2017年将达到130万吨。
2008年，国内三聚氰胺产量约55万吨，进口量0.4万吨左右，出口量14.7万吨，表观消费量达到40.7万吨。
1998-2008年期间，国内三聚氰胺产量和消费量年均增长率分别为30.6%和36.6%。
根据三聚氰胺下游相关应用领域的发展分析，预计2007-2012年年均需求增长率为7.8%，2012年国内三聚氰胺需求量达到56万吨；预计2012-2017年年均需求增长率为6%，2017年需求量将达到75万吨左右。
根据上述市场供求分析预测，未来几年国内三聚氰胺将呈现供大于求的局面，市场竞争将会加剧。
随着国内三聚氰胺的强势生产企业的形成和壮大，其出口仍将保持其优势，出口具有较强的竞争力，供需富裕量将由出口来平衡。
3、产业发展趋势
国内三聚氰胺主要生产企业有川化公司、中原大化、山东海化、骏马化工、乌石化、金海化工、建峰化工总厂、丰喜肥业、金象化工等。
国内现有三聚氰胺装置约98套，单套平均生产规模约0.78万吨，而国外装置单套平均产能约2.56万吨，最大单线产能12万吨以上。
国内三聚氰胺生产主要集中在华东地区的山东省、西南地区的四川省以中南地区的河南省。
四川、山东和河南三省的总产能合计45万吨，占国内总产能的59.2%。
随着国内买方市场的成熟，三聚氰胺行业将进入优胜劣汰的整合期。
装置必然向大型化、节能化、集约化方向发展。
资金密集和技术密集型的三聚氰胺企业将在国内外市场显示越来越强的竞争力，大量不具备竞争力的装置将被淘汰。
通过与尿素联产，降低生产成本；通过与其它产业形成循环经济产业链，提高尾气的利用价值是提升我国三聚氰胺产业国际竞争力的重要措施。
先进的大型化生产装置配以低价位的能源或原料是拥有未来国际三聚氰胺市场的很必要条件。
4、目前市场价格
由于前期涨幅过大，下游接盘乏力，近期国内三聚氰胺价格呈现冲高回落走势。
目前三聚氰胺出厂报价大多为8300～9300元（吨价，下同），市场报价大多为8500～9500元，与去年12月初的价格高点相比，大多下跌了1500～2000元，多的超过了2500元。
出口价格也出现下滑，目前出口报价大多为1250～1400美元，较前期高点也有100～150美元的下调。
近期三聚氰胺价格冲高回落，主要有三方面的原因：
一是前期涨幅过大。
去年11月份后，三聚氰胺价格出现了大幅上涨行情，突破了万元大关，最高达到了11500元。
与去年8月份时的价格低点相比，在短短的3个多月时间里，普遍上涨了2000～3000元，高的超过了4000元。
如此大幅上涨在历史上也是罕见的，但价格的大幅上涨往往也蕴藏着较大的下跌风险。
二是市场有效需求不足。
前期三聚氰胺价格大幅上涨时，表面看起来是价涨量增，需求量增加了，但实际上这种增加主要来源于经销商存货和下游生产厂家害怕价格进一步上涨而提前购买，并不是下游行业的消耗量增加了，实际上下游板材行业还是保持一种不温不火的状态，对三聚氰胺的消耗量根本就没有大的增加。
三是出口量下降。
我国三聚氰胺实际产量在50万吨，每年约有30%的产量用于出口。
由于国际市场需求不佳，去年1～11月，我国三聚氰胺出口量不足10万吨，比前年同期下降了30%。
五、国内外生产工艺比较
目前，全球共有3种典型的三聚氰胺生产工艺：
1、高压液相淬冷工艺：
日本Nissan法、欧技工艺
2、低压液相淬冷工艺：
DSM工艺
3、气相淬冷工艺：
巴斯夫工艺和国内的清大华业工艺
前两种工艺，工艺路线复杂，投资大，但生产稳定，容易实现长周期运行。
后一种工艺，工艺路线短，投资小，但不容易实现长周期运行。
国内的气相淬冷三聚氰胺生产工艺有一步法和二步法两种：
二步法工艺先生产三胺粗成品，再精制生产出合格产品，工艺不能实现连续运行，是间断生产，比较落后；一步法工艺则可实现连续运行。
高压法：
高压法生产三聚氰胺属于液相反应，温度范围为370～450℃。
其特点是:
①工艺为液相反应，不易结晶堵塞；但在高温高压下，反应介质腐蚀性强，设备材料等级要求较高，控制系统复杂，一次性投资大。
②反应无需催化剂，不担心催化剂的中毒和对产品的污染问题，操作稳定，产品质量好。
③装置操作弹性大，一次开车产出合格成品时间较短。
④操作压力高，规模较大，能耗低，运行费用低。
⑤副产的尾气因压力较高，利用方便，易于联产尿素，降低产品成本。
其代表技术有意大利欧技公司的ETCE和日本NEWNISSON等。
日本NISSAN工艺
NISSAN工艺:
将固体尿素熔融后加压到9.8MPa，经高压洗涤塔吸收反应器释放的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，液氨加压到10.0MPa、加热到400℃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胺，送出界区另做处理。
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，进入急冷塔得到180℃、质量分数为20%-30%的三聚氰胺粗料浆，在汽提塔内将氨、二氧化碳汽提出来，再经过过滤，降至常压，三聚氰胺结晶成固体，经离心分离、干燥、粉碎得到三聚氰胺成品，收率为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。
低压法：
低压法生产三聚氰胺也属于液相反应，温度范围为380～440℃。
三聚氰胺低压法工艺的特点:
①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。
②工艺为液相。
捕集，设备腐蚀较大，材料等级较高，设备多，占地面积大，一次投资较高。
③操作难度大，易堵塞，能耗高。
④压力低，尾气利用困难度较大。
⑤开车后获得合格的三聚氰胺产品时间较长。
其代表技术有荷兰DSM、意大利KTI（DSM改进型）和德国鲁奇等。
DSM法大致工艺过程：
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压缩加热到反应温度，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生产三聚氰胺。
反应器顶部有两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，在急冷器内与喷入的母液和冷淤浆直接骤冷，使三聚氰胺冷却而凝结成固体，形成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输送:
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的料浆被提浓到35%（质量分数），进入解吸塔，在解吸塔内物料中的氨、二氧化碳被汽提出来。
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，利用氨调节料浆的pH值除去缩聚物，脱色后的料浆进入过滤器除去杂质后去结晶二段，结晶器在真空下操作，通过水分蒸发和冷却使三聚氰胺结晶出来，经离心分离、干燥后得到三聚氰胺，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，但其生产规模和现有工艺的复杂性限制了他们的发展，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。
该工艺技术处在中试阶段。
常压法 ：
常压法生产三聚氰胺属于气相反应，温度范围在390℃左右。
三聚氰胺常压法工艺的特点:
①气相反应，干法捕集，腐蚀小，设备材料等级低，一次性投资小。
②工艺简单，设备少、流程短、控制简单，操作压力低，设备较大，占地面积大，操作烦琐，有一定的劳动强度。
③副产的尾气压力低，回收困难，能耗高。
④反应使用催化剂，随着催化剂使用时间的延长，生产能力逐渐下降。
⑤装置易堵塞，需要不断停车处理，长周期运行非常困难。
其代表技术有德国BASF和奥地利LINZ等。
德国BASF工艺：
（1）、BASF工艺:
将固体尿素熔融后通入贮槽，大部分经泵送入流化床反应器，其余冷却后去洗涤塔，洗涤反应尾气中未反应的尿素和未分离出的三聚氰胺。
经过洗涤后的熔融尿素加热到400℃进入反应器，雾化的尿素使催化剂流态化，尿素在常压、380～400℃、催化剂氧化铝的作用下反应生成三聚氰胺，反应所需的热量由熔盐系统提供，反应气经余热回收系统产生2.3MPa的蒸汽，温度降到330℃，进入热过滤器过滤副产物结晶和催化剂粉尘。
净化气进入结晶器，用尿素洗涤塔的140℃的循环气急冷，使结晶器维持在190～210℃，得到三聚氰胺晶粒，晶粒经分离、干燥后得到产品，收率在90%。
旋风分离器出来的尾气进入尿素洗涤塔洗涤后，部分作为反应器的流化气体，部分作为结晶器的冷却气，其余经尾气处理后到尿素装置。
BASF低压法工艺技术基本上达到了一定程度，其缺点在于易堵塞，催化剂随着使用时间延长产能下降；但是，该工艺为干法技术，装置设备少，流程短，一次性投资小。
不过再扩大生产规模有相当大的困难，目前该技术没有新的进展。
（2）、我国改良型工艺
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，称为我国改良工艺。
其工艺流程与BASF流程相似，工艺路线短、操作控制简单、设备投资少、规模小、开停灵活是其显著的优点，我国新型改良法特点如下:
①克服了原来工艺洗涤装置庞大、气体洗涤量大的缺点；②进、出反应器的物料直接热交换，使物料温度降到300～330℃，进去的物料温度提高100℃；③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跻身于世界前列。
几种三聚氰胺生产技术的综合指标比较
项目
高压法
美国
Allied
高压法
日本Nissan
欧技
技术
低压法
DSM技术
常压法
BASF技术
国内常
压法
清大华业
尿素t/t
3.23
3.1
3.25
3.1
3.1
3.1
氨t/t
0.45
1.3
0.65
0.46～0.5
0.2
CO2t/t
少量
0.1
蒸汽t/t
15.7
3.3
9.5
4.9～5.1
2～2.3
7.4
电Kwh/t
500
450
540
500～550
1400～1450
1450
冷却水t/t
980
150
740
700
100～150
525
催化剂Kg/t
0
0
0
8
6
6
反应温度
和压力
380℃
8～10MPa
380～400℃
10MPa
380℃
8MPa
390℃
0.7MPa
390℃
0.1MPa
400℃
0.1MPa
合成反应
高温高压液相反应
无催化剂
高温高压液相反应
无催化剂
高温高压液相反应
无催化剂
高温低压
气相催化
反应
高温常压
气相催化
反应
高温常压
气相催化
反应
尾气处理
高压气体直接
回尿素装置
高压气态
高压冷凝
甲铵液回
尿素
甲铵液
低压气态
氨碳分离
精制
需精制
需精制、高压氨水淬冷
需精制、加NaOH重结晶
不需精制
不需精制
不需精制
产品纯度
99.80%
99.80%
99.80%
99.80%
99.80%
99.80%
使用材料
反应器高镍
合金钢
部分钛材
大部分
不锈钢
部分不锈钢
部分不锈钢
部分不锈钢
六、清大华业技术的生产成本
项目
单价（元）
消耗定额
成本费用
备注
尿素（吨）
1750
3.1
5425
催化剂（吨）
9000
0.006
54
电（Kwh/t）
0.42
1480
621.6
蒸汽（吨）
100
7.4
740
循环水（吨）
0.2
530
106
副产品
尾气（吨）
2300
-0.86
-1978
液氨按2300元/年
建设投资（万元）
20000
按3万吨/年
折旧
952
按7年折
人员工资
34
50人、2万/人
维修费
266
固定资产的4%
销售费用
170
销售收入2%、8500元/吨
管理及其它费用
133
固定资产的2%
总成本（元/吨）
6523.6
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