20110719氢氰酸项目

76万吨/年氢氰酸项目7.1概述氢氰酸（HCN），分子量27.03，为无色透明液体，沸点25.7℃，相对密度0.6884，具有苦杏仁味，是一种剧毒化学品，使它在运输和使用过程中都会受限。鉴于此，一些主要的氢氰酸生产国家开始对氢氰酸的生产和使用进行严格的控制。氢氰酸是一种化学性质非常特殊的化合物，由它可以生成许多衍生物。这些衍生物在医药、农药、染料、饲料添加剂、感光化学品、工程材料等领域有重要用途，多数产品属于精细化工中间体范畴。全球氢氰酸的生产厂家约有50多个，生产设备70多套，总产能约220万吨/年。其中直接法生产氢氰酸的产能占总产能的70%，丙烯腈副产法生产的氢氰酸占30%。杜邦公司是全球最大的氢氰酸生产商，占全球总产能的20%；其次是Koch公司，占全球总产能的15%，Evonik-Degussa公司和SNCButachimie公司分别占全球产能的11%和10%。近年来，由于世界上对氢氰酸衍生产品的不断开发，而使氢氰酸产量不断增长。氢氰酸已被用作C1化学的原料，与一氧化碳化学开始处于竞争关系。目前国内外主要消耗氢氰酸的衍生物越来越多，这些衍生物的出现和产量的增加，改变了氢氰酸的供需关系，需求量与日俱增。四川地区天然气资源十分丰富，以天然气资源为产业基础原料，发展高附加值的氢氰酸系列衍生精细化学品产业链，具有良好的市场前景，本项目建议建设直接法生产氢氰酸装置，总产能6万吨/年，需天然气0.5亿立方米/年，氨3.8万吨/年。一期建设2万吨/年氢氰酸，供巴南工业园区规划的10万吨/年MMA项目，二期建设4万吨/年装置，其中1.5万吨供德固赛在长寿化工园区的3万吨/年三聚氯氰装置，其他的2.5万吨可发展氰化钠、已二腈、叔丁胺等产品。7.2国外氢氰酸的生产与消费2010年，美国、西欧和日本的产能合计174万吨/年，其中美国91万吨/年、西欧70万吨/年、日本13万吨/年。2006～2010年，上述三个地区的消费量以每年2%增长速率逐年增加。预计未来5年，全球氢氰酸的消费量仍将保持1%～2%的增长速度。氢氰酸主要的直接消费来自丙酮氢醇、已二腈、氰化钠、蛋氨酸、三聚氯氰和螯合剂等。2010年全球各地区氢氰酸的消费量及消费领域如表7-1所示。表7-1全球各地区氢氰酸的消费量及消费结构万吨美国西欧日本中国其他合计丙酮氰醇28.718.74.38.11.761.5已二腈20.425.100045.5螯合剂21.2000.53.7三聚氯氰2.32-2.606.9蛋氨酸类似物5.95.71.6-0.413.6氰化钠6.64.40.98.814.134.8其他2.91.51.1--5.5合计68.858.67.919.516.7171.5注：中国氢氰酸在丙酮氰醇领域的消费量包括中国大陆4.6万吨，中国台湾3.5万吨7.2.1美国氢氰酸的生产与消费美国现有氢氰酸生产企业12家，合计生产能力91万吨/年，其中直接法生产氢氰酸的产能为65万吨/年，占总产能的71.4%，其余为丙烯腈副产法。美国直接法生产氢氰酸绝大多数采用Andrussow工艺，只有Evonik-Degussa一家公司采用BMA工艺，产能为3.4万吨/年。2010年美国氢氰酸的产量为73万吨，预计未来5年，美国不会有新装置投产，产量将略有增加。2010年美国消费氢氰酸68.8万吨，主要用于生产丙酮氰醇和已二腈，其消费结构如图7-1所示，预计未来几年，消费量以每年1.2%的速度增加，仍将以丙酮氰醇和已二腈为主，消费结构变化不会太大。氰化钠,10%蛋氨酸及类似物,9%三聚氯氰,3%其他,4%丙酮氰醇,41%已二腈,30%螯合剂,3%图7-1美国氢氰酸的消费结构7.2.2西欧氢氰酸的生产与消费2010年，西欧氢氰酸的产能约70万吨/年，其中直接法产能60万吨/年，共有生产厂家11个；丙烯腈副产法产能10万吨/年，共有生产厂家4个，大部分下游产品（甲基丙烯酸甲脂、氰化钠、蛋氨酸等）生产商都建有氢氰酸生产装置。在西欧，法国的产能最大，约30.3万吨/年，占西欧产能的43%。近年来，西欧丙烯腈副产氢氰酸产量几乎保持10万吨不变，后来由于有的丙烯腈厂关闭或停产，产量略有下降，2009年副产法氢氰酸的产量约9万吨，直接法氢氰酸的产量约47万吨，2010年副产法产量9万吨，直接法产量约50万吨。在西欧，已二腈和丙酮氰醇是氢氰酸的主要用途，其消耗量占西欧氢氰酸总消费量的75%，从2009年起，由于西欧生产甲基丙烯酸及酯的路线改进，氢氰酸的用量减少，已二腈所消耗的氢氰酸超过丙酮氰醇位居首位。2010年西欧氢氰酸的总消费量为59万吨，其中用于已二腈的氢氰酸消费量为25万吨，占42%；用于丙酮氰醇的氢氰酸消费量19万吨，占32%。在西欧，只有SNCButachimie公司用氢氰酸生产已二腈，该公司于2006将已二腈的产能由原来的14万吨/年扩大到48万吨/年。2004年意大利公司RadiciChimica公司将环六亚甲基四胺的产能同3万吨/年扩大到5万吨/年，对已二腈的需求量进一步增大，直接拉动上游产品氢氰酸的消费。2000年以来，西欧地区受高蛋白食品及饲料添加剂需求的强劲拉动，蛋氨酸产品消耗的氢氰酸大幅度增加，2005年，Evonik-Degussa新建产能为12万吨/年的蛋氨酸生产厂，以往停产的蛋氨酸生产厂家纷纷重新开车以满足市场需求。未来5年西欧地区在蛋氨酸方面消费的氢氰酸将以每年4%的速度增长。预计未来几年，西欧氢氰酸的总消费量保持稳定，其中在已二腈方面的消费量将以每年1%的速度增长，在蛋氨酸及类似物方面的消费增长速度较快，在丙酮氢醇方面的消费量略有减少，其他方面的应用相对成熟，消费量变化不大。7.2.3日本氢氰酸的生产与消费目前，日本有7家公司9套装置生产氢氰酸，总产能12.2万吨/年，各装置规模相对较小。其中5套采用副产法，产能5.4万吨/年；4套采用直接法，产能6.8万吨/年。其中旭化成工业公司有三个丙烯腈生产厂，分别位于日本川崎、仓敷及韩国。此外，旭化成公司与泰国最大的能源公司PTT化学公司达成协议，建立合资企业PPTAsahi化工公司，并在泰国建立年产20万吨的丙烯腈和年产7万吨的MMA生产设施。近年来，日本氢氰的产量基本保持在9吨左右，2009年，受金融危机影响产量略有下降，约7.9万吨。主要生产企业及产能如表7-2所示。表7-2日本氢氰酸主要生产厂及产能万吨/年公司产能生产方法旭化成工业公司2副产法Dia-Nitrix（仓敷）1.2副产法Dia-Nitrix（广岛）0.9副产法可乐丽2.4直接法三菱瓦斯化学0.1直接法三菱丽阳3直接法昭和电工0.6副产法住友化学工业0.7副产法住友化学工业1.3直接法合计12.22010年，日本氢氰酸的消费量为7.9万吨，用量最大的是丙酮氰醇，约4.3万吨，占其总消费量的54%；其次为蛋氨酸，约1.6万吨，占总消费量的20%，基本实现供需平衡。预计到2015年日本氢氰酸的消费量将达到10万吨，下游消费结构仍以丙酮氰醇、蛋氨酸和氰化钠为主。目前，日本甲基丙烯酸及其酯的生产工艺正在逐步改进（逐渐由异丁烯氧化工艺代替），现仅有41%的MMA产能用丙酮氰醇法或改进丙酮氰醇法生产。随着生产工艺的不断改进，预计未来几年用于生产丙酮氰醇的氢氰酸所占的比例将有所下降。2005年，日本30%的蛋氨酸由NipponSoda公司以氰化钠为原料生产，后由于各种原因NipponSoda公司停产，日本所需的蛋氨酸改由住友提供。但住友生产蛋氨酸是以氢氰酸为原料，因此在2004～2006年期间，用于蛋氨酸方面氢氰酸的消费量大幅度增加。2009年，NipponSoda公司又决定重新生产蛋氨酸，而住友化学也宣布将其蛋氨酸产能由10万吨/年扩大到14万吨/年，并计划在中国大连新建蛋氨酸装置。如果NipponSoda公司重新投产，未来几年在氰化钠方面氢氰酸的消费量可能超过在蛋氨酸方面跃居第二位。其他的消费领域主要有甘氨酸、丙醇腈和三聚氯氰等，预计未来几年这几方面的消费结构不会发生太大变化。7.3国内氢氰酸的生产与消费2010年，我国大陆地区氢氰酸的产能16.4万吨/年，其中直接法6.3万吨/年，丙烯腈副产法10.1万吨/年，中国台湾省生产能力5.7万吨/年。全国（包括中国台湾省）合计消费量为19.5万吨，该产品没有进出口，消费量即为产量，开工率为88%。大陆主要生产厂家及产能如表7-3所示。表7-32010年我国氢氰酸生产厂家及产能万吨/年厂家直接法副产法备注安徽曙光化工集团3-Fluohmic工艺，主要用于生产氰化钠中石油抚顺石化石化公司-0.8用于生产丙酮氰醇中石油吉林石化公司-2.1用于生产丙酮氰醇，进一步生产MMA创赢营口三征精细化工有限公司2-Fluohmic工艺，主要用于生产氰化钠河北诚信有限公司1.3-Fluohmic工艺，主要用于生产氰化钠中石油大庆石化公司-1用于生产丙酮氰醇，为黑龙江龙兴化工提供原料生产MMA中石油大庆炼化分公司-0.8中石油兰州石化公司-0.3用于生产氰化钠中石化安庆公司-0.8上海赛科石油化工-2.6中石油上海石化有限公司-1.32003年由0.7万吨/年扩能到1.3万吨/年淄博齐泰石化有限公司-0.4合计6.310.1据统计，亚洲蛋氨酸的需求量约占全球的一半。蓝星出资4亿欧元收购了法国安迪苏集团，新建蛋氨酸生产厂，以满足亚洲市场对蛋氨酸的需求。设计产能7万吨/年，并可能在未来其产能加倍。该厂计划于2012年下半年投产运营，该项目整合了中国蓝星的石化设备并于当地采购原料，投产后将直接拉动氢氰酸的需求。中国台湾生产氢氰酸的企业有三家，总生产能力5.7万吨/年。其中中国石油化学工业开发股份有限公司产能1.9万吨/年，主要为高雄塑酯化学工业股份有限公司提供丙酮氰醇，该公司于2010年宣布将丙烯腈产能扩大到23.5万吨/年，副产物氢氰酸产能将进一步增加；台湾塑胶工业股份有限公司产能3.2万吨/年，上述两家全部采用丙烯腈副产法生产氢氰酸。此外，高雄塑酯化学工业股份有限公司，直接法氢氰酸的产能为1.3万吨/年，用于生产丙酮氰醇，进一步生产MMA。我国大陆氢氰酸在氰化钠方面的消费量8.8万吨，丙酮氰醇方面的消费量4.6万吨，其他方面的消费量约2.6万吨。此外，中国台湾地区氢氰酸的消费量约3.5万吨，全部用来生产丙酮氰醇。7.4生产工艺生产HCN的工艺有直接法和丙烯腈副产法两种，直接法包括传统的Andrussow工艺，以及由它引出的一系列氨氧化法、BMA法、Fluohmic工艺等。在国外主要使用直接法，也就是Andrussow法，我国主要采取丙烯腈副产法生产氰化氢。7.4.1Andrussow工艺Andrussow法亦称安氏法，采用的主要原料是甲烷、氨气和氧气，故又叫甲烷氨氧化法。由Andrussow于1930年发明，20世纪50年代完成的工业生产方法。该法是在常压、1000℃以上的条件下，将原料混合气通入由铂、铑合金催化剂或由铂铱合金制成的丝网状催化剂床进行的氨氧化反应，其反应式为：2CH4+2NH3+3O2→2HCH+6H2O。该法的转化率一般为60%～70%，且为保证产率，生产过程要求较高的温度和较短的时间使反应速度达到平衡。直接法程序较简单，这也是现在该法仍为主要生产方法的原因之一。7.4.2BMA法BMA法也是一种传统的工艺方法，它产生于与20世纪50年代末。它是对Andrussow法的改进，即在BMA法中不需要氧气参加反应。甲烷和氨气在常压、1300℃以上的条件下进行的反应，使用的催化剂是管状的铂固定反应床。该反应是在铂床的内表面进行的，为了保证反应温度，一般在管状催化剂的周围充入可燃性气体。反应过程是将甲烷和氨气的混合气体通入反应床，并迅速加热到1300℃。为了避免催化剂生碳，甲烷和氨气最好按分子数比为1.08∶1.001反应。反应式为：NH3+CH4→HCN+3H2。该法的产率为80%～85%，很显然与直接法相比产率有所提高，而且生成的氢气还可以循环利用，但使用该法生产氢氰酸投资很大，而且与安氏法相比反应时间较长，造成更多的NH3和CH4分