甲基丙烯酸甲酯投资机会分析

甲基丙烯酸甲酯投资机会分析王宏岗（中国石化咨询公司，北京，100029）对甲基丙烯酸甲酯的国内外市场、技术路线及经济评价等方面进行了全面的分析，认为甲基丙烯酸甲酯在我国是有市场的，建设20 kt/a的装置是有前景的，从经济评价角度来看建设该项目也是可行的。 关键词：甲乙酮 市场 技术 经济评价甲基丙烯酸甲酯（英文名称methyl methacrylate，简称MMA），为无色挥发性液体，是重要的有机化工原料。主要用于生产有机玻璃，也用于生产丙烯酸树脂、模塑料等。此外它还用于生产丙烯酸涂料、聚氯乙烯助剂、纺织上浆剂、乳胶增塑剂、腈纶聚合的第二单体等。1 市场1.1 国际市场1.1.1 生产状况目前全球甲基丙烯酸甲酯的总生产能力约为2 400 kt/a，产量约1 900 kt/a。由于MMA生产属高技术资本密集型工业，因此主要集中在3个发达国家和地区，美国、西欧和日本的20多家生产厂家共占世界总生产能力的85%以上。在世界其他地区，现有和在建的较大规模生产装置大部分也属于欧、美、日生产公司的合资企业、子公司或根据许可证生产。1999年世界MMA主要生产厂家情况及供需情况分别见表1和表2。表1 世界MMA主要生产厂家情况 kt/a国家与地区公司名称 生产能力生产工艺北美美国ICI公司241丙酮氰醇法Rohm & Hass Texas Inc358丙酮氰醇法CYRO工业113丙酮氰醇法西欧英国ICI180丙酮氰醇法德国Rohm Gmbh180丙酮氰醇法德国Degussa75丙酮氰醇法德国BASF36乙烯法法国Elf Atomchem60丙酮氰醇法意大利Elf Atomchem Italy75丙酮氰醇法西班牙Monacri SA30丙酮氰醇法西班牙Repsol Quimica36丙酮氰醇法亚洲日本旭化成公司90甲基丙烯腈法Kuraray58丙酮氰醇法Kyodo Monomer40异丁烯法三菱瓦斯公司6改进丙酮氰醇法三菱人造丝公司93丙酮氰醇法三菱人造丝公司95异丁烯法Nibon Methacry Monomer90异丁烯法Nippon Shokubai40异丁烯法韩国Luckyl MMA Corp.50异丁烯法中国台湾高雄单体公司95丙酮氰醇法表2 1999年世界MMA的供需情况 国家名称生产能力/kta-1实际产量/kt实际消费量/kt美国780640590西欧672570505日本512430345其他国家372242416合计2 3701 8821 856世界MMA的生产以丙酮氰醇法为主，其生产能力为1 700 kt/a，约占总生产能力的77%，异丁烯法（C4法）生产能力为320 kt/a，约占总生产能力的15%，乙烯法生产能力为130 kt/a，约占总生产能力的6%，改进ACH法生产能力为50 kt/a，约占总生产能力的2%。ICI是世界上最大的MMA生产公司，在美国、英国和中国台湾都建有装置，其生产能力占世界总能力的22%；其次是Rohm & Haas，占世界总能力的16%，Rohm & Haas在美国Texas的360 kt/a装置是目前世界最大的MMA装置。日本主要以异丁烯法生产MMA，这是因为，一方面日本天然气资源有限，价格很高，建设使用天然气和氨生产氢氰酸的装置很难获得批准，而丙烯腈副产氢氰酸的供应量又由于丙烯腈生产的不景气和催化剂改进而有所下降。另一方面，日本裂解C4烯烃可提供数量充足、价格低廉的异丁烯。因此日本MMA生产能力中，异丁烯法占60%，丙酮氰醇法（包括改进法）占40%。另外东亚、东南亚一些新建装置也采用了日本转让的异丁烯法技术。1999年亚洲新增MMA能力包括住友化学在新加坡的50 kt/a装置和三菱人造丝在泰国的55 kt/a装置，近几年即将投产的装置还有韩国湖南石化在仁川的40 kt/a装置，台塑在中国台湾麦寮的40 kt/a装置，印度石化在印度的30 kt/a装置，旭化成在泰国罗勇的50 kt/a装置。1.1.2 消费状况MMA主要用来生产丙烯酸树脂和塑料（有机玻璃）,在美国、西欧和日本，其消费构成比分别为48%、59%和50%。其次是用来生产表面涂料，美国和西欧在这一领域的MMA消费构成比分别为22%和24%。世界主要地区MMA消费结构现状及预测见表3。表3 世界主要地区MMA消费现状及预测 kt消费领域1999年2004年美国西欧日本美国西欧日本丙烯酸类树脂及塑料（有机玻璃）1921878121820190模塑料及挤压料921109110412198表面涂料树脂133123-155152-其他1738517321496194合计590505345691570382MMA在欧美日发达国家属市场成熟产品，但高性能聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）树脂的不断开发成功，为其市场应用注入了新的活力，预计1999-2004年,其实际消费量增长速度将与其本国国内生产总值(GDP)的增长速度同步，美国、西欧和日本的年均增长率将分别为3.2%、2.4%和2.1%。而在世界其他地区，同期对MMA的需求将保持更快的增长速度，到2004年实际消费量将达到530 kt以上，增长速度最快的将是拉美和环太平洋地区。1.2国内市场1.2.1 生产能力我国早期MMA是由有机玻璃废料经裂解而制成的。20世纪50年代末期，我国分别在苏州安利化工厂和上海制笔化工厂建成1 kt/a和6 kt/a甲基丙烯酸甲酯装置，工艺均采用丙酮氰醇路线，以后又陆续建设了一批小装置。80年代末，黑龙江龙新化工有限公司与中国香港合资兴建了1套20 kt/a装置。90年代初，抚顺有机玻璃厂在原有装置基础上投资1.87亿元，引进捷克保利泰克生产技术，使生产能力增至13 kt/a。目前我国有MMA生产厂家10余家，总生产能力约60 kt/a。主要生产厂家见表4。表4 我国甲基丙烯酸甲酯主要生产厂家 kt/a生产厂家生产能力主要原料黑龙江龙新化工有限公司20丙酮氰醇抚顺有机玻璃厂13丙酮氰醇上海制笔化工厂6丙酮氰醇上海珊瑚化工厂6丙酮氰醇苏州安利化工厂3氰化纳南京永丰化工厂15氰化纳哈尔滨有机玻璃厂15氰化纳温州塑料助剂厂2氰化纳常州有机化工厂1.5氰化纳安庆曙光化工厂1轻油裂解益阳红旗化工厂1轻油裂解1.2.2 生产状况我国甲基丙烯酸甲酯生产全部采用丙酮氰醇法工艺，但有些生产厂家由于缺乏原料，还采用落后的氰化钠路线，购进氰化钠，与硫酸反应生产氢氰酸，再与丙酮作用生成ACH，进而生产MMA。由于丙酮氰醇供应严重不足及进口产品的冲击，国内生产装置开工率很低，不少中小型企业已经停产，具体分析有以下三点主要原因：(1)工艺路线落后。现在我国的MMA生产大都采用丙酮氰醇路线，丙酮氰醇是由丙烯腈的副产氢氰酸与丙酮合成的，氢氰酸属剧毒物质，需配套建设价格昂贵的废液处理回收装置，因此使该工艺的生产装置要求规模较大才能保持较强的竞争力。(2)原料供应不足，不能维持正常生产。丙酮氰醇的产量受制于丙烯腈的生产，尽管近年来丙烯腈的产量有较大幅度的增加，但副产的氢氰酸还要拿出一部分去生产氰化钠，所以丙酮氰醇的供应一直比较紧张。MMA企业生产停停开开，使产品生产成本上升，企业效益下降。(3)应用领域开发不足。作为MMA的主要用户有机玻璃，目前我国只有几种常规产品，技术含量低，附加价值低，应用面窄。2000年我国MMA产量为22 kt，表观消费量为68.6 kt，其中净进口量为46.6 kt，占表观消费量的68，详见表5。表5 近年来我国甲基丙烯酸甲酯表观消费量 kt年份产量进口量出口量表观消费量199412.87.80.220.4199512.910.71.622.0199613.313.8027.1199715.519.52.232.8199819.723.92.241.4199914.246.07.053.2200022.052.55.968.61.2.3 消费构成我国MMA主要用于生产有机玻璃及塑料助剂ACR和MBS，2000年我国消费结构为：有机玻璃占60%，塑料助剂ACR和MBS占12%，其他领域占28%。1.2.4 需求分析（1）聚甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯最主要的用途是生产聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA有机玻璃），占总消费量的60以上。我国PMMA生产能力虽不小，但由于受原料不足、价格上涨等因素的影响，开工率较低，品种单调，不能适应国内市场需求，只得每年大量进口来弥补国内需求之缺口（见表6）。表6 近年来我国PMMA表观消费量 kt年份产量进口量出口量表观消费量199513.123.10.236.019963.929.01.33.1.619977.544.63.049.119986.149.72.253.619993.464.60.667.42000-77.00.1-由表可见，我国PMMA产量不大，而且波动比较大，但进口量却逐年上长，2000年进口77 kt，说明国内对PMMA还是有很大需求的。随着我国经济的发展，国内有机玻璃大宗消费市场如标牌、灯具、浴缸、仪表、生活用品等还有很大的潜力，而特种有机玻璃如光学有机玻璃、防射线有机玻璃、光学纤维等尚属空白，在国外广泛应用于CD、VCD、光盘生产的高纯度光盘级有机玻璃在我国也没有生产。因此在甲基丙烯酸甲酯供应充足、价格合理的情况下，我国有机玻璃行业会有较大的发展余地。预计到2005年国内有机玻璃行业对MMA的需求将达到110 kt。(2)涂料领域 在国外消费份额较大的表面涂料行业中，MMA主要用于汽车面漆和家具漆的生产。目前我国此领域消费较少，年消费仅在百吨左右。主要原因是我国MMA价格较高，因而涂料配方中所占比例较低。随着我国人民生活水平的增长，特别是高档涂料的比例和产量将会有很大的增长，尤其是高档水性涂料。预计2005年我国丙烯酸涂料产量将达到150 kt，若其工艺配方能与国际接轨，消费MMA可达10 kt。(3)ACR和MBSMMA在国内的另一主要应用领域是聚氯乙烯（PVC）抗冲击改性剂ACR和MBS。随着我国建材工业的发展，PVC异型材、合金材料正广泛应用于交通、建筑、家具等领域。据统计，目前我国PVC硬制品生产能力约350 kt/a，而未来5年年均增长率可高达12%，PVC硬制品的快速发展带动了其抗冲击改性剂的发展。目前我国PVC抗冲击改性剂生产及发展落后，严重影响了塑料工业的发展。而国外基本采用高效能品种ACR和MBS，由于技术和原料等因素制约，目前在我国处于起步阶段，塑料助剂工业“十五”规划明确指出，今后5年高效PVC抗冲击改性剂ACR和MBS的发展成为塑料助剂行业中的重中之重。目前吉化公司、齐鲁石化、兰化公司等大型石化集团均将ACR和MBS列为“十五”重点发展项目。因此，PVC抗冲击改性剂将成为我国MMA最具发展潜力的领域。预计2005年我国ACR和MBS的需求量将分别达到30 kt和8 kt，对MMA的需求量将超过15 kt。(4)其他领域MMA在其他消费领域包括腈纶单体、纺织浆料、丙烯酸类胶粘剂、不饱和聚酯交联剂、润滑油等。预计这些领域到2005年将消费MMA 20 kt左右。综上所述，到2005年我国MMA的需求量将达到155 kt左右。主要的潜在发展市场是有机玻璃、水性涂料行业及PVC助剂等。而目前国内生产能力仅为60 kt/a，而且还包括许多工艺落后、面临淘汰的小规模装置，因此国内MMA发展前景广阔。2 生产技术MMA有三种工业生产方法：丙酮氰醇法（ACH法）、丙醛法、异丁烯（叔丁醇）法。2.1 ACH法ACH法是工业化最早的生产MMA的方法，1937年由ICI实现工业化，该法也是全球MMA最主要的生产工艺。它是以生产丙烯腈的副产物氰氢酸为原料，与丙酮作用生成丙酮氰醇，丙酮氰醇用浓硫酸处理生产成甲基丙烯酰胺硫酸盐，再与甲醇直接酯化生成MMA。该法经过长期不断的改进和完善，技术先进、成熟可靠，产品质量好，得到了广泛的采用，目前采用该法生产的MMA约占世界总生产量的80%左右。但该法存在严重缺点：使用剧毒化学品氢氰酸，贮运和使用过程中要求采取严格的防护措施；副产大量废酸，数量达2535 t/t(MMA)；硫酸腐蚀设备，要求使用耐腐材质。因此该法已日益受到来自于环保方面的压力。2.2 丙醛法德国BASF公司采用此法生产MMA，于1988年建成1套36 kt/a装置。该法采用乙烯与合成气为原料在催化剂作用下反应生产丙醛，丙醛和甲醛再缩合生产甲基丙烯酸，甲基丙烯酸再与甲醇发生酯化反应生产MMA。该工艺使用原料易得，具备一定的竞争力，但技术被德国BASF公司所垄断，且从未对外转让过。2.3 异丁烯法（C4法）20世纪70年代，日本由于氢氰酸短缺，而且ACH法存在大量废水的处置和副产硫铵市场问题，迫使日本转向利用资源较为丰富的裂解乙烯副产C4馏分和炼厂FCC中的C4馏分中的异丁烯开发MMA新合成法。异丁烯法又分为异丁烯两步气相直接氧化法和异丁烯氨氧化法。(1)异丁烯两步气相直接氧化法以异丁烯或叔丁醇为原料两段气相催化氧化生产成甲基丙烯酸，工艺过程与丙烯两段气相催化氧化生成丙烯酸很相似。叔丁醇在第一段反应条件下首先脱水生成异丁烯，然后异丁烯发生催化氧化反应，因此异丁烯和叔丁醇发生的催化氧化过程本质上是一样的。异丁烯经一段氧化生成甲基丙烯醛（MAL），MAL进一步在第二段氧化生成甲基丙烯酸（MAA），MAA经分离提纯后与甲醇酯化制得MMA。异丁烯两段气相氧化分别采用不同的催化体系。一段催化剂为改良型丙烯一段氧化催化剂，该体系反应活性高，选择性好，使用寿命长达3年。反应条件为：反应温度300400 ，接触时间15 s，异丁烯转化率大于95，（MAAMAL）单程收率82%87。二段氧化催化剂与丙烯醛氧化催化剂显著不同。它的反应条件为：反应温度270350,接触时间26 s，MAL转化率70%90%，MAA选择性80%85。 日本触媒化学公司率先于1982年建成以异丁烯为原料的MMA生产装置，之后三菱人造丝、三井东压化学等公司也先后建成此路线的MMA装置。(2)异丁烯氨氧化法此法由日本旭化成公司实现工业化。异丁烯或叔丁醇经氨氧化生成甲基丙烯腈，甲基丙烯腈经水解和酯化最后生成MMA。该法甲基丙烯腈的分离提纯较复杂。氨氧化法使用大量氨，导致原料费用较高，另外由于需处理废酸液，也使成本增高。该法不能与异丁烯直接氧化法竞争，但由于可利用丙烯氨氧化的闲置设备，以及利用ACH法MMA装置的旧设备，因此也有一定吸引力。综上所述，推荐新建装置选用异丁烯气相直接氧化法。3 异丁烯法技术经济分析3.1 工艺过程简述混合C4经MTBE装置生产异丁烯，然后异丁烯、空气、水蒸气、惰性气体混合后，进入第一段反应器，氧化生成MAL。气体产物急冷后进入第二段反应器，MAL氧化生成MAA，MAA水溶液需使用有机溶剂进行抽提分离。塔底MAA送入酯化反应器与甲醇进行液相酯化反应。酯化反应产物经水洗涤脱除甲醇后，即可获得高纯度MMA。3.2 原料及公用工程消耗20 kt/a MMA装置消耗如下：原料消耗：混合C4 87.5 kt（含异丁烯20）；甲醇 6.9 kt公用工程消耗见表7。表7 20 kt/a MMA装置公用工程消耗项 目年耗量工艺水/kt20.0冷却水/Mt10.0电(220V)/MWh13.2中压蒸汽/kt106.03.3 投资估算及经济评价3.3.1 投资估算20 kt/a MMA装置建设投资需24 800万元，建设期利息968万元，流动资金3 498万元，总投资为30 706万元。测算参数选取：液化气2 600元/t，甲醇1 950元/t，MMA 9 500元/t。3.3.2 测算结果本项目主要技术经济指标见表8。表8 经济评价指标指 标数 量总投资/万元30 706.49税后利润/万元3 319.40内部收益率，%16.65净现值/万元3 885.40动态投资回收期/a12.81该项目的总投资为3.07亿元，其中建设投资2.48亿元，项目建成后平均每年能增加3.68亿元的销售收入，利润总额达到4 954万元，内部收益率为16.65%，净现值3 885万元，投资利税率为21.96，综合来看无论是反映项目整体效益的动态经济分析指标内部收益率（IRR）和净现值（NPV），还是从衡量投资效果的指标投资利润率来看，效果均较好。4 建议到2005年我国MMA的需求量将达到150160 kt，而目前生产能力仅有60 kt/a，而且一批技术落后、经济效益较差的生产装置将要逐步被淘汰。如果国内再不建设新的MMA装置，MMA市场将只能由进口来弥补缺口。因此，根据市场现状分析及今后发展趋势预测，国内有必要建设12套装置规模较大、技术先进、经济效益好、有较强竞争力的MMA生产装置，以满足市场需求。异丁烯直接氧化法是生产MMA成本低、污染小、经济效益好的工艺。而国内目前C4资源丰富，利用率低，很多企业都在寻找其利用出路，因此根据国内市场实际情况，建设以异丁烯为原料的MMA生产装置是有市场有前景的。从技术经济评价角度分析，本项目也有一定的抗风险能力，在经济上是可行的。An Analysis of Investment Opportunities of Methyl MethacrylateWang Honggang(China Petrochemical Consulting Corporation, Beijing, 100029)ABSTRACTThis paper makes a comprehensive analysis of the methyl methacrylate (MMA) on its market at home and abroad, technical routes of production, and economic evaluation. It is recognized that there is certain a market of MMA in our country and the construction of MMA plants with the capacity of 20 kt/a will have prospect. From the viewpoint of economic evaluation, the construction of this program is also feasible.Keywords: methyl ethyl ketone, market, technology, economic evaluation