聚丙烯酰胺行業(yè)需求與投資規(guī)劃報告

聚丙烯酰胺行業(yè)需求與投資規(guī)劃報告

發(fā)布石化化工行業(yè)智能制造標準體系建設(shè)指南，編制智能工廠、智慧園區(qū)等標準。針對行業(yè)特點，建設(shè)并遴選一批數(shù)字化車間、智能工廠、智慧園區(qū)標桿。組建石化、化工行業(yè)智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，培育具有國際競爭力的智能制造系統(tǒng)解決方案供應商，提升化工工藝數(shù)字化模擬仿真、大型機組遠程診斷運維等服務能力。基于智能制造，推廣多品種、小批量的化工產(chǎn)品柔性生產(chǎn)模式，更好適應定制化差異化需求。實施石化行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全分類分級管理，推動商用密碼應用，提升安全防護水平。依據(jù)國土空間規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控和國家重大戰(zhàn)略安排，統(tǒng)籌重大項目布局，推進新建石化化工項目向原料及清潔能源匹配度好、環(huán)境容量富裕、節(jié)能環(huán)保低碳的化工園區(qū)集中。推動現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)轉(zhuǎn)型升級，穩(wěn)妥推進煤制油氣戰(zhàn)略基地建設(shè)，構(gòu)建原料高效利用、資源要素集成、減污降碳協(xié)同、技術(shù)先進成熟、產(chǎn)品系列高端的產(chǎn)業(yè)示范基地。持續(xù)推進城鎮(zhèn)人口密集區(qū)危險化學品生產(chǎn)企業(yè)搬遷改造。落實推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展、黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展要求，推進長江、黃河流域石化化工項目科學布局、有序轉(zhuǎn)移。推動化工園區(qū)規(guī)范化發(fā)展，依法依規(guī)利用綜合標準倒逼園區(qū)防范化解安全環(huán)境風險，加快園區(qū)污染防治等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強園區(qū)污水管網(wǎng)排查整治，提升本質(zhì)安全和清潔生產(chǎn)水平。引導園區(qū)內(nèi)企業(yè)循環(huán)生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)耦合發(fā)展，鼓勵化工園區(qū)間錯位、差異化發(fā)展，與冶金、建材、紡織、電子等行業(yè)協(xié)同布局。鼓勵化工園區(qū)建設(shè)科技創(chuàng)新及科研成果孵化平臺、智能化管理系統(tǒng)。嚴格執(zhí)行危險化學品禁限控目錄，新建危險化學品生產(chǎn)項目必須進入一般或較低安全風險的化工園區(qū)（與其他行業(yè)生產(chǎn)裝置配套建設(shè)的項目除外），引導其他石化化工項目在化工園區(qū)發(fā)展。強化分類施策，科學調(diào)控產(chǎn)業(yè)規(guī)模有序推進煉化項目降油增化，延長石油化工產(chǎn)業(yè)鏈。增強高端聚合物、專用化學品等產(chǎn)品供給能力。嚴控煉油、磷銨、電石、黃磷等行業(yè)新增產(chǎn)能，禁止新建用汞的（聚）氯乙烯產(chǎn)能，加快低效落后產(chǎn)能退出。促進煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展，按照生態(tài)優(yōu)先、以水定產(chǎn)、總量控制、集聚發(fā)展的要求，穩(wěn)妥有序發(fā)展現(xiàn)代煤化工。聚丙烯酰胺行業(yè)技術(shù)水平及技術(shù)特點聚丙烯酰胺以丙烯腈為主要原料，經(jīng)水合反應生成丙烯酰胺，再經(jīng)聚合反應而成。（一）聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)聚丙烯酰胺生產(chǎn)是以丙烯酰胺水溶液為原料，在引發(fā)劑的作用下，進行聚合反應，在反應完成后生成的聚丙烯酰胺膠塊經(jīng)過切割、造粒、干燥、粉碎，最終制得聚丙烯酰胺產(chǎn)品。關(guān)鍵工藝是聚合反應。目前國內(nèi)外聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法主要有乳液聚合、共聚聚合、均聚后水解和前加堿共水解聚合等工藝。1、聚丙烯酰胺乳液聚合工藝將單體水溶液按一定比例加入到油相中，在乳化劑的作用下形成油包水型乳液，丙烯酰胺單體在此環(huán)境中進行聚合反應，得到乳液聚合物產(chǎn)品。2、聚丙烯酰胺共聚聚合工藝采用丙烯酰胺和丙烯酸兩種聚合單體在較低的引發(fā)溫度條件下，由引發(fā)體系作用，進行共聚合反應，聚合得到的膠體經(jīng)切割、造粒、干燥等過程得到粉狀陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。這種技術(shù)在國外已應用多年，世界上大多數(shù)聚丙烯酰胺產(chǎn)品為共聚物。該工藝的特點是可以根據(jù)不同的用途生產(chǎn)不同水解度的產(chǎn)品。3、聚丙烯酰胺均聚后水解工藝其工藝過程是先均聚成非離子聚丙烯酰胺，在造粒后加入氫氧化鈉水解，最后通過干燥得到粉狀聚合物產(chǎn)品。這種工藝技術(shù)的特點是較其它干粉生產(chǎn)工藝得到的產(chǎn)品相對分子質(zhì)量高，對產(chǎn)品類型可進行靈活調(diào)整。4、聚丙烯酰胺前加堿共水解聚合工藝采用丙烯酰胺和碳酸鈉兩種主要原料。這種工藝技術(shù)與其它工藝的主要區(qū)別是在聚合溶液制備過程中加入碳酸鈉，在進行聚合反應的同時進行水解反應，聚合和水解在同一反應釜內(nèi)完成，在熟化過程中使水解反應更加完全。聚合反應可根據(jù)所需產(chǎn)品的相對分子質(zhì)量，既可在較低的引發(fā)溫度條件下開始，生產(chǎn)較高相對分子質(zhì)量的產(chǎn)品，也可采用在較高的溫度下引發(fā)，生產(chǎn)中低相對分子質(zhì)量產(chǎn)品。經(jīng)聚合反應和熟化過程得到聚丙烯酰胺膠體，經(jīng)切割、造粒、干燥等過程得到粉狀陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。（二）丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)丙烯酰胺的合成有化學法和微生物法兩種，其中化學法有硫酸水合法和銅催化水合法兩種，硫酸水合法工藝過程復雜，銅催化水合法因反應中會生成加成反應而含有少量加成反應物。目前行業(yè)主要用微生物法生產(chǎn)丙烯酰胺，產(chǎn)品收率高，安全性高、產(chǎn)生的三廢少。1、丙烯酰胺硫酸水合法美國氰胺企業(yè)采用等摩爾比的丙烯腈和水，在硫酸存在下，于80-100oC進行水合，先生成丙烯酰胺硫酸鹽，然后再用氨（或燒堿、生石灰）中和，結(jié)晶分離出丙烯酰胺產(chǎn)品和副產(chǎn)品硫酸胺。該法優(yōu)點是易制得結(jié)晶單體。主要缺點是原料丙烯腈等消耗高，產(chǎn)品純度低，收率低，產(chǎn)生大量含丙烯酰胺的硫酸鹽和廢液，污染環(huán)境。2、丙烯酰胺催化水合法美日兩國先后開發(fā)了利用骨架銅催化劑使丙烯腈與水直接反應生成丙烯酰胺的工藝，陶氏化學和日本東亞化學企業(yè)率先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。催化水合法比硫酸水合法產(chǎn)品純度高，基本無三廢，易實現(xiàn)工業(yè)化。該生產(chǎn)方法具有工藝較完善、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)勢，適合超大規(guī)模的生產(chǎn)模式。其缺點在于固定資產(chǎn)投資規(guī)模龐大，丙烯腈一次轉(zhuǎn)化率低，反應溫度高，壓力高，催化劑活性低，易中毒，再生操作復雜，AM提濃精制工序復雜，AM水溶液電導率高，排含酸、堿、AM廢水多，最終導致化學法生產(chǎn)AM的成本較高。3、丙烯酰胺微生物法微生物法即生物酶催化水合法，采用生物酶作催化劑，應用細胞固定技術(shù)，使丙烯腈水溶液通過含固定酶的生物反應器生產(chǎn)丙烯酰胺。生物酶催化劑是繼骨架銅催化劑后的第三代技術(shù)，具有高選擇性、高清潔性和高收率的特點，丙烯腈反應完全，無副產(chǎn)物，反應條件溫和，能耗低，三廢少等特點。微生物法制取丙烯酰胺，系將丙烯腈、原料水和固定化生物催化劑調(diào)配成水合溶液，催化反應后分離出廢催化劑就可得到丙烯酰胺產(chǎn)品。其特點是：在常溫常壓下反應，設(shè)備簡單，操作安全；單程轉(zhuǎn)化率極高，無需分離回收未反應丙烯腈；酶的特異性能使選擇性極高，無副反應。目前，微生物法已經(jīng)成為國內(nèi)外生產(chǎn)丙烯酰胺的主流方向，相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，生產(chǎn)工藝逐步標準化。生化法的核心技術(shù)在于菌株的誘變選育及培養(yǎng)條件優(yōu)化研究、以及菌株酶活力、沉降性能及催化性能的優(yōu)化與改善。我國聚丙烯酰胺的市場我國聚丙烯酰胺的市場在近年來有較大幅度地提升，從整體來看，我國聚丙烯酰胺基本實現(xiàn)供需平衡狀態(tài)。2021年，我國聚丙烯酰胺生產(chǎn)量為126．75萬噸，消費量為112．34萬噸，凈出口量為14．41萬噸。聚丙烯酰胺種類及其性能介紹聚丙烯酰胺，英文名Polyacrylamide，簡稱PAM，是由丙烯酰胺（Acrylamide，簡稱AM）單體經(jīng)自由基引發(fā)聚合而成的水溶性線性高分子聚合物。聚丙烯酰胺（PAM）為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機溶劑，如甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、脂肪烴和芳香烴等，具有良好的絮凝性，可以增加液體的粘度、降低液體之間的摩擦阻力。聚丙烯酰胺的兩個重要結(jié)構(gòu)參數(shù)是分子量和離子性。按照分子量大小，可以分為低分子量、中等分子量、高分子量和超高分子量；按照離子性，即在水溶液中的電離性，可以分為非離子型、陰離子型、陽離子型、兩性離子型；按照物理形態(tài)聚丙烯酰胺可以分為固體、水溶液、乳液等類型。聚丙烯酰胺在石油開采領(lǐng)域，廣泛應用于鉆井、堵水調(diào)剖、驅(qū)油、壓裂等；在水處理領(lǐng)域，有助于工業(yè)與市政污水處理的達標排放和提標改造，助力水生態(tài)環(huán)境的治理與修復等；在造紙行業(yè)中，主要用作紙漿纖維、添加劑的黏結(jié)劑和廢水處理；同時，亦可用于選礦、醫(yī)藥、化工、輕工、紡織等領(lǐng)域，有百業(yè)助劑之稱。引導化工項目進區(qū)入園，促進高水平集聚發(fā)展推動化工園區(qū)規(guī)范化發(fā)展，依法依規(guī)利用綜合標準倒逼園區(qū)防范化解安全環(huán)境風險，加快園區(qū)污染防治等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強園區(qū)污水管網(wǎng)排查整治，提升本質(zhì)安全和清潔生產(chǎn)水平。引導園區(qū)內(nèi)企業(yè)循環(huán)生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)耦合發(fā)展，鼓勵化工園區(qū)間錯位、差異化發(fā)展，與冶金、建材、紡織、電子等行業(yè)協(xié)同布局。鼓勵化工園區(qū)建設(shè)科技創(chuàng)新及科研成果孵化平臺、智能化管理系統(tǒng)。嚴格執(zhí)行危險化學品禁限控目錄，新建危險化學品生產(chǎn)項目必須進入一般或較低安全風險的化工園區(qū)（與其他行業(yè)生產(chǎn)裝置配套建設(shè)的項目除外），引導其他石化化工項目在化工園區(qū)發(fā)展。主要目標到2025年，石化化工行業(yè)基本形成自主創(chuàng)新能力強、結(jié)構(gòu)布局合理、綠色安全低碳的高質(zhì)量發(fā)展格局，高端產(chǎn)品保障能力大幅提高，核心競爭能力明顯增強，高水平自立自強邁出堅實步伐。（一）創(chuàng)新發(fā)展原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新能力持續(xù)增強，到2025年，規(guī)上企業(yè)研發(fā)投入占主營業(yè)務收入比重達到1．5%以上；突破20項以上關(guān)鍵共性技術(shù)和40項以上關(guān)鍵新產(chǎn)品。（二）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大宗化工產(chǎn)品生產(chǎn)集中度進一步提高，產(chǎn)能利用率達到80%以上；乙烯當量保障水平大幅提升，化工新材料保障水平達到75%以上。（三）產(chǎn)業(yè)布局城鎮(zhèn)人口密集區(qū)危險化學品生產(chǎn)企業(yè)搬遷改造任務全面完成，形成70個左右具有競爭優(yōu)勢的化工園區(qū)。到2025年，化工園區(qū)產(chǎn)值占行業(yè)總產(chǎn)值70%以上。（四）數(shù)字化轉(zhuǎn)型石化，煤化工等重點領(lǐng)域企業(yè)主要生產(chǎn)裝置自控率達到95%以上，建成30個左右智能制造示范工廠、50家左右智慧化工示范園區(qū)。（五）綠色安全大宗產(chǎn)品單位產(chǎn)品能耗和碳排放明顯下降，揮發(fā)性有機物排放總量比十三五降低10%以上，本質(zhì)安全水平顯著提高，有效遏制重特大生產(chǎn)安全事故。加快綠色低碳發(fā)展（一）發(fā)揮碳固定碳消納優(yōu)勢，協(xié)同推進產(chǎn)業(yè)鏈碳減排有序推動石化化工行業(yè)重點領(lǐng)域節(jié)能降碳，提高行業(yè)能效水平。擬制高碳產(chǎn)品目錄，穩(wěn)妥調(diào)控部分高碳產(chǎn)品出口。提升中低品位熱能利用水平，推動用能設(shè)施電氣化改造，合理引導燃料以氣代煤，適度增加富氫原料比重。鼓勵石化化工企業(yè)因地制宜、合理有序開發(fā)利用綠氫，推進煉化、煤化工與綠電、綠氫等產(chǎn)業(yè)耦合示范，利用煉化、煤化工裝置所排二氧化碳純度高、捕集成本低等特點，開展二氧化碳規(guī)?；都?、封存、驅(qū)油和制化學品等示范。加快原油直接裂解制乙烯、合成氣一步法制烯烴、智能連續(xù)化微反應制備化工產(chǎn)品等節(jié)能降碳技術(shù)開發(fā)應用。（二）著力發(fā)展清潔生產(chǎn)綠色制造，培育壯大生物化工滾動開展綠色工藝、綠色產(chǎn)品、綠色工廠、綠色供應鏈和綠色園區(qū)認定，構(gòu)建全生命周期綠色制造體系。鼓勵企業(yè)采用清潔生產(chǎn)技術(shù)裝備改造提升，從源頭促進工業(yè)廢物減量化。推進全過程揮發(fā)性有機物污染治理，加大含鹽、高氨氮等廢水治理力度，推進氨堿法生產(chǎn)純堿廢渣、廢液的環(huán)保整治，提升廢催化劑、廢酸、廢鹽等危險廢物利用處置能力，推進（聚）氯乙烯生產(chǎn)無汞化。積極發(fā)展生物化工，鼓勵基于生物資源，發(fā)展生物質(zhì)利用、生物煉制所需酶種，推廣新型生物菌種；強化生物基大宗化學品與現(xiàn)有化工材料產(chǎn)業(yè)鏈銜接，開發(fā)生態(tài)環(huán)境友好的生物基材料，實現(xiàn)對傳統(tǒng)石油基產(chǎn)品的部分替代。加強有毒有害化學物質(zhì)綠色替代品研發(fā)應用，防控新污染物環(huán)境風險。（三）促進行業(yè)間耦合發(fā)展，提高資源循環(huán)利用效率推動石化化工與建材、冶金、節(jié)能環(huán)保等行業(yè)耦合發(fā)展，提高磷石膏、鈦石膏、氟石膏、脫硫石膏等工業(yè)副產(chǎn)石膏、電石渣、堿渣、粉煤灰等固廢綜合利用水平。鼓勵企業(yè)加強磷鉀伴生資源、工業(yè)廢鹽、礦山尾礦以及黃磷尾氣、電石爐氣、煉廠平衡尾氣等資源化利用和無害化處置。有序發(fā)展和科學推廣生物可降解塑料，推動廢塑料、廢棄橡膠等廢舊化工材料再生和循環(huán)利用。聚丙烯酰胺行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)（一）聚丙烯酰胺行業(yè)面臨的機遇1、聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)政策的大力支持行業(yè)聚丙烯酰胺及減阻劑等聚丙烯酰胺類產(chǎn)品屬于《石油和化學工業(yè)十四五發(fā)展指南》《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2019年本）》等產(chǎn)業(yè)政策鼓勵的行業(yè)領(lǐng)域；根據(jù)國家統(tǒng)計局《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）》，行業(yè)聚丙烯酰胺屬于國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品。聚丙烯酰胺類產(chǎn)品屬于國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄》（2019年本）規(guī)定鼓勵類目錄的十一、石化化工之12、改性型、水基型膠粘劑和新型熱熔膠，環(huán)保型吸水劑、水處理劑，分子篩固汞、無汞等新型高效、環(huán)保催化劑和助劑，納米材料，功能性膜材料，超凈高純試劑、光刻膠、電子氣、高性能液晶材料等新型精細化學品的開發(fā)與生產(chǎn)的范圍。石油、天然氣工業(yè)作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，在確保我國能源安全方面具有不可替代的作用。近年來，為鼓勵發(fā)展石油、天然氣鉆采產(chǎn)業(yè)，我國相繼出臺了一系列鼓勵政策。2019年至2020年，國家能源局通過發(fā)布相關(guān)產(chǎn)業(yè)促進政策，以及多次召開提升油氣勘探開發(fā)力度相關(guān)的各項工作會議，強調(diào)增強國內(nèi)油氣安全保障能力，推動中石油、中石化、中海油等大型石油企業(yè)落實七年行動計劃。2019年10月修訂的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄》，將常規(guī)石油、天然氣勘探與開采作為鼓勵類行業(yè)?！赌茉窗l(fā)展十三五規(guī)劃》提出要夯實油氣資源供應基礎(chǔ)。繼續(xù)加強國內(nèi)常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)，加大頁巖氣、頁巖油、煤層氣等非常規(guī)油氣資源調(diào)查評價，積極擴大規(guī)模化開發(fā)利用，立足國內(nèi)保障油氣戰(zhàn)略資源供應安全。聚丙烯酰胺及其衍生品主要應用于石油三采及頁巖油井壓裂領(lǐng)域，可以有效提高石油采收率及壓裂效率，從而提升石油開采量，是主要石油開采助劑之一。以上政策對我國石油開采助劑行業(yè)提高自主創(chuàng)新能力、推進產(chǎn)業(yè)調(diào)整與結(jié)構(gòu)升級、完善產(chǎn)業(yè)鏈以及提高競爭能力起到了積極的推動作用。2、聚丙烯酰胺下游市場容量持續(xù)增長行業(yè)產(chǎn)品的下游應用于石油開采、水處理、造紙制漿、紡織印染及洗煤選礦等諸多行業(yè)，市場應用廣泛，市場需求量大。我國油氣能源需求長期增長，油氣對外依存度較高，加大開發(fā)力度、維護能源安全勢在必行。據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2021年度，我國原油、天然氣對外依存度分別為71．73%、44．18%，已嚴重威脅我國的能源安全。對于石油能源產(chǎn)業(yè)來說，下一步就是要把技術(shù)搞上去，不斷提高生產(chǎn)能力、降低成本，同時按照綠色低碳轉(zhuǎn)型的方向，實現(xiàn)節(jié)能降碳的目標。因此，一方面加大現(xiàn)有常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)力度，提高油氣資源自給率，降低對外依存度將成為我國未來石油工業(yè)的重要發(fā)展目標；另一方面，未來我國在穩(wěn)定及發(fā)掘原有老油氣田產(chǎn)量的同時，對目前已發(fā)現(xiàn)的頁巖油氣等非常規(guī)油氣田的開發(fā)及向深度地層、深海加大勘探開發(fā)力度將成為下一階段油氣勘探開發(fā)工作的重點。隨著我國常規(guī)油田逐步進入三采階段及非常規(guī)油氣田的開發(fā)利用，將推動國內(nèi)油氣生產(chǎn)活動長期活躍，這將為石油開采助劑產(chǎn)品奠定市場基礎(chǔ)。3、聚丙烯酰胺出口市場空間大長期以來，國際大型化工企業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢和卓越的技術(shù)實力，在全球精細化工領(lǐng)域中占據(jù)較大的市場份額，如水處理用化學品市場的美國索理思（Solenis）、法國愛森（SNF）等。以上企業(yè)依托起步早、經(jīng)營經(jīng)驗豐富、技術(shù)工藝水平領(lǐng)先的優(yōu)勢，擁有種類齊全的產(chǎn)品系列，品牌認可度高，引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展方向。國內(nèi)精細化工行業(yè)起步較晚，但具有低成本、較高性價比等優(yōu)勢。（二）聚丙烯酰胺行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1、聚丙烯酰胺研發(fā)要求日益提高聚丙烯酰胺行業(yè)屬于技術(shù)密集型行業(yè)，產(chǎn)品的研發(fā)能力直接關(guān)系到企業(yè)為客戶提供優(yōu)質(zhì)聚丙烯酰胺的能力，直接影響下游市場的應用效果。目前，國內(nèi)多數(shù)聚丙烯酰胺生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)能力不足、低水平重復生產(chǎn)是導致中小型聚丙烯酰胺生產(chǎn)企業(yè)利潤率較低、面臨淘汰威脅的主要因素。隨著客戶對聚丙烯酰胺要求呈現(xiàn)出定制化、功能細分化的趨勢，對產(chǎn)品配方和工藝的研發(fā)難度也提高了要求。2、聚丙烯酰胺原材料價格波動原材料成本是聚丙烯酰胺行業(yè)生產(chǎn)成本的重要組成部分，占生產(chǎn)成本的比例較高，因此原材料采購價格的波動對主營業(yè)務成本有較