王兆龍

（中國中煤能源集團(tuán)有限公司，北京 100120）

0 引 言

三聚氰胺，俗稱密胺、蛋白精，是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機(jī)化合物，通常以尿素為原料生產(chǎn)。作為一種重要的化工原料，三聚氰胺可與甲醛反應(yīng)合成三聚氰胺樹脂，三聚氰胺樹脂硬度比脲醛樹脂高，不易燃，耐水、耐熱、耐老化、耐電弧、耐化學(xué)腐蝕，有良好的絕緣性能、光澤度和機(jī)械強(qiáng)度，因此，三聚氰胺廣泛用于高級涂料、層壓板、裝飾板、粘合劑、模塑制品及造紙、紡織、皮革、電氣、醫(yī)藥等行業(yè)［1］。我國作為三聚氰胺生產(chǎn)及出口大國，生產(chǎn)企業(yè)眾多，采用的生產(chǎn)工藝技術(shù)種類也多，在2021年三聚氰胺價格持續(xù)走高的背景下，整個行業(yè)受到了更多的關(guān)注。以下對我國三聚氰胺市場情況及生產(chǎn)工藝應(yīng)用情況作一梳理。

1 三聚氰胺市場情況

1.1 三聚氰胺行業(yè)供需狀況

2010—2021年我國三聚氰胺產(chǎn)能及增長率見圖1（資料來源于智研咨詢、隆眾資訊）?？梢钥闯?，近年來我國三聚氰胺行業(yè)產(chǎn)能增速較前期有所放緩，但整體上仍較為穩(wěn)定，總產(chǎn)能維持在1 900 kt／a左右。2010年以來，我國三聚氰胺行業(yè)產(chǎn)能處于新舊交替期，主要表現(xiàn)為淘汰能耗高、污染嚴(yán)重、規(guī)模較小的落后產(chǎn)能，新建低能耗、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量高的大型裝置——近兩年新建、擬建三聚氰胺裝置多為單套產(chǎn)能50 kt／a以上，如晉煤集團(tuán)晉豐公司采用意大利歐技公司第四代無催化劑高壓法工藝建設(shè)的60 kt／a三聚氰胺裝置和山東華魯恒升采用低壓法工藝建設(shè)的2套60 kt／a三聚氰胺裝置等。

圖1 2010—2021年我國三聚氰胺產(chǎn)能及增長率

2010—2020年我國三聚氰胺產(chǎn)量及增長率見圖2（資料來源于智研咨詢、隆眾資訊）?？梢钥闯觯?019年我國三聚氰胺產(chǎn)量為1 300 kt，較2018年的1 287.2 kt同比增長0.99%，2017—2018年產(chǎn)量增長明顯，主要是由于2016年底三聚氰胺價格處于高位給國內(nèi)三聚氰胺生產(chǎn)企業(yè)釋放了利好信號，部分企業(yè)新增產(chǎn)能、擴(kuò)大產(chǎn)量，經(jīng)過一輪建設(shè)周期，2018年三聚氰胺產(chǎn)能釋放、產(chǎn)量增加，三聚氰胺市場價格步入下行區(qū)間，加之原料成本壓力加大，故2018—2019年產(chǎn)量增長出現(xiàn)了較為明顯的下滑；2020年我國三聚氰胺產(chǎn)量為1 330 kt，較2019年的1 300 kt增長2.31%；2021年前7個月我國三聚氰胺產(chǎn)量為824.2 kt，較2020年同期的760.9 kt增長8.31%，2021年我國三聚氰胺產(chǎn)量增長趨勢較為明顯。目前，國內(nèi)三聚氰胺年產(chǎn)量超過100 kt的生產(chǎn)企業(yè)由原來的1家增至4家，分別為四川金象化工、新疆心連心、山東華魯恒升和山西豐喜肥業(yè)。

圖2 2010—2020年我國三聚氰胺產(chǎn)量及增長率

2016—2020年我國三聚氰胺表觀需求量見圖3（數(shù)據(jù)來源于中國海關(guān)及智研咨詢）?？梢钥闯觯航? a來我國三聚氰胺表觀需求量呈緩慢增長的態(tài)勢，其中2017—2019表觀需求量增長較為明顯，主要原因是板材、涂料等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及板材行業(yè)對甲醛釋放的嚴(yán)格環(huán)保要求促使了膠粘劑的升級，從而提升了國內(nèi)三聚氰胺的需求；2020年我國三聚氰胺表觀需求量為1 026.1 kt，較2019年的989.3 kt增長36.8 kt，增長率為3.72%，2019—2020年我國三聚氰胺表觀需求量增長明顯放緩，原因是環(huán)保要求逐步提高以及新冠疫情對三聚氰胺下游板材行業(yè)造成了一定影響，不過，未來隨著新冠疫情得到控制，我國三聚氰胺表觀需求量應(yīng)該會有增長的可能。

圖3 2016—2020年我國三聚氰胺表觀需求量

1.2 三聚氰胺進(jìn)出口狀況

我國是全球三聚氰胺的主要出口國，2016—2020年我國三聚氰胺進(jìn)出口量見圖4（資料來源于中國海關(guān)）。可以看出，近5 a來我國三聚氰胺出口量先揚后抑、進(jìn)口量很少且基本保持平穩(wěn)，2018年后我國三聚氰胺出口量下滑較為明顯，不過即使是出口量下滑較多的2020年，我國三聚氰胺出口量仍達(dá)304.3 kt，較之于446 t的進(jìn)口量，出口量仍達(dá)進(jìn)口量的682倍，是名符其實的三聚氰胺出口大國。受全球新冠疫情控制差異及各國經(jīng)濟(jì)波動的影響，2021年1—7月我國三聚氰胺出口量為257 491 t、進(jìn)口量為38 t，出口量更是增至進(jìn)口量的6 776倍。

圖4 2016—2020年我國三聚氰胺進(jìn)出口量

2016—2020年我國三聚氰胺進(jìn)出口額見圖5（資料來源于中國海關(guān)）?？梢钥闯觯? a來我國三聚氰胺進(jìn)出口額與進(jìn)出口量變化趨勢同步，2019年我國三聚氰胺出口額為26 641萬美元、進(jìn)口額為128萬美元、出口均價約856美元／t，2020年我國三聚氰胺出口額為21 723萬美元、進(jìn)口額為107萬美元、出口均價約714美元／t。有資料表明，2021年1—7月我國三聚氰胺出口額為30 328萬美元、進(jìn)口額11萬美元、出口均價1 178美元／t，2021年1—7月我國三聚氰胺出口均價較2020年上漲約65%。

圖5 2016—2020年我國三聚氰胺進(jìn)出口額

1.3 國內(nèi)三聚氰胺市場行情

三聚氰胺生產(chǎn)以尿素為原料，噸三聚氰胺產(chǎn)品需消耗3 t以上的尿素原料，由于中國是世界上最大的尿素生產(chǎn)國，價格合適且充足的尿素為三聚氰胺生產(chǎn)提供了穩(wěn)定的原料，因此三聚氰胺生產(chǎn)成本也主要隨尿素價格的波動而起伏。

2014—2018年國內(nèi)三聚氰胺價格在5 000～9 800 t／元之間；2018—2019年我國三聚氰胺產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新一輪擴(kuò)產(chǎn)期，新增產(chǎn)能超過200 kt／a，國內(nèi)三聚氰胺裝置總產(chǎn)能近2 200 kt／a，國內(nèi)實際消費量僅900 kt／a左右，三聚氰胺產(chǎn)量的大幅增長導(dǎo)致2018—2019年國內(nèi)三聚氰胺價格出現(xiàn)大幅下滑，2019年國內(nèi)三聚氰胺市場行情整體走弱，價格在5 200～6 400元／t，其中高質(zhì)量的三聚氰胺價格比普通三聚氰胺價格高200～500元／t［2］。

2020年三聚氰胺市場延續(xù)弱勢行情，整體弱于2019年。2020年上半年受新冠疫情影響較大，三聚氰胺價格延續(xù)低位運行，維持在4 500～5 200元／t，其中4月下旬價格創(chuàng)歷史新低，低端產(chǎn)品出廠價格跌至4 300元／t；后在中國氮肥工業(yè)協(xié)會限產(chǎn)保價號召下，三聚氰胺市場小幅回暖，進(jìn)入2020年下半年，市場開始出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)——2020年10月份以后，在下游終端企業(yè)開工恢復(fù)及出口接單好轉(zhuǎn)、各三聚氰胺生產(chǎn)廠家?guī)齑嬷饾u消化、部分三聚氰胺裝置停車檢修、原料尿素價格大幅調(diào)漲等利好疊加下，三聚氰胺市場開啟“直線式”上行通道，至2020年11月20日國內(nèi)三聚氰胺出廠均價漲至7 219元／t，達(dá)2020年歷史高點。

2021年上半年，國內(nèi)三聚氰胺市場總體變化幅度較大——春節(jié)假期結(jié)束后，三聚氰胺市場價格持續(xù)2個多月上漲，至2021年5月10日達(dá)到首個價格峰值14 785元／t，比2021年1月13日的最低價6 439元／t高出8 346元／t、漲幅達(dá)129.62%，比2020年5月10日均價4 519元／t高出10 266元／t、漲幅達(dá)227.17%；至2021年9月14日，國內(nèi)三聚氰胺市場價格再創(chuàng)新高，出廠均價達(dá)到17 216元／t，較2021年9月1日出廠均價上漲2 738元／t、漲幅達(dá)18.91%，較2020年9月14日出廠均價上漲257.97%。

2021年三聚氰胺市場價格大幅上漲主要有幾方面的原因。首先，出口量顯著增加。經(jīng)過近兩年的新冠疫情控制，全球經(jīng)濟(jì)逐漸復(fù)蘇，國外三聚氰胺需求量增加，有效支撐了國內(nèi)三聚氰胺市場價格。其次，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長逐漸恢復(fù)。內(nèi)需集中采購，受買漲不買跌心態(tài)的影響，國內(nèi)采購意愿較強(qiáng)，加之國內(nèi)三聚氰胺下游板材產(chǎn)品市場逐漸好轉(zhuǎn)，也提升了三聚氰胺需求。再者，化工產(chǎn)品價格周期性變化。2019—2020年三聚氰胺市場價格一直處于低位，其中部分時間區(qū)間生產(chǎn)廠家處于虧損狀態(tài)，經(jīng)過產(chǎn)能優(yōu)化、庫存消耗，加之經(jīng)濟(jì)形勢總體向好，有效帶動了其價格的上漲。不過，隨著三聚氰胺價格不斷走高，下游企業(yè)成本壓力較大，其價格較最高點應(yīng)有所回落，只是三聚氰胺市場價格受上述因素持續(xù)影響及尿素價格高企的影響，短期內(nèi)應(yīng)該仍能維持較好的水平，但其長期走勢還是會遵循市場規(guī)律，加之產(chǎn)能過剩、淘汰落后產(chǎn)能等問題，價格終將趨于理性。

2 三聚氰胺生產(chǎn)工藝選擇

三聚氰胺生產(chǎn)工藝按原料不同分為雙氰胺法和尿素法。雙氰胺法是以雙氰胺和氨作為三聚氰胺生產(chǎn)原料，在甲醇溶液中控制壓力10 MPa、溫度200℃下，雙氰胺與氨反應(yīng)生成三聚氰胺，再通過精制得到三聚氰胺成品。最初我國三聚氰胺生產(chǎn)主要采用雙氰胺法，但由于雙氰胺法生產(chǎn)成本高、效益差，逐漸被淘汰。尿素法是以熔融尿素分解生成氨和異氰酸，異氰酸在催化劑作用下縮合生成三聚氰胺，生產(chǎn)三聚氰胺產(chǎn)品的同時，還副產(chǎn)甲銨溶液和含有CO2、NH3的尾氣；其中，尿素分解生成氨和異氰酸為吸熱反應(yīng)，異氰酸縮合生成三聚氰胺為放熱反應(yīng)，但總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，需外部提供反應(yīng)所需的熱量。

目前，國際上主流的三聚氰胺生產(chǎn)方法有日本新日產(chǎn)高壓法、意大利歐技高壓法、荷蘭DSM低壓法、德國BASF常壓法以及我國自主研發(fā)的干捕再精制法、改良?xì)庀啻憷浞?、北京燁晶加壓氣相淬冷法。我國三聚氰胺裝置普遍采用高壓法或低壓法并與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)，主要生產(chǎn)工藝為高壓液相淬冷法和加壓氣相淬冷法。

2.1 高壓液相淬冷法

1962年美國聯(lián)合信號公司建設(shè)了世界上第一套用尿素生產(chǎn)三聚氰胺的裝置，該工藝稱為Allied signal法，后來聯(lián)合信號公司將高壓法專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓給意大利歐技公司，演變?yōu)橐獯罄麣W技高壓液相淬冷法。意大利歐技高壓液相淬冷工藝曾在溫度400℃、壓力14 MPa、不使用催化劑、不加氨的操作工況下完成反應(yīng)；現(xiàn)該工藝在溫度380℃、壓力8 MPa、不使用催化劑、以氨氣為載體的工況下，將濃度為99.7%熔融尿素與液氨在反應(yīng)器中反應(yīng)生成三聚氰胺熔體，反應(yīng)物經(jīng)驟冷、液氨水解、活性炭處理、重結(jié)晶等工序得到成品，壓力2.2 MPa、溫度140℃的反應(yīng)尾氣（含NH3、CO2、H2O）回收至尿素裝置甲銨液中，實現(xiàn)尿素與三聚氰胺聯(lián)產(chǎn)。

意大利歐技高壓液相淬冷法的優(yōu)點主要有：采用高壓液相反應(yīng)、無需催化劑，裝置無復(fù)雜設(shè)備、自動化程度高、生產(chǎn)安全可靠，可長周期穩(wěn)定運行300 d以上；生產(chǎn)過程中無固體污染物和廢水外排，排放氣體中僅含有微量氨，符合現(xiàn)行環(huán)保排放要求；在裝置的大型化和與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)方面優(yōu)于低壓法；產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)國際標(biāo)準(zhǔn)，具有一定的品牌優(yōu)勢。目前，意大利歐技高壓液相淬冷法已在全球擁有23套裝置應(yīng)用業(yè)績，其中我國有12套，雙反應(yīng)器并聯(lián)裝置的最大產(chǎn)能已達(dá)80 kt／a，專利許可下的三聚氰胺裝置總產(chǎn)能已超過730 kt／a。

2.2 加壓氣相淬冷法

北京燁晶科技有限公司在消化吸收國外各先進(jìn)工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了三聚氰胺加壓氣相淬冷工藝。該工藝以粒狀尿素或液體尿素為原料、硅鋁膠為催化劑，以工藝氣作為循環(huán)流化載氣，以低溫循環(huán)工藝氣為結(jié)晶冷源，在高溫低壓（溫度380～390℃、壓力0.40～0.45 MPa）條件下一步氣相催化反應(yīng)合成三聚氰胺［3］。

加壓氣相淬冷法的優(yōu)點主要有：生產(chǎn)過程中無精制單元，一步氣相催化反應(yīng)即可合成三聚氰胺，工藝流程短；裝置占地面積小、建設(shè)投資低、建設(shè)周期短；原料消耗低，運行成本低；設(shè)備基本上都屬于低壓設(shè)備，除與尿素和成品接觸部位需采用不銹鋼外，設(shè)備其他部分均可采用碳鋼，設(shè)備可全部國產(chǎn)化；生產(chǎn)操作方便、易控制，開停車容易；生產(chǎn)過程中無廢水排放［4］。

2.3 國內(nèi)3種主流生產(chǎn)工藝技術(shù)的對比

2.3.1 工藝技術(shù)特點的對比

意大利歐技公司的高壓液相萃冷工藝、我國的加壓氣相淬冷工藝和瑞士卡薩利公司正在中國推廣的高壓液相萃冷工藝，是目前國內(nèi)三聚氰胺的主流生產(chǎn)工藝，其技術(shù)特點的對比見表1。

表1 國內(nèi)3種主流三聚氰胺生產(chǎn)工藝技術(shù)特點的對比

2.3.2 原料、動力消耗的對比

對于上述3種國內(nèi)主流三聚氰胺生產(chǎn)工藝，通過走訪各工藝技術(shù)應(yīng)用企業(yè)以及與各技術(shù)供應(yīng)商進(jìn)行技術(shù)交流，較為詳細(xì)地了解了各工藝技術(shù)的原料、能耗等數(shù)據(jù)，經(jīng)粗略計算，在未考慮三胺尾氣與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)部分成本的情況下，原料、動力消耗以瑞士卡薩利公司的高壓液相萃冷工藝最高，國產(chǎn)加壓氣相淬冷工藝最低，但最高與最低消耗數(shù)據(jù)相差不大。

2.3.3 工藝技術(shù)的主要缺點

2.3.3.1 國產(chǎn)加壓氣相萃冷法

（1）運行穩(wěn)定性較差，運行周期一般只有30～90 d，就需要停車清堵2～3 d（調(diào)研的生產(chǎn)企業(yè)運行2個月停車檢修1次，每次從停車到再次開車運行需要5～6 d），且裝置實際產(chǎn)能往往達(dá)不到設(shè)計產(chǎn)能——50 kt／a三聚氰胺裝置實際產(chǎn)量不到40 kt／a。

（2）副反應(yīng)產(chǎn)生三聚氰酸、縮聚物、氰尿酸等副產(chǎn)物，隨稀甲銨液返回尿素裝置，對聯(lián)產(chǎn)尿素裝置中的不銹鋼設(shè)備等造成較為明顯的腐蝕；為避免對尿素裝置中設(shè)備的腐蝕，三胺尾氣可與碳銨裝置聯(lián)產(chǎn)，但聯(lián)產(chǎn)碳銨與聯(lián)產(chǎn)尿素相比，聯(lián)產(chǎn)碳銨價值低，經(jīng)濟(jì)上不合算。

（3）環(huán)保方面，由于設(shè)備密封不嚴(yán)密，生產(chǎn)現(xiàn)場有較大氨味，且生產(chǎn)中有過濾殘渣固廢產(chǎn)生（主要成分為蜜伯胺、蜜勒胺、催化劑細(xì)粉）。

（4）北京燁晶科技有限公司2010年被四川金象化工產(chǎn)業(yè)集團(tuán)收購后不再進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓，只在金象集團(tuán)內(nèi)部進(jìn)行三聚氰胺裝置的建設(shè)；其他國內(nèi)加壓氣相淬冷工藝屬個人研發(fā)技術(shù)?？偟膩碚f，國產(chǎn)加壓氣相萃冷工藝技術(shù)的獲取需做更多的調(diào)研工作。

2.3.3.2 歐技公司高壓液相萃冷法

（1）三聚氰胺裝置建設(shè)投資、生產(chǎn)運行成本、原料和動力消耗較國產(chǎn)加壓氣相萃冷法高。

（2）關(guān)鍵設(shè)備——反應(yīng)器、離心機(jī)、干燥機(jī)、關(guān)鍵閥門等需要進(jìn)口，無法實現(xiàn)國產(chǎn)化。

2.3.3.3 卡薩利公司高壓液相淬冷法

（1）生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水需外送至污水處理單元處理。

（2）由于尾氣壓力等方面的問題，與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)的改造量大，三聚氰胺裝置建設(shè)投資高、建設(shè)周期長。

（3）在國內(nèi)沒有應(yīng)用業(yè)績。

2.4 建 議

據(jù)上述對比分析，在資金充足的情況下，考慮環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量及與尿素裝置聯(lián)產(chǎn)等方面的因素，新建三聚氰胺裝置建議選用意大利歐技公司的高壓液相淬冷工藝。

3 結(jié)束語

（1）隨著全球新冠疫情得到控制及經(jīng)濟(jì)的逐漸復(fù)蘇，三聚氰胺國際、國內(nèi)市場均表現(xiàn)出較大需求。三聚氰胺價格經(jīng)過前兩年的低位徘徊，2021年實現(xiàn)了較大幅度拉升，加之三聚氰胺行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)也有望帶動國內(nèi)需求增長，故三聚氰胺市場短期內(nèi)大概率應(yīng)維持在較景氣的水平，而長期趨勢受國內(nèi)產(chǎn)能過剩的影響其價位將回歸合理區(qū)間，籌劃新項目的企業(yè)應(yīng)保持理性。

（2）三聚氰胺生產(chǎn)工藝技術(shù)較為成熟，技術(shù)選擇需更多考慮與自身企業(yè)優(yōu)勢的結(jié)合，只有資金充足、銷售渠道靈活、原料供應(yīng)穩(wěn)定、新建或改造聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃合理等，才能揚長避短，才能在供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，維持企業(yè)健康發(fā)展，持續(xù)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

“產(chǎn)能過剩仍是制約三聚氰胺行業(yè)發(fā)展的首要問題，正在籌劃新上項目的企業(yè)應(yīng)保持理性”，中國氮肥工業(yè)協(xié)會理事長顧宗勤在2021年時曾這樣評價三聚氰胺行業(yè)。除化解產(chǎn)能過剩危機(jī)以外，三聚氰胺行業(yè)的發(fā)展還要開展能效與減排對標(biāo)，不斷推動生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，更好地做到綠色生產(chǎn)；同時，還要不斷開發(fā)下游市場，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，逐步替代非綠色環(huán)保的添加劑和材料，并在新材料方向大力開展新產(chǎn)品的研發(fā)，不斷推動三聚氰胺行業(yè)的綠色健康發(fā)展［5］。