耐溫抗鹽型聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃

耐溫抗鹽型聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃

大宗化工產(chǎn)品生產(chǎn)集中度進一步提高，產(chǎn)能利用率達到80%以上；乙烯當(dāng)量保障水平大幅提升，化工新材料保障水平達到75%以上。城鎮(zhèn)人口密集區(qū)危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)搬遷改造任務(wù)全面完成，形成70個左右具有競爭優(yōu)勢的化工園區(qū)。到2025年，化工園區(qū)產(chǎn)值占行業(yè)總產(chǎn)值70%以上。動態(tài)更新石化化工行業(yè)鼓勵推廣應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品目錄，鼓勵利用先進適用技術(shù)實施安全、節(jié)能、減排、低碳等改造，推進智能制造。引導(dǎo)烯烴原料輕質(zhì)化、優(yōu)化芳烴原料結(jié)構(gòu)，提高碳五、碳九等副產(chǎn)資源利用水平。加快煤制化學(xué)品向化工新材料延伸，煤制油氣向特種燃料、高端化學(xué)品等高附加值產(chǎn)品發(fā)展，煤制乙二醇著重提升質(zhì)量控制水平。完善創(chuàng)新機制，形成三位一體協(xié)同創(chuàng)新體系強化企業(yè)創(chuàng)新主體地位，加快構(gòu)建重點實驗室、重點領(lǐng)域創(chuàng)新中心、共性技術(shù)研發(fā)機構(gòu)三位一體創(chuàng)新體系，推動產(chǎn)學(xué)研用深度融合。優(yōu)化整合行業(yè)相關(guān)研發(fā)平臺，創(chuàng)建高端聚烯烴、高性能工程塑料、高性能膜材料、生物醫(yī)用材料、二氧化碳捕集利用等領(lǐng)域創(chuàng)新中心，強化國家新材料生產(chǎn)應(yīng)用示范、測試評價、試驗檢測等平臺作用，推進催化材料、過程強化、高分子材料結(jié)構(gòu)表征及加工應(yīng)用技術(shù)與裝備等共性技術(shù)創(chuàng)新。支持企業(yè)牽頭組建產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、上下游合作機制等協(xié)同創(chuàng)新組織，支持地方合理布局建設(shè)區(qū)域創(chuàng)新中心、中試基地等。全球聚丙烯酰胺的市場全球各個國家的產(chǎn)業(yè)分布不同，對聚丙烯酰胺的用量分布也不盡相同。主要的聚丙烯酰胺消費國為美國、中國、日本和歐洲，其中美國和中國主要以石油開采、水處理和造紙為主，歐洲和日本，主要以水處理和造紙為主。中國已經(jīng)成為世界上生產(chǎn)和銷售聚丙烯酰胺最多的國家；中國現(xiàn)在生產(chǎn)和銷售的聚丙烯酰胺是美國的2倍，是日本生產(chǎn)和銷售量的4倍；2020年度，全球聚丙烯酰胺的總產(chǎn)量中約44%用于石油開采，33%用于水處理，16%用于造紙工業(yè)。根據(jù)《精細與專用化學(xué)品》統(tǒng)計，2020年，全球聚丙烯酰胺市場規(guī)模為39．22億美元，預(yù)計2026年，該市場規(guī)模將超過88．72億美元；由于造紙和油氣開采需求的增加，預(yù)計聚丙烯酰胺的年均復(fù)合增長率將在2020年至2026年期間達到14．57%。全球聚丙烯酰胺需求量主要分布在石油開采、水處理、造紙、礦山及其他需求，其中石油開采及水處理占比最大，兩者占全球聚丙烯酰胺需求量的70%以上。加快新技術(shù)新模式協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)用，打造特色平臺加快5G，大數(shù)據(jù)，人工智能等新一代信息技術(shù)與石化化工行業(yè)融合，不斷增強化工過程數(shù)據(jù)獲取能力，豐富企業(yè)生產(chǎn)管理、工藝控制、產(chǎn)品流向等方面數(shù)據(jù)，暢聯(lián)生產(chǎn)運行信息數(shù)據(jù)孤島，構(gòu)建生產(chǎn)經(jīng)營、市場和供應(yīng)鏈等分析模型，強化全過程一體化管控，推進數(shù)字孿生創(chuàng)新應(yīng)用，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型。打造3-5家面向行業(yè)的特色專業(yè)型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，引導(dǎo)中小化工企業(yè)借助平臺加快工藝設(shè)備、安全環(huán)保等數(shù)字化改造。圍繞化肥、輪胎等關(guān)乎民生安全的大宗產(chǎn)品建設(shè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈監(jiān)測、精益化服務(wù)系統(tǒng)。實施三品行動，提升化工產(chǎn)品供給質(zhì)量圍繞新一代信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源、高端裝備等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，增加有機氟硅、聚氨酯、聚酰胺等材料品種規(guī)格，加快發(fā)展高端聚烯烴、電子化學(xué)品、工業(yè)特種氣體、高性能橡塑材料、高性能纖維、生物基材料、專用潤滑油脂等產(chǎn)品。積極布局形狀記憶高分子材料、金屬-有機框架材料、金屬元素高效分離介質(zhì)、反應(yīng)-分離一體化膜裝置等新產(chǎn)品開發(fā)。提高化肥、輪胎、涂料、染料、膠粘劑等行業(yè)綠色產(chǎn)品占比。鼓勵企業(yè)提升品質(zhì)，培育創(chuàng)建品牌。聚丙烯酰胺行業(yè)技術(shù)水平及技術(shù)特點聚丙烯酰胺以丙烯腈為主要原料，經(jīng)水合反應(yīng)生成丙烯酰胺，再經(jīng)聚合反應(yīng)而成。（一）聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)聚丙烯酰胺生產(chǎn)是以丙烯酰胺水溶液為原料，在引發(fā)劑的作用下，進行聚合反應(yīng)，在反應(yīng)完成后生成的聚丙烯酰胺膠塊經(jīng)過切割、造粒、干燥、粉碎，最終制得聚丙烯酰胺產(chǎn)品。關(guān)鍵工藝是聚合反應(yīng)。目前國內(nèi)外聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法主要有乳液聚合、共聚聚合、均聚后水解和前加堿共水解聚合等工藝。1、聚丙烯酰胺乳液聚合工藝將單體水溶液按一定比例加入到油相中，在乳化劑的作用下形成油包水型乳液，丙烯酰胺單體在此環(huán)境中進行聚合反應(yīng)，得到乳液聚合物產(chǎn)品。2、聚丙烯酰胺共聚聚合工藝采用丙烯酰胺和丙烯酸兩種聚合單體在較低的引發(fā)溫度條件下，由引發(fā)體系作用，進行共聚合反應(yīng)，聚合得到的膠體經(jīng)切割、造粒、干燥等過程得到粉狀陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。這種技術(shù)在國外已應(yīng)用多年，世界上大多數(shù)聚丙烯酰胺產(chǎn)品為共聚物。該工藝的特點是可以根據(jù)不同的用途生產(chǎn)不同水解度的產(chǎn)品。3、聚丙烯酰胺均聚后水解工藝其工藝過程是先均聚成非離子聚丙烯酰胺，在造粒后加入氫氧化鈉水解，最后通過干燥得到粉狀聚合物產(chǎn)品。這種工藝技術(shù)的特點是較其它干粉生產(chǎn)工藝得到的產(chǎn)品相對分子質(zhì)量高，對產(chǎn)品類型可進行靈活調(diào)整。4、聚丙烯酰胺前加堿共水解聚合工藝采用丙烯酰胺和碳酸鈉兩種主要原料。這種工藝技術(shù)與其它工藝的主要區(qū)別是在聚合溶液制備過程中加入碳酸鈉，在進行聚合反應(yīng)的同時進行水解反應(yīng)，聚合和水解在同一反應(yīng)釜內(nèi)完成，在熟化過程中使水解反應(yīng)更加完全。聚合反應(yīng)可根據(jù)所需產(chǎn)品的相對分子質(zhì)量，既可在較低的引發(fā)溫度條件下開始，生產(chǎn)較高相對分子質(zhì)量的產(chǎn)品，也可采用在較高的溫度下引發(fā)，生產(chǎn)中低相對分子質(zhì)量產(chǎn)品。經(jīng)聚合反應(yīng)和熟化過程得到聚丙烯酰胺膠體，經(jīng)切割、造粒、干燥等過程得到粉狀陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品。（二）丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)丙烯酰胺的合成有化學(xué)法和微生物法兩種，其中化學(xué)法有硫酸水合法和銅催化水合法兩種，硫酸水合法工藝過程復(fù)雜，銅催化水合法因反應(yīng)中會生成加成反應(yīng)而含有少量加成反應(yīng)物。目前行業(yè)主要用微生物法生產(chǎn)丙烯酰胺，產(chǎn)品收率高，安全性高、產(chǎn)生的三廢少。1、丙烯酰胺硫酸水合法美國氰胺企業(yè)采用等摩爾比的丙烯腈和水，在硫酸存在下，于80-100oC進行水合，先生成丙烯酰胺硫酸鹽，然后再用氨（或燒堿、生石灰）中和，結(jié)晶分離出丙烯酰胺產(chǎn)品和副產(chǎn)品硫酸胺。該法優(yōu)點是易制得結(jié)晶單體。主要缺點是原料丙烯腈等消耗高，產(chǎn)品純度低，收率低，產(chǎn)生大量含丙烯酰胺的硫酸鹽和廢液，污染環(huán)境。2、丙烯酰胺催化水合法美日兩國先后開發(fā)了利用骨架銅催化劑使丙烯腈與水直接反應(yīng)生成丙烯酰胺的工藝，陶氏化學(xué)和日本東亞化學(xué)企業(yè)率先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。催化水合法比硫酸水合法產(chǎn)品純度高，基本無三廢，易實現(xiàn)工業(yè)化。該生產(chǎn)方法具有工藝較完善、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)勢，適合超大規(guī)模的生產(chǎn)模式。其缺點在于固定資產(chǎn)投資規(guī)模龐大，丙烯腈一次轉(zhuǎn)化率低，反應(yīng)溫度高，壓力高，催化劑活性低，易中毒，再生操作復(fù)雜，AM提濃精制工序復(fù)雜，AM水溶液電導(dǎo)率高，排含酸、堿、AM廢水多，最終導(dǎo)致化學(xué)法生產(chǎn)AM的成本較高。3、丙烯酰胺微生物法微生物法即生物酶催化水合法，采用生物酶作催化劑，應(yīng)用細胞固定技術(shù)，使丙烯腈水溶液通過含固定酶的生物反應(yīng)器生產(chǎn)丙烯酰胺。生物酶催化劑是繼骨架銅催化劑后的第三代技術(shù)，具有高選擇性、高清潔性和高收率的特點，丙烯腈反應(yīng)完全，無副產(chǎn)物，反應(yīng)條件溫和，能耗低，三廢少等特點。微生物法制取丙烯酰胺，系將丙烯腈、原料水和固定化生物催化劑調(diào)配成水合溶液，催化反應(yīng)后分離出廢催化劑就可得到丙烯酰胺產(chǎn)品。其特點是：在常溫常壓下反應(yīng)，設(shè)備簡單，操作安全；單程轉(zhuǎn)化率極高，無需分離回收未反應(yīng)丙烯腈；酶的特異性能使選擇性極高，無副反應(yīng)。目前，微生物法已經(jīng)成為國內(nèi)外生產(chǎn)丙烯酰胺的主流方向，相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，生產(chǎn)工藝逐步標準化。生化法的核心技術(shù)在于菌株的誘變選育及培養(yǎng)條件優(yōu)化研究、以及菌株酶活力、沉降性能及催化性能的優(yōu)化與改善。攻克核心技術(shù)，增強創(chuàng)新發(fā)展動力加快突破新型催化、綠色合成、功能-結(jié)構(gòu)一體化高分子材料制造、綠氫規(guī)?；瘧?yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，布局基礎(chǔ)化學(xué)品短流程制備、智能仿生材料、新型儲能材料等前沿技術(shù)，鞏固提升微反應(yīng)連續(xù)流、反應(yīng)-分離耦合、高效提純濃縮、等離子體、超重力場等過程強化技術(shù)。聚焦重大項目需求，突破特殊結(jié)構(gòu)反應(yīng)器、大功率電加熱爐、大型專用機泵、閥門、控制系統(tǒng)等重要裝備及零部件制造技術(shù)，著力開發(fā)推廣工藝參數(shù)在線檢測、物性結(jié)構(gòu)在線快速識別判定等感知技術(shù)以及過程控制軟件、全流程智能控制系統(tǒng)、故障診斷與預(yù)測性維護等控制技術(shù)。聚丙烯酰胺行業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位和作用（一）聚丙烯酰胺行業(yè)與上下游行業(yè)之間的關(guān)聯(lián)性聚丙烯酰胺行業(yè)上游主要為石油化工，其主要原材料丙烯腈為基礎(chǔ)化工產(chǎn)品。聚丙烯酰胺應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，下游行業(yè)包括油氣開采、水處理、造紙制漿、礦物洗選等各行業(yè)。（二）上游行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r對聚丙烯酰胺行業(yè)的影響丙烯腈是丙烯酰胺最為重要的原材料，其市場供求關(guān)系及價格波動對聚丙烯酰胺行業(yè)都有較大影響。丙烯腈是一種重要的有機化工原料，隨著中國丙烯腈生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善和需求的不斷增長，丙烯腈產(chǎn)量逐年增加。2016年度中國丙烯腈產(chǎn)量為167．00萬噸，2021年中國丙烯腈產(chǎn)量為261．30萬噸，年均復(fù)合增長率為9．37%。近年來，我國丙烯腈產(chǎn)量充足，可以足夠供應(yīng)聚丙烯酰胺的生產(chǎn)活動，行業(yè)市場供給情況良好，這將促進我國聚丙烯酰胺行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。除此外，丙烯腈由丙烯和氨水經(jīng)氧化反應(yīng)和精煉工藝制造，廣泛應(yīng)用在合成纖維、合成橡膠及合成樹脂等工業(yè)生產(chǎn)中。2021年度，我國下游相關(guān)的消費結(jié)構(gòu)中ABS樹脂的消費比例最高，占41%左右，丙烯酰胺及聚丙烯酰胺占整體市場占26%，腈綸市場份額為17%，丁腈膠乳、聚醚POP、丁腈橡膠領(lǐng)域也發(fā)展良好，目前分別占需求量的5%、5%和2%。2017年至2022年6月末，丙烯腈價格保持相對穩(wěn)定，其中2020年受市場需求不及預(yù)期導(dǎo)致丙烯腈市場價格出現(xiàn)下跌，并于2020年4月跌至最低5，800．49元/噸，后隨著市場回溫，丙烯腈價格逐漸回歸正常。（三）下游行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r對聚丙烯酰胺行業(yè)的影響行業(yè)下游領(lǐng)域油氣開采、水處理、造紙制漿、紡織印染、洗煤選礦等覆蓋了國民經(jīng)濟的諸多領(lǐng)域，受宏觀經(jīng)濟形勢影響較大。其中主要應(yīng)用領(lǐng)域油氣開采行業(yè)在國內(nèi)外各國經(jīng)濟中一直占據(jù)重要地位，并具備良好的發(fā)展前景。在下游行業(yè)中，三次采油及頁巖油井開采助劑的應(yīng)用主要受大型油服企業(yè)、鉆采企業(yè)的需求和投資規(guī)模影響，對下游行業(yè)的依賴性較強。隨著國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長、環(huán)保監(jiān)管不斷加嚴，下游水處理行業(yè)化工產(chǎn)品應(yīng)用迎來發(fā)展黃金期，帶動聚丙烯酰胺市場需求持續(xù)較快增長。而制漿造紙、紡織印染、礦物洗選等其他主要應(yīng)用行業(yè)經(jīng)過最近幾年的下滑后，目前有所企穩(wěn)，預(yù)計未來將逐步回升增長，將有利于聚丙烯酰胺產(chǎn)品需求的增長。基本原則（一）堅持市場主導(dǎo)充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，更好發(fā)揮作用，加強規(guī)劃政策標準的引導(dǎo)和規(guī)范，維護公平競爭秩序。（二）堅持創(chuàng)新驅(qū)動著眼科技自立自強，推進關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，促進產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定，提高全要素生產(chǎn)率，提升發(fā)展質(zhì)量和效益。（三）堅持綠色安全樹牢底線思維，強化社會責(zé)任關(guān)懷，提升本質(zhì)安全水平，推進綠色循環(huán)低碳發(fā)展，加強行業(yè)治理體系和治理能力建設(shè)。（四）堅持開放合作營造市場化、法治化、國際化營商環(huán)境，堅持高質(zhì)量引進來、高水平走出去，促進要素資源全球高效配置，強化產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同和相關(guān)行業(yè)間耦合發(fā)展。夯實安全發(fā)展基礎(chǔ)（一）推廣先進技術(shù)管理，提升本質(zhì)安全水平壓實安全生產(chǎn)主體責(zé)任，推進實施責(zé)任關(guān)懷，支持企業(yè)、園區(qū)提高精細化運行管理水平，建立健全健康安全環(huán)境（HSE）管理體系、安全風(fēng)險分級管控和隱患排查治理雙重預(yù)防機制，建立完善滅火救援力量，提升應(yīng)急處置能力。持續(xù)在危險化學(xué)品企業(yè)開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)建設(shè)，推動《全球化學(xué)品統(tǒng)一分類和標簽制度》（GHS）實施。鼓勵企業(yè)采用微反應(yīng)、氣體泄漏在線微量快速檢測等先進適用技術(shù)，消除危險源或降低