己内酰胺全产业链生产现状及未来发展趋势分析

己内酰胺全产业链生产现状及未来发展趋势分析

李飞    ,付蒙蒙   ,袁会单  

沧州旭阳化工有限公司    河北省沧州市     061113

摘要：己内酰胺是生产聚酰胺-6的重要单体，其全产业链为：苯—环己酮—己内酰胺—聚酰胺6—锦纶服装、工程塑料、薄膜等，其中锦纶服装中间还需要纺丝、织布、染整等工艺环节。其主要用于生产民用及工业纤维、工程塑料和包装膜等。从下游消费结构来看，目前国产尼龙6切片主要应用在纺丝、工程塑料和薄膜等方面，其中纺丝仍旧是国内主导应用领域。2021年，尼龙6的消费结构为民用长丝领域占60%，在工程塑料和工业丝领域分别占比15%和9%，BOPA薄膜领域和其他合计占比16%。

未来己内酰胺未来工艺技术的发展也将向着简短工艺流程、降低能耗物耗、安全环保、生产稳定简单以及产品高端化等多个方向发展；其全产业链的发展趋势将是：规模化（60-100万吨/年）、上下游一体化、产品结构优化、供应链国产化。

关键词：己内酰胺、聚酰胺6、锦纶、工程塑料、薄膜

1、国内己内酰胺产业情况分析

    1.1 己内酰胺产业发展背景及生产现状

1958年我国从德国引进PA6聚合纺丝设备，并在北京建成第一套PA6工业生产装置。之后四十多年里，国内先后通过消化吸收国外的技术设备建成一批企业。但由于原料己内酰胺进口依存度高，未能形成完整快速、规模化发展。直到 90年代初中国石化在HPO生产工艺的基础上，开发出氨肟化生产技术，打破了长期被国外技术垄断的局面，己内酰胺产能得到了释放。关键中间品己内酰胺的稳定供应极大地推动了PA6的扩张，PA6切片产量和价格更具竞争力，下游应用领域需求进一步释放，原材料限制对行业发展影响减弱，行业迎来快速发展周期。

近年来，随着服装及工程塑料的需求增长，己内酰胺的需求也随之不断增加，其产能及年产量稳步增长。至2021年底，全国己内酰胺产能达554万吨/年。

2008年至2012年中国己内酰胺原料产能低，自给率低，CPL进口量持续增长，2012年进口量达到70万吨。2014年后随着国内进行自主创新、行业技术水平不断提高，己内酰胺工厂不断扩能和投产，国内己内酰胺产能呈稳步增长态势，国内己内酰胺供应量大幅提高，己内酰胺进口量大幅下降。

2015-2021年，全国CPL产量、表观消费量的年均增长率分别为14.5%和12.7%。2021年CPL产量为3970 kt，同比上升12.8%；表观消费量为4072.2 kt，同比增长7.5%；2021年己内酰胺进口量为105.8 kt，同比下降61%，对外依存度仅仅2.6%，出口量大幅增加，为3.6kt。

表1 2015-2021年国内己内酰胺供需情况

1.2 己内酰胺工艺技术情况分析

全球甲苯法及光亚硝化法已基本淘汰掉，硫酸羟胺法和NO还原法由于其工艺的落后，也即将面临淘汰的局面，未来全球己内酰胺的生产工艺将以氨肟化法和HPO法为主；从产品质量控制、低硫铵产率考虑，HPO法和氨肟化法具有一定优势，是当前主流工艺；氨肟化工艺流程短、反应条件温和、投资低、更安全环保等优势，是当前最具竞争力的生产工艺。

技术先进性对比：甲苯法(SNIA)<环己烷光亚硝化法(PNC)<硫酸羟胺法(HSO法)<磷酸羟胺法(HPO法)、氨肟化法(氨肟化+液相重排)

1.3 己内酰胺未来发展趋势

今明两年我国预计还将新增CPL产能约250万吨（沧州旭阳、巴陵石化等6家企业），若项目全部实施，我国CPL产能将超800万吨。

2022年随着国内CPL供应端新增产能释放，且需求端预期因外贸需求恢复全年需求量会小幅上升，市场竞争将更为激烈。所以，对于CPL生产企业，首先应加大投资要就新技术，并靠近下游用户，以降低生产成本；同时响应国家号召，加大力度开展节能、减排、降碳等措施的实施；加强CPL下游产品开发，提高CPL的附加值。

2、国内聚酰胺6产业情况分析

    2.1 己内酰胺产业发展背景及生产现状

2021年，国内PA6切片生产能力在5990 kt/a左右，新增产能主要来自恒申新材料140kt/a、杭州聚合顺50kt/a、浙江恒逸60kt/a、江苏华峰超纤材料有限公司80kt/a等聚合装置投产。此外，2021年浙江亨润集团因工厂搬迁，50kt/a聚合产能停产。

2021年，国内切片产量4010 kt，随着国内供应能力继续增长，且国内生产技术和产品品质不断提高，使PA

-6切片的进口量减少，出口量逐年递增。2021年PA6切片进口量仅25.34万吨，同比减少13.93%出口量超过进口量，达到25.59万吨，但依然存在两个问题：一是高质量产品供给依然不足，依赖进口；二是我国PA6以常规产品为主，特色产品很少，同行竞争激烈，容易陷入价格战。

表2 2015-2021年国内PA6切片供需情况

2.2 聚酰胺6工艺技术情况

尼龙6切片工业化生产主要以己内酰胺为原料，利用己内酰胺水解开环聚合反应生成聚己内酰胺聚合物。PA6聚合技术主要包括常压连续聚合法、二段聚合法、间歇式高压釜聚合法、固相后缩聚法及多段连续聚合法等，有代表性的公司有Zimmer、KartFischer、Didier、Aqufil、Inventa、Noy、以及日本东丽、龙尼吉卡公司等。

2.3 聚酰胺6产业未来发展趋势

新增产能方面，若聚合顺鲁化、华鲁恒升、江苏弘盛、湖北三宁、中锦等企业项目均按计划投产，预计至2023年，国内PA6切片产能将超过7200kt/a。随着有实力的企业不断扩大规模，并向上下游产业链延伸，其竞争力和盈利能力会越来越强；而规模较小、又没有上下游配套的企业，竞争力将进一步被削弱，甚至面临亏损的局面。

作为己内酰胺产业链的中间产品，PA6切片具有承前启后的作用。为保证其质量的优质和稳定，我国生产企业应研发改进，提高产品质量；同时，积极研发新产品，提高差异化度和附加值，并开拓下游市场应用，避免恶性竞争。

3、国内锦纶产业情况分析

3.1 锦纶产业发展背景及生产现状

在中国PA纤维称做锦纶，是世界上最早工业化的合成纤维，具有优良的性能，广泛应用于服装、家纺和产业等领域，同时在工业领域可用于制造轮胎帘子线、渔网、缆绳、安全带、降落伞、滤网等，目前是第二大合成纤维。

按纤维功能分为常规纤维和改性纤维，改性纤维可分为抗菌防臭纤维、阻燃纤维、远红外纤维、抗静电导电纤维、亲水性纤维、易染性纤维、耐光耐热纤维、高强高模纤维、超细旦纤维等。

2021年国内PA6纤维产能扩张相对明显，产能达4460kt/a，同比增长5.7%，产量约3340kt，民用长丝进口量为32kt，出口量为256kt，出口量大幅增长。

表3 2015-2021年国内PA6纤维供需情况

3.2 锦纶6生产技术简介

纤维纺丝方法分为熔体纺丝法和溶液纺丝法。尼龙6常规纤维的生产通常采用熔体纺丝法工艺，该工艺按原料可分为直接纺丝法和间接纺丝法。目前，尼龙纤维的工业化生产主要采用切片纺丝法，直接纺丝法技术尚未成熟。直接纺丝法是将聚合后的聚合物熔体直接送至纺丝机进行纺丝，省去铸带、造粒等工序，具有生产流程短、能耗较低、成本较低等特点；间接纺丝法又称切片熔融纺丝法，先需将高聚物制成切片，切片经萃取、干燥，再熔融纺丝。切片纺丝法产品质量好、生产柔性，但生产成本较高。

尼龙纤维也存在一些缺点，如耐光耐热性较差，容易黄变老化，初始模量低，容易变形等，所以对尼龙6纤维改性是扩大应用领域，提高竞争力的必要措施。

尼龙6纤维的改性方法主要有物理改性和化学改性。通过物理或化学改性可得到抗菌防臭、阻燃、远红外、抗静电、复合超细、细旦异形、高弹性、抗紫外、高强度高模量等的改性尼龙6纤维。

物理改性通常是利用各种物理方法及手段，在不改变成纤高聚物大分子主体结构的情况下，通过改变纤维的聚集态结构、形态结构、纤维成分等达到改善纤维性能的目的。物理改性方法主要有共混纺丝、异形纺丝、复合纺丝及多种类型的后加工整理技术等。

化学改性是通过成纤聚合物的化学反应，改变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类改性方法。化学改性可以在成纤聚合物的聚合阶段、纤维成型及后加工阶段进行，对于织物通常在后整理过程中进行化学改性。化学改性方法有接枝共聚、嵌段共聚、化学共聚、交联、大分子链侧基官能团反应、表面化学改性以及络合改性等。

3.3 锦纶6产业未来发展趋势

近年来，纺织服装领域最重要的趋势之一就是消费升级，具体到锦纶消费体现在以下三个方面：

首先，随着中产阶层人群扩大和居民可支配收入的提高，我国居民的消费能力显著增强，具备了为高端面料支付溢价的购买力，消费者用于衣着的支出也逐年增加。

其次，追求潮流与个性的90、00后正逐渐成长为市场的主力消费群体，其消费理念与上一辈不同，追求更轻便、高端、时尚的个性化服饰，而锦纶自身的性能又非常优异，极大的满足了日益增长差异化需求。

另外，作为锦纶丝主要消费场景的户外运动市场正蓬勃兴起，未来户外用品市场将跨入成长期，存在巨大的提升潜力，相应也将带动锦纶需求的大幅增长。

4、国内PA6工程塑料产业情况分析

4.1 国内PA6产业现状

（1）目前国内主要改性塑料生产厂家

长江三角洲区域：上海杰事杰、南京聚隆、上海日之升、中广核俊尔、上海普立特、横店德邦、合肥会通。

珠江三角洲区域：金发、聚赛龙、广州石磐石、科苑、三水金湖。

其它区域：河南平顶山神马、中国鑫达、道恩、国恩。

（2）尼龙6改性工程塑料应用领域

①家电领域：改性PA材料主要应用于无人看管电器的电气零件，如聚赛龙的PA66FR500（无卤阻燃）和PA66FR2400（无卤增强阻燃）等。

②电动工具领域：改性PA材料应用于切割机、电锯、电钻、角磨机、抛光机、电锤、电镐、热风枪、锂电螺丝批、砂光机、雕刻机等机器的塑料外壳。材料具有玻纤增强、高耐热性、高刚性及高强度的特点，主要应用于电动工具外壳，典型牌号有聚赛龙PA6-G308。

③家具领域：PA材料可以应用于座椅、靠背、椅脚、后撑、支架、脚轮、楼梯扶手、红酒架、调味品架、窗帘导轨、卫生间扶手、门把手等。

④汽车领域：对PA材料进行增强改性，可广泛应用于汽车的许多零部件，如进气歧管、散热风扇、汽车轮毂、水室、发动机罩盖、变速器部件等。牌号有聚赛龙SE8563 等。

4.2 PA6工程塑料工艺技术

尼龙加工成型方法有注射成型、挤出成型、吹塑成型和浇注成型。注射成型可生产各种不同结构的制件；挤出成型可生产管、棒及薄膜；吹塑成型可生产包装容器；浇注成型是用单体活化后在模具中反应成型，适应大型制件的生产。作为工程塑料制件的生产主要是注射成型，其次是挤出成型。

尼龙注射成型过程包括原料烘干、注射成型和后处理。尼龙6挤出成型的主要产品有单丝、板、管材（包括软管与硬管）、棒材、薄膜、纤维等，其中产量最大的是纤维。挤出成型过程包括配料、挤出、冷却、定型拉伸、切割、卷绕、包装等工序。

5、国内BOPA薄膜产业情况分析

5.1国内BOPA薄膜的生产现状

BOPA薄膜是透明性优良的无色、无嗅、无味、无毒的包装材料，具有良好的强度和阻隔性，可用于香肠等食品的真空包装；具有良好的耐高、低温性能，使用温度在-60℃至150~200℃之间；另外BOPA薄膜还具有优异的耐油脂性、耐有机溶剂性、耐碱性、耐药品性等；同时，BOPA膜不易产生静电不吸尘，且具有优良的真空印刷性，易于真空镀铝。流延尼龙片材具有良好的延伸性，可用于真空热成型。

BOPA是世界上公认的生产难度很高的一种功能性膜材。在2000年前，BOPA行业一直被国外垄断，直到本世纪初，国内才开始陆续引进生产线。BOPA的行业门槛极高，特别是对生产设备的操控能力、对双向拉伸工艺技术的掌控程度有非常高的要求，是一个高技术、高难度的细分行业。

BOPA薄膜的拉伸技术可以分为四代：第一代为管膜拉伸技术；第二代为分步双向拉伸技术（目前国内大多数企业采用的生产技术）；第三代为机械同步拉伸技术；第四代技术为磁悬浮线性电机同步拉伸技术（LISIM技术，目前仅日本的尤尼吉可，国内中仑新材有技术）。中仑新材同时掌握分步拉伸、机械同步拉伸以及磁悬浮线性电机同步拉伸技术。

BOPA薄膜市场一直呈现快速增长的态势。2016-2020年期间，中国BOPA薄膜需求量从10.45万吨增长至17.36万吨，年复合增长率达到13.53%，是增速最快的功能性膜材之一。预计到2025年中国BOPA薄膜需求量有望达到30.45万吨。

2020年国内BOPA产能24.93万吨，TOP3企业占国内产能近60%。其中，行业产能最大的企业是中仑新材，其子公司厦门长塑拥有产线11条，包括4条LISIM产线，产能8.5万吨/年，位居全球第一。

6、己内酰胺全产业链未来发展趋势

随着国内经济高速的发展，人们的生活水平得到了显著提高，对尼龙6需求量逐渐增加。同时，随着世界经济全球化，尼龙6生产重心正逐步向亚洲地区转移，我国尼龙6行业在国际市场上将具有越来越大的影响力。

（1）产业规模化

近年来，我国尼龙6产业有了较大的发展，但主要是以常规产品的扩张为主，常规化、同质化产品过度发展问题突出，在产品开发与技术创新上存在严重不足。部分企业生产规模扩大，但中小企业在行业中仍占大多数。为了进一步降低单位产能的建设投资和生产成本，提高市场竞争力，生产规模的大型化和超大型是化纤行业发展的趋势。因此提高装置经济规模和技术水平，淘汰部分技术落后、规模小、效益差的企业，向上下游延伸成为尼龙6产业新一轮发展中的突出特点。

（2）产业链一体化

未来市场竞争将从单一产品竞争发展为全产业链产品竞争，全产业链一体化发展趋势明显。行业上下游整合趋势明显，注重尼龙材料上下游产业链发展，拓宽产业链建设。“己内酰胺-切片-纺丝/工程塑料/薄膜”一体化企业，一方面在运输、财务成本上大幅降低，提升利润空间；另一方面随着市场竞争的加剧，完善产业链的工厂抗风险能力具有明显优势，较长的产业链和产品结构多元化有助于抵御价格波动、销售淡旺季等市场风险。

（3）产品结构优化

虽然近年来我国尼龙6行业持续快速发展，常规产品产能、产量已居世界前列，但产能结构性过剩，行业盈利能力下降问题显著，并且行业自主创新能力较弱，高附加值、高技术含量产品比重低，不能很好适应功能性、绿色化、差异化、个性化消费升级需求，制约了高端量产水平及行业盈利能力的突破，行业仍有较大升级空间。

尼龙6行业亟需加快进行产品结构调整和技术创新，积极开发功能化、差异化、高性能化产品，提升产品附加值，不断提高市场竞争力。另外纤维用尼龙6切片用量大，但整体利润率低，很可能会陷入打价格战的局面。需优化产品结构，拓宽产品下游应用范围，不断开发新的应用领域，抢占工程塑料和BOPA薄膜市场。

（4）供应链国产化

加快科研开发，消化吸收国外先进技术，对还需进口的关键设备进行技术攻关，如高端PA6聚合器、纺丝螺杆挤压机、高速卷绕机等，实现尼龙6供应链的国产化，提高国内尼龙6产业的国际竞争力。