耐温抗盐型聚丙烯酰胺产业发展行动计划

耐温抗盐型聚丙烯酰胺产业发展行动计划

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。动态更新石化化工行业鼓励推广应用的技术和产品目录，鼓励利用先进适用技术实施安全、节能、减排、低碳等改造，推进智能制造。引导烯烃原料轻质化、优化芳烃原料结构，提高碳五、碳九等副产资源利用水平。加快煤制化学品向化工新材料延伸，煤制油气向特种燃料、高端化学品等高附加值产品发展，煤制乙二醇着重提升质量控制水平。完善创新机制，形成三位一体协同创新体系强化企业创新主体地位，加快构建重点实验室、重点领域创新中心、共性技术研发机构三位一体创新体系，推动产学研用深度融合。优化整合行业相关研发平台，创建高端聚烯烃、高性能工程塑料、高性能膜材料、生物医用材料、二氧化碳捕集利用等领域创新中心，强化国家新材料生产应用示范、测试评价、试验检测等平台作用，推进催化材料、过程强化、高分子材料结构表征及加工应用技术与装备等共性技术创新。支持企业牵头组建产业技术创新联盟、上下游合作机制等协同创新组织，支持地方合理布局建设区域创新中心、中试基地等。全球聚丙烯酰胺的市场全球各个国家的产业分布不同，对聚丙烯酰胺的用量分布也不尽相同。主要的聚丙烯酰胺消费国为美国、中国、日本和欧洲，其中美国和中国主要以石油开采、水处理和造纸为主，欧洲和日本，主要以水处理和造纸为主。中国已经成为世界上生产和销售聚丙烯酰胺最多的国家；中国现在生产和销售的聚丙烯酰胺是美国的2倍，是日本生产和销售量的4倍；2020年度，全球聚丙烯酰胺的总产量中约44%用于石油开采，33%用于水处理，16%用于造纸工业。根据《精细与专用化学品》统计，2020年，全球聚丙烯酰胺市场规模为39．22亿美元，预计2026年，该市场规模将超过88．72亿美元；由于造纸和油气开采需求的增加，预计聚丙烯酰胺的年均复合增长率将在2020年至2026年期间达到14．57%。全球聚丙烯酰胺需求量主要分布在石油开采、水处理、造纸、矿山及其他需求，其中石油开采及水处理占比最大，两者占全球聚丙烯酰胺需求量的70%以上。加快新技术新模式协同创新应用，打造特色平台加快5G，大数据，人工智能等新一代信息技术与石化化工行业融合，不断增强化工过程数据获取能力，丰富企业生产管理、工艺控制、产品流向等方面数据，畅联生产运行信息数据孤岛，构建生产经营、市场和供应链等分析模型，强化全过程一体化管控，推进数字孪生创新应用，加快数字化转型。打造3-5家面向行业的特色专业型工业互联网平台，引导中小化工企业借助平台加快工艺设备、安全环保等数字化改造。围绕化肥、轮胎等关乎民生安全的大宗产品建设基于工业互联网的产业链监测、精益化服务系统。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。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。攻克核心技术，增强创新发展动力加快突破新型催化、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。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，可以足够供应聚丙烯酰胺的生产活动，行业市场供给情况良好，这将促进我国聚丙烯酰胺行业的稳定发展。除此外，丙烯腈由丙烯和氨水经氧化反应和精炼工艺制造，广泛应用在合成纤维、合成橡胶及合成树脂等工业生产中。2021年度，我国下游相关的消费结构中ABS树脂的消费比例最高，占41%左右，丙烯酰胺及聚丙烯酰胺占整体市场占26%，腈纶市场份额为17%，丁腈胶乳、聚醚POP、丁腈橡胶领域也发展良好，目前分别占需求量的5%、5%和2%。2017年至2022年6月末，丙烯腈价格保持相对稳定，其中2020年受市场需求不及预期导致丙烯腈市场价格出现下跌，并于2020年4月跌至最低5，800．49元/吨，后随着市场回温，丙烯腈价格逐渐回归正常。（三）下游行业的发展状况对聚丙烯酰胺行业的影响行业下游领域油气开采、水处理、造纸制浆、纺织印染、洗煤选矿等覆盖了国民经济的诸多领域，受宏观经济形势影响较大。其中主要应用领域油气开采行业在国内外各国经济中一直占据重要地位，并具备良好的发展前景。在下游行业中，三次采油及页岩油井开采助剂的应用主要受大型油服企业、钻采企业的需求和投资规模影响，对下游行业的依赖性较强。随着国民经济持续稳定增长、环保监管不断加严，下游水处理行业化工产品应用迎来发展黄金期，带动聚丙烯酰胺市场需求持续较快增长。而制浆造纸、纺织印染、矿物洗选等其他主要应用行业经过最近几年的下滑后，目前有所企稳，预计未来将逐步回升增长，将有利于聚丙烯酰胺产品需求的增长。基本原则（一）坚持市场主导充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，更好发挥作用，加强规划政策标准的引导和规范，维护公平竞争秩序。（二）坚持创新驱动着眼科技自立自强，推进关键核心技术攻关，促进产业链供应链安全稳定，提高全要素生产率，提升发展质量和效益。（三）坚持绿色安全树牢底线思维，强化社会责任关怀，提升本质安全水平，推进绿色循环低碳发展，加强行业治理体系和治理能力建设。（四）坚持开放合作营造市场化、法治化、国际化营商环境，坚持高质量引进来、高水平走出去，促进要素资源全球高效配置，强化产业链上下游协同和相关行业间耦合发展。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