悬浮聚丙烯酰胺降阻剂专题研究报告

悬浮聚丙烯酰胺降阻剂专题研究报告

大宗化工产品生产集中度进一步提高，产能利用率达到80%以上；乙烯当量保障水平大幅提升，化工新材料保障水平达到75%以上。城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造任务全面完成，形成70个左右具有竞争优势的化工园区。到2025年，化工园区产值占行业总产值70%以上。加快突破新型催化、绿色合成、功能-结构一体化高分子材料制造、绿氢规模化应用等关键技术，布局基础化学品短流程制备、智能仿生材料、新型储能材料等前沿技术，巩固提升微反应连续流、反应-分离耦合、高效提纯浓缩、等离子体、超重力场等过程强化技术。聚焦重大项目需求，突破特殊结构反应器、大功率电加热炉、大型专用机泵、阀门、控制系统等重要装备及零部件制造技术，着力开发推广工艺参数在线检测、物性结构在线快速识别判定等感知技术以及过程控制软件、全流程智能控制系统、故障诊断与预测性维护等控制技术。主要目标到2025年，石化化工行业基本形成自主创新能力强、结构布局合理、绿色安全低碳的高质量发展格局，高端产品保障能力大幅提高，核心竞争能力明显增强，高水平自立自强迈出坚实步伐。（一）创新发展原始创新和集成创新能力持续增强，到2025年，规上企业研发投入占主营业务收入比重达到1．5%以上；突破20项以上关键共性技术和40项以上关键新产品。（二）产业结构大宗化工产品生产集中度进一步提高，产能利用率达到80%以上；乙烯当量保障水平大幅提升，化工新材料保障水平达到75%以上。（三）产业布局城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造任务全面完成，形成70个左右具有竞争优势的化工园区。到2025年，化工园区产值占行业总产值70%以上。（四）数字化转型石化，煤化工等重点领域企业主要生产装置自控率达到95%以上，建成30个左右智能制造示范工厂、50家左右智慧化工示范园区。（五）绿色安全大宗产品单位产品能耗和碳排放明显下降，挥发性有机物排放总量比十三五降低10%以上，本质安全水平显著提高，有效遏制重特大生产安全事故。加强组织保障（一）强化组织实施各地有关部门要结合本地实际，将重点任务统筹纳入部门重点工作，强化事中事后监管，协调推进任务落实。有关企业要结合自身实际，按照主要目标和重点任务，务实推进相关工作，依法披露环境信息。相关行业组织要发挥桥梁纽带作用，积极服务指导，强化行业自律。加强政策宣贯解读，积极回应社会舆论和民众合理关切，切实提升社会公众对石化化工的科学理性认知。（二）完善配套政策加强财政，金融，区域，投资，进出口，能源，生态环境，价格等政策与产业政策的协同。发挥国家产融合作平台作用，推进银企对接和产融合作。强化知识产权保护。加强化工专业人才培养和从业员工培训。推动首台（套）装备、首批次材料示范应用。（三）健全标准体系建立完善化工新材料特别是改性专用料、精细化学品尤其是专用化学品等标准体系，生物基材料、生物可降解塑料、再生塑料材料评价标识管理体系，绿色用能监测与评价体系。完善重点产品能耗限额、有毒有害化学物质含量限值和污染物排放限额。探索基于碳足迹制修订含碳化工产品碳排放核算以及低碳产品评价等标准。参与全球标准规则制定，加强国际标准评估转化。统筹项目布局，促进区域协调发展依据国土空间规划、生态环境分区管控和国家重大战略安排，统筹重大项目布局，推进新建石化化工项目向原料及清洁能源匹配度好、环境容量富裕、节能环保低碳的化工园区集中。推动现代煤化工产业示范区转型升级，稳妥推进煤制油气战略基地建设，构建原料高效利用、资源要素集成、减污降碳协同、技术先进成熟、产品系列高端的产业示范基地。持续推进城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造。落实推动长江经济带发展、黄河流域生态保护和高质量发展要求，推进长江、黄河流域石化化工项目科学布局、有序转移。聚丙烯酰胺行业技术水平及技术特点聚丙烯酰胺以丙烯腈为主要原料，经水合反应生成丙烯酰胺，再经聚合反应而成。（一）聚丙烯酰胺生产技术聚丙烯酰胺生产是以丙烯酰胺水溶液为原料，在引发剂的作用下，进行聚合反应，在反应完成后生成的聚丙烯酰胺胶块经过切割、造粒、干燥、粉碎，最终制得聚丙烯酰胺产品。关键工艺是聚合反应。目前国内外聚丙烯酰胺的生产方法主要有乳液聚合、共聚聚合、均聚后水解和前加碱共水解聚合等工艺。1、聚丙烯酰胺乳液聚合工艺将单体水溶液按一定比例加入到油相中，在乳化剂的作用下形成油包水型乳液，丙烯酰胺单体在此环境中进行聚合反应，得到乳液聚合物产品。2、聚丙烯酰胺共聚聚合工艺采用丙烯酰胺和丙烯酸两种聚合单体在较低的引发温度条件下，由引发体系作用，进行共聚合反应，聚合得到的胶体经切割、造粒、干燥等过程得到粉状阴离子聚丙烯酰胺产品。这种技术在国外已应用多年，世界上大多数聚丙烯酰胺产品为共聚物。该工艺的特点是可以根据不同的用途生产不同水解度的产品。3、聚丙烯酰胺均聚后水解工艺其工艺过程是先均聚成非离子聚丙烯酰胺，在造粒后加入氢氧化钠水解，最后通过干燥得到粉状聚合物产品。这种工艺技术的特点是较其它干粉生产工艺得到的产品相对分子质量高，对产品类型可进行灵活调整。4、聚丙烯酰胺前加碱共水解聚合工艺采用丙烯酰胺和碳酸钠两种主要原料。这种工艺技术与其它工艺的主要区别是在聚合溶液制备过程中加入碳酸钠，在进行聚合反应的同时进行水解反应，聚合和水解在同一反应釜内完成，在熟化过程中使水解反应更加完全。聚合反应可根据所需产品的相对分子质量，既可在较低的引发温度条件下开始，生产较高相对分子质量的产品，也可采用在较高的温度下引发，生产中低相对分子质量产品。经聚合反应和熟化过程得到聚丙烯酰胺胶体，经切割、造粒、干燥等过程得到粉状阴离子聚丙烯酰胺产品。（二）丙烯酰胺生产技术丙烯酰胺的合成有化学法和微生物法两种，其中化学法有硫酸水合法和铜催化水合法两种，硫酸水合法工艺过程复杂，铜催化水合法因反应中会生成加成反应而含有少量加成反应物。目前行业主要用微生物法生产丙烯酰胺，产品收率高，安全性高、产生的三废少。1、丙烯酰胺硫酸水合法美国氰胺企业采用等摩尔比的丙烯腈和水，在硫酸存在下，于80-100ºC进行水合，先生成丙烯酰胺硫酸盐，然后再用氨（或烧碱、生石灰）中和，结晶分离出丙烯酰胺产品和副产品硫酸胺。该法优点是易制得结晶单体。主要缺点是原料丙烯腈等消耗高，产品纯度低，收率低，产生大量含丙烯酰胺的硫酸盐和废液，污染环境。2、丙烯酰胺催化水合法美日两国先后开发了利用骨架铜催化剂使丙烯腈与水直接反应生成丙烯酰胺的工艺，陶氏化学和日本东亚化学企业率先实现工业化生产。催化水合法比硫酸水合法产品纯度高，基本无三废，易实现工业化。该生产方法具有工艺较完善、产品质量稳定的优势，适合超大规模的生产模式。其缺点在于固定资产投资规模庞大，丙烯腈一次转化率低，反应温度高，压力高，催化剂活性低，易中毒，再生操作复杂，AM提浓精制工序复杂，AM水溶液电导率高，排含酸、碱、AM废水多，最终导致化学法生产AM的成本较高。3、丙烯酰胺微生物法微生物法即生物酶催化水合法，采用生物酶作催化剂，应用细胞固定技术，使丙烯腈水溶液通过含固定酶的生物反应器生产丙烯酰胺。生物酶催化剂是继骨架铜催化剂后的第三代技术，具有高选择性、高清洁性和高收率的特点，丙烯腈反应完全，无副产物，反应条件温和，能耗低，三废少等特点。微生物法制取丙烯酰胺，系将丙烯腈、原料水和固定化生物催化剂调配成水合溶液，催化反应后分离出废催化剂就可得到丙烯酰胺产品。其特点是：在常温常压下反应，设备简单，操作安全；单程转化率极高，无需分离回收未反应丙烯腈；酶的特异性能使选择性极高，无副反应。目前，微生物法已经成为国内外生产丙烯酰胺的主流方向，相关生产技术已经非常成熟，生产工艺逐步标准化。生化法的核心技术在于菌株的诱变选育及培养条件优化研究、以及菌株酶活力、沉降性能及催化性能的优化与改善。夯实安全发展基础（一）推广先进技术管理，提升本质安全水平压实安全生产主体责任，推进实施责任关怀，支持企业、园区提高精细化运行管理水平，建立健全健康安全环境（HSE）管理体系、安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制，建立完善灭火救援力量，提升应急处置能力。持续在危险化学品企业开展工业互联网+安全生产建设，推动《全球化学品统一分类和标签制度》（GHS）实施。鼓励企业采用微反应、气体泄漏在线微量快速检测等先进适用技术，消除危险源或降低危险源等级，推进高危工艺安全化改造和替代。（二）增强原料资源保障，维护产业链供应链安全稳定拓展石化原料供给渠道，构建国内基础稳固、国际多元稳定的供给体系，适度增加轻质低碳富氢原料进口。按照市场化原则，推进国际钾盐等资源开发合作。加强国内钾资源勘探，积极推进中低品位磷矿高效采选技术、非水溶性钾资源高效利用技术开发。多措并举推进磷石膏减量化、资源化、无害化，稳妥推进磷化工以渣定产。加强化肥生产要素保障，提高生产集中度和骨干企业产能利用率，确保化肥稳定供应。保护性开采萤石资源，鼓励开发利用伴生氟资源。聚丙烯酰胺行业竞争格局行业属于技术密集型、资金密集型行业，在安全及环保政策趋严的环境下，行业进入门槛和集中度较高，国家对本行业实行开放性政策，市场化程度较高。国际聚丙烯酰胺行业集中度很高，其中法国爱森（SNF）、凯米拉（Kemira）、美国索理思（Solenis）、美国亚什兰集团（Ashland）等国际大型化工企业，在产品、技术、规模等方面优势明显，占据了国际聚丙烯酰胺市场的主要份额。国内的聚丙烯酰胺生产企业众多，随着近年来国家环保监管趋严、安全压力递增，众多中小企业逐步退出市场。而符合国家环保及节能减排要求的聚丙烯酰胺生产企业占据着国内的主要产能，如山东诺尔生物、宝莫股份等。根据富淼科技2021年年度报告，自2010年以来，国内聚丙烯酰胺整个行业产能增长约两倍以上，但国内生产厂家从近200家减少至目前三十余家，市场集中度迅速提高。预计进入十四五以后，聚丙烯酰胺行业将进一步朝着规模化、专业化、精细化、高质量的方向发展。目前，国内主要企业通过多年技术引进、吸收、自主创新，开始逐步掌握核心技术及商用化能力，并凭借产品性价比和定制化服务的优势，逐步进入中石油、中石化、阿曼石油开发企业、哈利伯顿等数十家世界五百强国际客户的采购体系，以提升市场竞争空间。实施三品行动，提升化工产品供给质量围绕新一代信息技术、生物技术、新能源、高端装备等战略性新兴产业，增加有机氟硅、聚氨酯、聚酰胺等材料品种规格，加快发展高端聚烯烃、电子化学品、工业特种气体、高性能橡塑材料、高性能纤维、生物基材料、专用润滑油脂等产品。积极布局形状记忆高分子材料、金属-有机框架材料、金属元素高效分离介质、反应-分离一体化膜装置等新产品开发。提高化肥、轮胎、涂料、染料、胶粘剂等行业绿色产品占比。鼓励企业提升品质，培育创建品牌。引导化工项目进区入园，促进高水平集聚发展推动化工园区规范化发展，依法依规利用综合标准倒逼园区防范化解安全环境风险，加快园区污染防治等基础设施建设，加强园区污水管网排查整治，提升本质安全和清洁生产水平。引导园区内企业循环生产、产业耦合发展，鼓励化工园区间错位、差异化发展，与冶金、建材、纺织、电子等行业协同布局。鼓励化工园区建设科技创新及科研成果孵化平台、智能化管理系统。严格执行危险化学品禁限控目录，新建危险化学品生产项目必须进入一般或较低安全风险的化工园区（与其他行业生产装置配套建设的项目除外），引导其他石化化工项目在化工园区发展。聚丙烯酰胺发展历程及发展特点（一）聚丙烯酰胺行业发展历程聚丙烯酰胺最早是在1893年由Moureu用丙烯酰胺与氨在低温下反应制成，1954年首先在美国实现商业化生产。我国聚丙烯酰胺行业起步于20世纪60年代，开始主要是用于净化电解用的食盐水。近年来，随着三次采油、页岩油气开发的兴起，聚丙烯酰胺行业也进入快速发展阶段。通过持续不断的技术进步、产品创新、良性竞争的推动，我国聚丙烯酰胺行业的综合水平、生产能力和自主竞争力得到了较大的提升。全球聚丙烯酰胺应用范围最广的行业是石油开采，其次是水处理行业，造纸、纺织、矿产等领域的应用也不断扩大。（二）聚丙烯酰胺行业发展特点聚丙烯酰胺最早是在1893年由Moureu用丙烯酰胺与氨在低温下反应制成的，1954年首先在美国实现商业化生产。初期是由AM均聚而制得非离子型聚丙烯酰胺，产品比较单一，初期主要作为絮凝剂进行水处理使用。自20世纪80年代以来，国外对适用于采油用聚丙烯酰胺的基础研究和制备、应用研究以及品种开发各方面均取得了很大进展。随着聚丙烯酰胺生产方法的进步以及油田进入二次及三次开采阶段，聚丙烯酰胺开始应用于油田开采领域以提高石油的采收率。近年来，随着聚丙烯酰胺应用领域不断扩大，市场需求量呈现逐步递增的态势；随着下游产品深加工应用市场进一步扩展，新产品层出不穷，前景应用广泛。聚丙烯酰胺行业在产业链中的地位和作用（一）聚丙烯酰胺行业与上下游行业之间的关联性聚丙烯酰胺行业上游主要为石油化工，其主要原材料丙烯腈为基础化工产品。聚丙烯酰胺应用领域广泛，下游行业包括油气开采、水处理、造纸制浆、矿物洗选等各行业。（二）上游行业的发展状况对聚丙烯酰胺行业的影响丙烯腈是丙烯酰胺最为重要的原材料，其市场供求关系及价格波动对聚丙烯酰胺行业都有较大影响。丙烯腈是一种重要的有机化工原料，随着中国丙烯腈生产技术的不断完善和需求的不断增长，丙烯腈产量逐年增加。2016年度中国丙烯腈产量为167．00万吨，2021年中国丙烯腈产量为261．30万吨，年均复合增长率为9．37%。近年来，我国丙烯腈产量充足，可以足够