腈纶行业发展与环境保护

腈纶行业发展与环境保护中国化纤工业协会副秘书长薄广明一、概述腈纶是聚丙烯纤维的简称，英文名称为polyacrylicfibre。美国杜邦公司最早于1942年研制成功，当时命名为“奥纶”（Orlon）。由于腈纶的特性是质轻保暖、染色鲜艳而坚牢，酷似羊毛。故被称为是人造羊毛。主要用于毛毯、人造毛皮和玩具绒等领域。我国是腈纶发展最快的国家之一。自上世纪50年代中国开始对腈纶产品进行研究，于1969年就实现了工业化生产。经过近40年的发展，目前腈纶的产能已达到世界总产能的1/3。2007年产能已达到92万吨/年，产量也达到了82万吨，已经成为世界腈纶纤维的主要生产基地。二、中国腈纶行业的现状自上世纪五十年代以来世界腈纶纤维的生产工艺路线主要有4条，即：NaSCN湿法一步法、NaSCN湿法二步法、DMF干法二步法和DMAc湿法二步法。我国自上世纪60年代首次引进英国考特尔斯NaSCN湿法一步法以来，通过不断引进和消化吸收，也形成了上述4种生产工艺路线。它们分别是：1．NaSCN湿法一步法：上海金山石化；2．NaSCN湿法二步法：上海金山石化、安庆石化、大庆石化、大庆炼化；3．DMAc湿法二步法：吉林奇峰、吉盟、杭州湾、宁波三菱丽阳；4．DMF干法二步法：浙江金甬、秦皇岛、齐鲁石化、抚顺石化。（注1）注1：秦皇岛、浙江金甬两家企业已于2008年相继停产。尽管我国的腈纶生产起步较晚，但发展速度却很快。特别是从上世纪八十年代中后期开始。在短短的二十年时间里，我国的腈纶产能已由初期的不足十万吨，发展到今天的九十多万吨,目前我国腈纶产能分布情况见表1。表1当前我国腈纶产能分布情况（万吨）企业名称产能所占比例（%）吉林奇峰、吉盟2426上海金山石化腈纶部1617.5安庆石化腈纶厂77.7齐鲁石化腈纶厂66.6浙江金甬腈纶厂55.5大庆石化腈纶厂6.57.1大庆炼化腈纶厂33.3抚顺石化腈纶厂66.6秦皇岛奥特莱腈纶厂5.56杭州湾腈纶厂77.7宁波三菱丽阳腈纶厂5.56合计91.5生产工艺路线也由单一的NaSCN湿法一步法，发展到现在的八种溶剂，四种工艺路线。另外，在腈纶消费结构上也发生了明显变化（见表2）,服用纤维的比例在不断减少,工业用腈纶比例大幅上升。性能上，服用纤维以安全、美观、舒适亲肤为追求，装饰材料凸现时尚风格，而工业应用则强调了独一无二的高性能。这种消费结构的变化促进了纤维品种结构的调整。表2腈纶消费结构变化表国家与地区服用装饰用工业用200120052001200520012005美国64412837822西欧60463435619日本63393229532中国84671520113可以确定的是，向工业应用领域的延伸将是未来腈纶发展的主流方向，这完全符合工业用材料轻量化、高性能化、多样化和美观化的发展潮流，市场潜力巨大。目前，全球腈纶产业发展重心向亚太地区转移局势已不可逆转，而中国作为亚洲的发展中心更是成为焦点。近年来，在中国经济高速增长的带动下，中国腈纶产业也保持了稳定的发展态势，产能呈现跳跃式扩充，2005年产量已位居世界首位，达到了72.8万吨，2007年更达到了八十万吨。而且随着世界各国逐渐淡出腈纶市场，为中国腈纶行业发展带来了巨大空间。特别中国拥有全球最大的腈纶消费市场，2005年国内腈纶表观需求量已经达到118.6万吨，预测今后每年还将以3-5%的速度递增，至2010年将有140万吨的需求。而这种后发优势将使中国腈纶在“十一五”期间年平均增长率达到5%，产能将至100万吨，预计将占世界总产量的一半。然而既便如此，届时中国将仍有约40万吨的需求缺口。作为腈纶生产的主要原料丙烯腈，我国的发展速度也是惊人的，截止到2007年底，我国的丙烯腈产能已达到100万吨。尽管产能有了大幅度的提高，但由于国产丙烯腈并非全部用于腈纶纤维的生产，（其中生产ABS的丙烯腈约占35%，其它占22%）这样就造成了用于生产腈纶纤维的丙烯腈，每年还约有三十万吨的缺口，丙烯腈进口的依存度仍然很大。这在一定程度上也限制了腈纶纤维的发展。这一点在刚刚过去的2008年已经得到了证明。2008年国内两家自身没有丙烯腈的企业—秦皇岛和浙江金甬腈纶厂相继停产。还有几家没有丙烯腈的企业也受到原料供应不足的困扰。三、节能减排工作的现状1．尽量我们腈纶产能是世界第一，但由于我们自主研发的产品不是很多，腈纶产品的差别化率与发达国家相比还有很大的差距。不仅如此，由于上世纪八、九十年代腈纶生产各企业都在一味地扩大生产，忽视了节能、降耗工作，使得很多生产企业的单位产能的物耗要高于发达国家，而废物的治理投入又不够，使得单位产能的产污也仍较高。但是进入到上世纪九十年代中期以来，随着国家加大了对环保的要求，各企业明显加大了节能、降耗的力度。随着新型生产工艺路线的不断成熟，新型溶剂的优势显现出来，特别是采用了DMAc工艺路线，对循环的污染大地降低了。目前我国的部分企业已经接近或达到了世界先进水平。值得一提的是，我国首家涉足腈纶纤维生产的民营企业—浙江杭州湾腈纶厂，它于2003年6月创立。创立之初就将生产产品定位为纤维化高端产品—差别化腈纶纤维，吸收国内的先进技术和成功经验，并与德国拜尔公司签订了独家技术转让合同。该公司生产的高收缩腈纶和丝缩腈纶纤维质量可与世界同类腈纶相媲美，打破了德国、荷兰和日本等国的长期垄断局面。另外，我国腈纶行业的龙头企业之一—中国石化上海石化股份有限公司腈纶部，在科技创新、技术改造、新产品开发和产品结构优化等方面也做出了显著成绩。该公司的NaSCN一步法脱单系统改造、NaSCN两步法水相聚合脱单工艺优化、烘干机真空热管换热技术改造、新型溶剂净化装置开发等技术创新与改造工程，不仅提高了腈纶生产技术含量，更重要的是确保了该公司技术经济指标始终处于同行业的领先地位。2．国家有关部门高度关注生产企业环保治理工作，提出从2008年1月1日起对全国的各大中型企业进行全面的污染源普查。根据国家的政策，化纤协会也相应地开展了以“节能、减排、节水、降耗、清洁生产和循环经济”为目的的生产企业排污情况的调查。这一点浙江杭州湾腈纶厂又走在了行业的前面。尽管他们起步晚，但它们起点高，选择的技术路线对头，后来居上，经过几年的努力已成为腈纶行业经济效益的排头兵了，但杭州湾腈纶厂还是不满足于现状，仍然精益求精，不断地进行技术改造。考虑到制冷、冷却等生产工艺，循环水系统具有很大的节能潜力，该公司在2008年3月5日与宁波市科技节能技术有限公司签订了节能技改合作合同，对11台大功率高能耗水泵电机进行了节能改造，当年11月底就完工，并通过了相关部门的评估验收。经初步核算，仅节电一项，每年就可节电600万度以上，技改后11台水泵电机平均节电率高达51%。3．目前我国腈纶企业耗能情况表3腈纶纤维生产的单位物耗情况（湿法纺丝）产品名称主要原材料单位消耗定额（硫氰酸钠法）腈纶纤维丙烯腈99%丙烯酸甲酯99%甲基丙烯磺酸钠硫氰酸钠68-70%异丙醚异丙醇99%硫酸烧碱千克/吨千克/吨千克/吨千克/吨千克/吨千克/吨千克/吨千克/吨961659321618320150表4腈纶纤维生产的单位物耗情况（干法纺丝）产品名称主要原材料单位消耗定额（硫氰酸钠法）腈纶纤维丙烯腈99%丙烯酸甲酯99%二甲基甲酰胺苯乙烯磺酸钠过硫酸钾油剂烧碱千克/吨千克/吨千克/吨千克/吨千克/吨千克/吨千克/吨935-9506550-70324.512.71504．目前我国腈纶行业综合能耗情况如下：表5我国腈纶行业综合能耗表名称年份产量（万吨）综合能耗（千克标煤/T）其中综合总能耗（万吨标煤）其中电（千瓦时）/T汽（折千克标煤）/T电（亿千瓦时）汽（折万吨标煤）腈纶纤维2005年62.131451.201182.001091.3090.167.343867.042007年79.221361.501021.26972.49107.868.090477.042011年（预测）85.001073.68894.74850.00102.008.500080.75.注：在表4中1、综合能耗（吨产品）2011年比2005年预计下降-26.01%。2、数据测算采用湿法纺丝工艺和干法纺丝工艺的加权测算值。3、2011年的数据是结合各企业的产能状况进行预测的。表6腈纶行业主要原料（丙烯腈AN）消耗年份产量（万吨）（AN）（千克/吨）总消耗（万吨）腈纶纤2005年62.1394058.4022007年79.2292072.822011年（预测）85805.2676.500维注：表7腈纶行业其它单体（湿法纺丝）消耗名称年份产量（万吨）（其它单体之和）（千克/吨）总消耗（万吨）腈纶纤维2005年42．131081．134．55482007年57．22995．595．69682011年（预测）73975．687．1225注：表是中其它单体是指丙烯酸甲酯（MA）或醋酸乙烯酯（VA），和甲基丙烯磺酸钠（MAS）。表8腈纶行业其它单体（干法纺丝）消耗品种年份产量（万吨）其它单体之和（千克/吨）总消耗（万吨）腈纶纤维2005年20．001081．852．16372007年22．00995．482．19012011年（预测）12．00975．571．1707注：注：表中其它单体是指丙烯酸甲酯（MA）和苯乙烯磺酸钠（SSS）。从表格5可以看出，我国腈纶的产量在递增，而物耗、能耗在逐渐减少。从表中可知：2007年比2005年的综合能耗降低了6.18%,而2011年（预计）将比2005年大幅降低,幅度将达到26.01%。另外从表6、7、8还可看到，主要原料的消耗也有明显的降低。四、腈纶行业目前采用的一些三废治理措施1．NaSCN湿法二步法生产腈纶的企业采用的方法纺丝工艺流程简图如下：从纺丝工艺流程图中，我们可以看到，腈纶纤维生产过程中，产生的废物主要有两种：一种是废水（主要产生于两处，1、在脱单体、脱水时，这时分离出的单体基本上可以回用。废水也可用于聚合时冲洗液；2、在牵伸、水洗过程之后，这时企业主要是采用五效蒸发法通过冷凝后，一部分溶剂NaSCN可以回用，另一部分含氰的污水和萃取（酸减中和）后的污水，经过总的污水管网排放到公司总的污水站做集中处理）；另一种是废渣（主要产生于纺丝液进行消光、过滤的过程。这时产生的废渣主要存于废的过滤布上，这些废滤布一般企业都会定期更换。）在腈纶纤维生产过程中，产生的废气不是很多，所以在废物治理过程中不予以考虑。2．以为DMAc溶剂的腈纶生产路线排污情况DMAc湿法二步法腈纶生产流程简图废物及有毒有害物质排放情况统计（一）按年产14万吨腈纶纤维核算排放量。（1）固体废物排放处理情况单位：吨/年污染物排放点名称含污染物成分排放量去向纺丝车间废滤布二甲基乙酰胺38.57固体废物填埋场处理纺丝车间废胶二甲基乙酰胺57.9固体废物填埋场处理纺丝车间废丝二甲基乙酰胺46.1生产回用聚合车间废聚合物二甲基乙酰胺4.52生产回用聚合回收固形物二甲基乙酰胺102.00固体废物填埋场处理毛条车间废纤维160.00出售合计409.09（2）废气污染源排放情况污染物排放点污染物成分排放量（m3/h）排放浓度mg/m3排放标准mg/m3罐区淋洗塔丙烯腈2.960.7822纺丝车间二甲基乙酰胺23000019.83200溶剂精制回收二甲基乙酰胺40003.04200（3）废水污染源排放情况吨/日排放点排放量去向聚合车间2456动力公司纺丝车间991动力公司合计3447动力公司给排水车间通过均衡池、气浮池、水解酸化池、初沉池、生化池、二沉池、好气滤池等工艺处理腈纶废水，保证达标排放。（二）企业在节能、减排方面所采取的措施（1）聚合釜夹套水用循环水替代项目聚合釜的夹套水由脱盐水改为循环水运行，由循环水直接带走聚合反应热。如果天气过热，循环水不能满足正常生产，则需要使用冷冻水通过换热器给循环水降温，满足正常生产需要，减少冷冻机开台，每年可节电、节气预计500多万元。（2）对D-501盘式干燥机改造使固形物由液态排放，变成固体排放。仅此一项，每年就可减少COD排放约20