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工程服务行业己二腈行业专题报告:如何看待己二腈行业的竞争格局和需求增长-220512(28页).pdf

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工程服务行业己二腈行业专题报告:如何看待己二腈行业的竞争格局和需求增长-220512(28页).pdf

1、 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 如何看待如何看待己二腈己二腈行业的竞争格局和需求增长行业的竞争格局和需求增长 工程服务行业己二腈行业专题报告2022.5.12 中信证券研究部中信证券研究部 核心观点核心观点 孙明新孙明新 首席基础材料和工程服务分析师 S01 王喆王喆 首席能源化工 分析师 S01 本文聚焦分析海内外己二腈行业情况,从产品特性、供给、需求三个层面入手,本文聚焦分析海内外己二腈行业情况,从产品特性、供给、需求三个层面入手,同时分析中国化学、华峰化学和巴斯夫的业务发展情况。我们看好中国化学己同时分析中国化学、华峰化学和巴斯夫

2、的业务发展情况。我们看好中国化学己二腈项目顺利达产后的市场地位,看好公司实业板块的发展前景。此外,建议二腈项目顺利达产后的市场地位,看好公司实业板块的发展前景。此外,建议关注华峰化学、巴斯夫。关注华峰化学、巴斯夫。 产品描述:尼龙产品描述:尼龙 66 重要原材料。重要原材料。己二腈为尼龙 66 生产的重要原材料,生产工艺可分为丁二烯法、己二酸法和丙烯腈法。不同生产方式的选择,影响着己二腈的产能和生产难度,同时影响着下游“己二腈-己二胺-尼龙 66”产业链的最终输出。 供给:生产难度高,海外厂家为主。供给:生产难度高,海外厂家为主。己二腈生产具有危险性、高度专业化且建造成本高,具备供给瓶颈,不同

3、制备方法具备不同难点。当前己二腈产能主要由三家海外公司掌握,全球海外产能 210 万吨左右,国内目前己二腈主要依赖进口。随着国内己二腈项目逐渐上线投产,打破现有竞争格局,将有效缓解国内市场尼龙 66 生产的原材料短缺问题。 需求:尼龙需求:尼龙 66 难以替代,使用渗透率不断提升。难以替代,使用渗透率不断提升。尼龙 66 具有机械强度高、耐疲劳、耐磨、耐腐蚀、绝缘性、纤维弹性、密度低等特性,下游应用广泛,渗透率不断提升。据 IPSNEWS BUSINESS 预测,全球尼龙 66 市场规模预计将从2020 年的 52 亿美元增至 2024 年的 58 亿美元,年化复合增速 3%。目前国内尼龙 6

4、6 生产受制于己二腈产能,极大影响了相关下游产业发展,渗透率低于国外。根据中国石油和化学工业联合会预测,未来 5 年,如果国内己二腈可下降到一定的边际生产成本, 预计尼龙 66 需求将达到目前尼龙 6 的 400 万吨需求规模,具备成长空间。 中国化学:打通中国化学:打通“己二腈己二腈-己二胺己二胺-尼龙尼龙 66”完整生产链,顺利达产后预计贡献完整生产链,顺利达产后预计贡献225 亿元营收。亿元营收。中国化学拥有众多技术储备和创新平台,拥有丰富的化工领域项目工程经验。2022 年 3 月,中国化学尼龙新材料项目(一期)己二胺装置一次开车成功,顺利产出第一批合格产品,产品质量达到优级品,若推进

5、顺利,将打通“己二腈-己二胺-尼龙 66”完整产业链,有效降低相关成本。未来看,考虑到公司的技术储备, 预计公司在实业板块将不断地有类似己二腈业务的新材料业务涌现。 华峰化学:己二酸行业龙头,受益于母公司尼龙华峰化学:己二酸行业龙头,受益于母公司尼龙 66 和己二腈业务发展和己二腈业务发展。公司主营业务包括氨纶纤维、聚氨酯原液、己二酸等,是国内最大的己二酸生产企业。母公司华峰集团拥有己二腈产能 10 万吨 (己二酸法工艺生产) 和尼龙 66 产能 8万吨,未来均规划扩产至 30 万吨。己二酸作为生产己二腈和尼龙 66 的原材料,有望受益于集团己二腈和尼龙 66 业务发展,以及己二腈行业的国产化

6、趋势。 巴斯夫:己二腈至尼龙巴斯夫:己二腈至尼龙 66 产业链布局完整,计划进一步扩张己二胺和尼龙产业链布局完整,计划进一步扩张己二胺和尼龙 66产能产能。巴斯夫是全球化工巨头,业务板块包括化学品、材料、表面技术等。通过在 2020 年完成对索尔维欧洲尼龙 66 业务 50%股权的收购,巴斯夫拥有了“己二腈-己二胺-尼龙 66”的完整产业链布局。2022 年 1 月,巴斯夫宣布将扩大在欧洲的己二胺和尼龙 66 产能,体现出公司对尼龙 66 供需格局的长期看好。 风险因素:风险因素:国内疫情持续影响企业开工;产能释放,尼龙 66 价格下降;相关产业发展程度低于预期;成品交付时间不定;竞争加剧。

7、投资建议:投资建议:通过分析己二腈的产品特性、供给格局和需求情况,我们认为行业具备技术壁垒,竞争格局优异,且产品渗透率具备提升空间。首次覆盖己二腈行业给予“强于大市”评级,中国化学具备解决这项“卡脖子”难题的能力,有望实 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业 评级评级 强于大市(首次)强于大市(首次) 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 现己二腈国产化,打造完整产业链,为公司带来收入利润贡献,建议重点关注。此外,建议关注华峰化学、巴斯夫。 yXdYlXlUhUjZiUuXmUaQdNaQtRpPtR

8、mOlOpPrMeRrQsRbRpPuNuOmPmNxNpPsM 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录目录 产品描述:尼龙产品描述:尼龙 66 重要原材料重要原材料. 1 己二腈:生产尼龙 66 主要中间体 . 1 己二腈生产工艺及优缺点对比:丁二烯直接氰化法优势较大 . 1 供给供给:生产难度高,海外厂家为主:生产难度高,海外厂家为主 . 4 己二腈生产具有较多技术难题,供给壁垒高 . 4 己二腈的海外供给:由四个世界级工厂控制 . 6 己二腈的国内供给:努力推进己二腈国产化,解决“卡脖子”项目 . 7 己二腈

9、至尼龙 66 生产链 . 8 需求:尼龙需求:尼龙 66 难以替代,使用渗透率不断提升难以替代,使用渗透率不断提升 . 9 尼龙 66 具备优异性能,下游应用广阔 . 9 尼龙 66 难以全方位替代,现今价格具备性价比 . 10 预计全球尼龙 66 需求未来年均增长 3% . 12 中国化学:打通中国化学:打通“己二腈己二腈-己二胺己二胺-尼龙尼龙 66”完整生产链,顺利达产后预计贡献完整生产链,顺利达产后预计贡献 225 亿元营收亿元营收 . 16 己二腈机遇并非偶然,中国化学技术储备充足,业务领域经验丰富 . 16 形成“己二腈-己二胺-尼龙 66”完整产业链,打造“1+N”园区发展战略

10、. 18 若顺利达产,完整产业链预计带来 225 亿元年收入 . 19 华峰化学:己二酸行业龙头,受益于母公司尼龙华峰化学:己二酸行业龙头,受益于母公司尼龙 66 和己二腈业务发展和己二腈业务发展 . 20 巴斯夫:己二腈至尼龙巴斯夫:己二腈至尼龙 66 产业链布局完整,计划进一步扩张己二胺和尼龙产业链布局完整,计划进一步扩张己二胺和尼龙 66 产能产能 . 20 风险因素风险因素 . 22 投资建议投资建议 . 22 插图目录插图目录 图 1:己二腈化学结构 . 1 图 2:己二腈下游生产占比 . 1 图 3:己二酸氨化法化学方程式 . 2 图 4:丁二烯氯化氰化化学方程式 . 2 图 5:

11、丁二烯直接氢氰化法化学方程式 . 3 图 6:丙烯腈在电化学过程中的氢化二聚反应化学方程式 . 3 图 7:丁二烯直接氢氰化生产己二腈 . 5 图 8:己二腈氢化为己二胺化学方程式 . 8 图 9:尼龙 66 的工艺流程 . 9 图 10:尼龙 66 的应用领域占比 . 9 图 11:尼龙 66 与其他材料一般特性对比:密度较低、较不易吸湿、较不易燃 . 11 图 12:120 C,40MPa 时不同材料的蠕变模量 . 11 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图 13:120 C(R=0.1,f=0.5hz)时不同

12、材料疲劳特性 . 11 图 14:未来尼龙 66 市场增长趋势预测 . 14 图 15:2005-2022 尼龙 66 进出口量 . 15 图 16:中国化学化学工程新签合同额 . 17 图 17:丁二烯直接氢氰化法工艺流程 . 18 图 18:丁二烯制己二腈成本拆分 . 19 图 19:未来国内产能占比预测. 19 图 20:未来全球产能占比预测. 19 图 21:华峰化学收入规模 . 20 图 22:华峰化学收入结构 . 20 图 23:巴斯夫收入规模 . 21 图 24:巴斯夫收入结构 . 21 表格目录表格目录 表 1:己二腈生产工艺对比 . 4 表 2:己二腈生产过程原料产物及各副产

13、物沸点 . 5 表 3:氢氰酸生产工艺路线 . 5 表 4:丙烯腈技术难点 . 6 表 5:海外己二腈主要供应商及产能 . 6 表 6:己二腈国内在建产能情况 . 7 表 7:己二胺两种生产方法对比 . 8 表 8:尼龙 66 部分性能及应用 . 9 表 9:尼龙 66 与尼龙 6 性能对比. 10 表 10:其他可替代方案与尼龙 66 对比 . 10 表 11:尼龙 66 在工业/日用消费品市场的应用 . 12 表 12:尼龙 66 在汽车领域的应用 . 13 表 13:尼龙 66 在轨道系统的运用 . 13 表 14:尼龙 66 在电子电气市场的应用 . 14 表 15:尼龙 66 国内目

14、前产能情况 . 15 表 16:尼龙 66 国内未来在建产能情况 . 16 表 17:中国化学境外化学工程项目(部分) . 17 表 18:巴斯夫尼龙产业链发展. 21 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 产品描述:尼龙产品描述:尼龙 66 重要原材料重要原材料 己二腈:生产尼龙己二腈:生产尼龙 66 主要中间体主要中间体 己二腈为有机化合物, 化学式为(CH2)4(CN)2, 它是一种无色至浅黄色液体, 溶解性好,密度低于水,可用于生产己二胺(生产尼龙 66 的主要中间体) 、橡胶促进剂、防锈剂等,其中,主要用

15、途是生产尼龙其中,主要用途是生产尼龙 66 的的主要中间体己二胺,主要中间体己二胺,该用途该用途一般一般占己二腈产量的占己二腈产量的 90%以以上上。己二腈具备良好的化学性能,也可应用于其他领域,例如其化学稳定性、高沸点和低蒸气压使其可作为安全的电解质溶剂应用于锂离子电池中。 图 1:己二腈化学结构 资料来源:National Library of Medicine 图 2:己二腈下游生产占比 资料来源:chemicalbook,中信证券研究部绘制 己二腈生产工艺己二腈生产工艺及优缺点及优缺点对比:丁二烯直接对比:丁二烯直接氰化氰化法优势较大法优势较大 有关己二腈的规模化生产方式,按照原材料的

16、不同,可分为三种不同的技术路线,有关己二腈的规模化生产方式,按照原材料的不同,可分为三种不同的技术路线,主主要涉及己二酸、丁二烯、丙烯腈三种原材料。要涉及己二酸、丁二烯、丙烯腈三种原材料。分别为: (1)以己二酸作为原材料:己二酸与 NH3 在液相或气相中经过二酰胺中间体的脱水胺化反应。 (2)以丁二烯作为原材料:分为丁二烯与 1,4-二氯丁烯中间体氯化氰化反应和丁二烯与 HCN 的直接氢氰化反应。 (3)以丙烯腈作为原材料:丙烯腈在电化学过程中的氢化二聚反应。 (1)以己二酸作为原材料以己二酸作为原材料:其中技术路线又分为液相法和气相法:其中技术路线又分为液相法和气相法 己二酸液相法,是一种

17、较新兴的方法,即己二酸通过中间体己二酸二胺和己二酸二酰胺与 NH3 转化为己二腈。该反应既可在 200-300C 的熔体中进行,又可在己二腈和中间体构成的溶剂中、加入催化剂如 H3PO4 来进行。 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 己二酸气相法,是一种较传统的方法,即在 300-350C 的气相中,加入具有过量NH3 的磷酸硼催化剂进行反应。缺点是己二酸在蒸发时缺点是己二酸在蒸发时易易分解分解,因此选择性指标被限制在仅 80%且需要催化剂再生。 近年来, 由于由于经济原因经济原因以及会产生较多副产物以及会产生较

18、多副产物温室气体温室气体 N2O,该方法的应用减少。 图 3:己二酸氨化法化学方程式 资料来源:LookChem (2)以以丁二烯丁二烯作为原材料作为原材料:其中技术路线又分为:其中技术路线又分为氯化氰化氯化氰化法与直接氢氰化法法与直接氢氰化法。 氯化氰化法:由美国杜邦公司在 1951 年提出,通过丁二烯的氯化间接发生。最初,氯化是在液相中进行的;现在通常在 200-300C 的气相中进行,不需要催化剂。最终得到 3,4-二氯-1-丁烯和顺式、反式 1,4-二氯-2-丁烯的混合物,选择性指标约为 96%。 图 4:丁二烯氯化氰化化学方程式 资料来源:LookChem 之后二氯丁烯与 HCN 或

19、碱金属氰化物在 80C 液相中反应生成丁烯二腈。 3,4-二氰基-1-丁烯的形成并不是不利的,因为在铜-氰基络合物的存在下,在氢氰化条件下会发生烯丙基重排。以约 95%的选择性获得 1,4-二氰基-2-丁烯的顺式/反式异构体的混合物。之后可以使用 Pd 催化剂在 300C 在气相中以 95-97%的选择性将混合物氢化成己二腈。 直直 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 到到 1983 年,杜邦公司在两家己二腈工厂中使用了这项技术。年,杜邦公司在两家己二腈工厂中使用了这项技术。 直接氢氰化直接氢氰化法:法: 同样也

20、由杜邦公司开发同样也由杜邦公司开发, 是在原来的, 是在原来的氯化氰化氯化氰化法的基础上进行的改进。法的基础上进行的改进。先将 HCN 添加到丁二烯中,得到戊烯腈和甲基丁烯腈的异构体混合物,然后将其主要异构化为 3-和 4-戊烯腈。之后己二腈由 HCN 的反马尔科夫尼科夫加成形成,该反应在常压和 30-150C 的液相中进行,过程使用四氢呋喃等溶剂。磷化氢或亚磷酸配体和金属盐促进剂(如锌或氯化铝)配合物是合适的催化剂。据据 LookChem 报道,此方法能生产高选报道,此方法能生产高选择性择性的的己二腈。己二腈。 杜邦公司在美国主要通过杜邦公司在美国主要通过直接氢氰化直接氢氰化法法生产己二腈生

21、产己二腈,并在法国与 rhbnepoulenc(Butachimie)共同运营一家工厂,通过直接氢氰化法生产己二腈,年产量为 10 万吨。 图 5:丁二烯直接氢氰化法化学方程式 资料来源:LookChem (3)以丙烯腈作为原材料:)以丙烯腈作为原材料:工艺为孟山都 EHD 工艺(电加氢二聚化) ,是一种基于丙烯腈(AN) 氢化二聚为己二腈 (AND)的生产方式。 这种还原或阴极二聚化最早于 1965年在美国进行商业规模的实践。相关工厂已经在美国建成,自 1978 年以来,也在西欧开始建立。这种电化学方法也被 Phillips 开发成商业工艺,在欧洲由 ICI, Rhne-Poulenc 和U

22、CB 开发。在日本,自 1971 年以来,旭硝子在一家年产 26000 吨的工厂实践了自己的技术,该工艺下,对己二腈的选择性为 90%左右,副产物为丙腈和二氰乙醚。 图 6:丙烯腈在电化学过程中的氢化二聚反应化学方程式 资料来源:LookChem 各生产技术路线比较:各生产技术路线比较:丁二烯直接氢氰化法合成己二腈的各项优势较大,是丁二烯直接氢氰化法合成己二腈的各项优势较大,是目前世界目前世界上上最为先进的方法最为先进的方法。 丁二烯直接氰化法丁二烯直接氰化法优点是产品质量极好、能耗相对低、产量高、反应条件温和、无特 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.1

23、2 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 种设备、且污染小、经济性高;缺点是流程长、原料毒性大,另外还存在催化剂回收及再生的难点。己二酸法己二酸法优点较丁二烯法毒性小,潜在安全风险小;缺点是工艺路线长,成本高。丙烯腈法丙烯腈法优点是污染小、流程短、投资少;缺点是丙烯腈毒性高、腐蚀性强,且丙烯腈价格较高、电解能耗大,难以量产,盈利空间小。 不同生产方式的选择,影响着己二腈的产能以及生产难度,同时影响着下游己二腈-己二胺-尼龙 66 产业链的最终输出。不同公司会根据技术难度、商业适用性、区位情况对生产方案做出不同选择。相较于其他方法来说,丁二烯直接氢氰化法合成己二腈的优势较相较于其他方法来说,丁二

24、烯直接氢氰化法合成己二腈的优势较大,是目前世界上最为先进的方法,也是我国对于己二腈生产技术研究的主要方向。大,是目前世界上最为先进的方法,也是我国对于己二腈生产技术研究的主要方向。 表 1:己二腈生产工艺对比 项目项目 丙烯腈法丙烯腈法 丁二烯丁二烯法法 己二酸法己二酸法 隔膜法隔膜法 无隔膜法无隔膜法 氯化氯化氰化法氰化法 直接直接氰化法氰化法 液相法液相法 气相法气相法 原料来源 广泛 广泛 广泛 广泛 广泛 广泛 原料成本 高 高 高 低 高 高 工艺过程 一般 一般 复杂 一般 复杂 复杂 能耗 高 较低 高 较低 一般 一般 规模生产 规模小 规模小 规模大 规模大 规模适中 规模适

25、中 产品质量 一般 高 一般 高 一般 一般 收率 较低 高 较高 高 较低 较低 环保 污染大 污染大 污染严重 污染一般 污染一般 污染一般 投资 较高 较高 高 较低 较低 较低 资料来源:神马集团己二腈生产工艺比较 ,中信证券研究部 注:收率=目的产物的实际生成量/目的产物的理论生成量100%。 供给:生产难度高,海外厂家为主供给:生产难度高,海外厂家为主 己二腈己二腈生产具有较多技术难题,供给壁垒高生产具有较多技术难题,供给壁垒高 己二腈的生产具有危险性、高度专业化且建造成本高,具备供给瓶颈。以下我们聚焦分析全球广泛使用的两类己二腈生产工艺的技术难点: (1)丁二烯直接氢氰化法、 (

26、2)丙烯腈电解二聚法。 (1)丁二烯直接丁二烯直接氢氰氢氰化法化法主要有三大技术难点主要有三大技术难点:催化剂的循环再生使用、己二腈和其他戊烯腈混合液的精馏提纯、氢氰酸合成的纯度和生产。 催化剂的循环再生使用:催化剂的循环再生使用:丁二烯直接氢氰化法合成己二腈使用的催化剂具有中毒失活、受热易分解、 遇水易分解等问题, 如果催化剂无法循环利用, 会导致己二腈生产成本过高。而丁二烯直接氢氰化法采用氢氰酸作为生产原料,反应结束后物流中仍有少量氢氰酸,因为氢氰酸剧毒性,会导致催化剂中毒失活。氢氰酸去除、避免液相氢氰酸长时间高温下聚合、避免氢氰酸聚合后对管路及设备造成堵塞是主要需要考虑的问题。而催化剂遇

27、水易水解的特性,更需要对生产原料水分进行严格控制。 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 图 7:丁二烯直接氢氰化生产己二腈 资料来源:中国化工报,中信证券研究部绘制 己二腈和其他戊烯腈混合液的精馏提纯:己二腈和其他戊烯腈混合液的精馏提纯:丁二烯直接氢氰化法的生产工艺分为三部分:一级氢氰化、异构化、二级氢氰化。对己二腈的精馏提纯,工业化生产中,二级氢氰化反应物流体系产物同系物较多、沸点接近、体系相对复杂,分离提纯难度非常大,对反应和分离的设备要求非常高。 表 2:己二腈生产过程原料产物及各副产物沸点 物质 标准沸点

28、C AND(己二腈) 295 HCN 25.7 1,3-丁二烯(BD) 0.96 3-PN 144 4-PN 140 2M3BN 117 MGN 266 C9 腈 229 催化剂配体 360 ESN 264 2-PN 127.5 2M2BN 124 资料来源:化工市场信息微信公众号,中信证券研究部 氢氰酸合成的纯度和生产:氢氰酸合成的纯度和生产:氢氰酸是剧毒品,运输困难。丁二烯直接氢氰化合成己二腈需要有配套氢氰酸生产装置,目前高纯度的氢氰酸生产仍有难度,如何获取低成本高纯度的氢氰酸是另一大技术难题。 表 3:氢氰酸生产工艺路线 工艺路线 原料 优点 缺点 丙烯腈副产法 - 设备简单、成本低 建

29、设、生产受丙烯腈制约 甲醇氨氧化法 液氨、甲醇、空气 原料易得、能耗低、成本低 产品质量难控制 安氏法 氨气、甲烷、空气 工艺成熟、能耗低 收率低、成本高、甲烷受供应链制约 轻油裂解法 液氨、轻油、石油焦 原料易得、成本低 能耗高、污染严重 资料来源:化工市场信息微信公众号,中信证券研究部 (2)丙烯腈电解二聚法中,影响己二腈选择性和电流效率的因素丙烯腈电解二聚法中,影响己二腈选择性和电流效率的因素较多较多,如丙烯腈浓度、电解液配方、温度、腐蚀控制等。且丙烯腈生产方法成本较高且丙烯腈生产方法成本较高,根据化工孵化微信公众号测算,丙烯腈电解法合成己二腈 10 万吨/年工业化生产装置,以每台电解槽

30、设计产量400-500 吨/年计算, 整套装置需要 200 台以上的电解槽,每吨己二腈产品消耗原料丙烯腈量约 1.15 吨,消耗电量为 3500kw/h。算上电解液、滴加液、电耗在内,即使丙烯腈市场 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 价格降到 10000 元左右,己二腈生产成本将达到 14000 元/吨。 表 4:丙烯腈技术难点 项目 技术难点 反应过程 丙烯腈沸点为 77,易挥发,反应过高会导致丙烯腈流失,但己二腈选择性随着温度升高反而增加 电解液 电解液含有未反应的丙烯腈和副产的丙腈,它们难与己二腈分离 氢

31、气影响 由于电极距离较近,一旦发生腐蚀会引起析氢反应,影响己二腈产率和电流效率,且氢气浓度过高极易发生爆炸。 资料来源:化工市场信息微信公众号,中信证券研究部 技术难度高导致技术难度高导致国内国内己二腈生产在过去是“卡脖子”领域。己二腈生产在过去是“卡脖子”领域。己二腈的生产技术难点较多, 且在生产环节中需要注重众多安全问题, 故己二腈的生产作为海外对国内的 “卡脖子”技术,在过去很长一段时间内一直被海外企业控制。 己二腈己二腈的的海外供给:海外供给:由四个世界级工厂控制由四个世界级工厂控制 海外己二腈的生产地区主要位于美国与欧洲,日本旭化成也有少量产量,而四家工厂的己二腈制造方法以丙烯腈路线

32、和丁二烯路线为主,根据,根据 CHEManager、Plasteurope等的数据,等的数据,当前己二腈海外产能在 210 万吨左右,根据各公司投产计划,在 2022 年预计达到 270 万吨左右。 目前己二腈主要产能由三家公司(奥升德、英威达、巴斯夫)的四个工厂掌握,其中目前己二腈主要产能由三家公司(奥升德、英威达、巴斯夫)的四个工厂掌握,其中巴斯夫产能主要来自和英威达共同持有的法国世界级工厂巴斯夫产能主要来自和英威达共同持有的法国世界级工厂 Butachimie。 根据Butachimie官网, Butachimie由英威达与巴斯夫各持有50%股份 (巴斯夫于2019年通过收购索尔维 50

33、%股权入股) ,当前产能为 62 万吨/年。 奥升德 2020 年在美国阿拉巴马州迪凯特工厂已有 40 万吨/年己二腈产能,并耗资 1.75 亿美元建设 9 万吨/年的尼龙中间体工厂和热电联产装置,规划 2022 年将增产己二腈 18 万吨/年,预计 2022 年奥升德己二腈总产能为 58 万吨/年。 英威达在美国德克萨斯拥有两座己二腈工厂,当前产能共 103.3 万吨。同时,英威达计划 2022 年在上海增加 40 万吨/年的产能,且最高可优化至 47 万吨/年,该项目预计在2022 年投产。 表 5:海外己二腈主要供应商及产能 公司名 地点 制造方法 当前产能 2022E 奥升德 美国阿拉

34、巴马 丙烯腈路线 40 万吨 58 万吨 英威达 美国德克萨斯 (两座工厂) 丁二烯路线 103.3 万吨 143.3 万吨 Butachimie(巴斯夫+英威达合资) 法国沙朗佩 丁二烯路线 62 万吨 62 万吨 旭化成 日本延岗 丙烯腈路线 4.3 万吨 4.3 万吨 资料来源:CHEManager,Plasteurope,Floor Daily,Puworld,各公司官网,中信证券研究部 全球曾经出现尼龙全球曾经出现尼龙 66 短缺现象,主要源自于己二腈的短缺短缺现象,主要源自于己二腈的短缺,进一步验证了,进一步验证了己二腈己二腈具具备供给瓶颈备供给瓶颈。2018 年 7 月 10 日

35、,全球最大的一体化尼龙 66 生产商奥升德对外宣布,其在彭萨科拉的工厂遭遇火灾,导致聚合装置运作中断,公司旗下所有聚合物、化合物和工业丝供应受到影响。 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 当时奥升德己二腈产能约 50.5 万吨/年,占全球总产能约 29.5%;尼龙 66 产能约 56万吨,占全球总产能约 18.7%。在这之前,巴斯夫己二胺原料供应商英力士丙烯腈装置也遭遇不可抗力停产。由于英力士一套 28 万吨/年和一套 10 万吨/年的丙烯腈装置故障引发停产数周, 奥升德装置起火导致短期内尼龙 66盐及下游尼龙6

36、6切片、 工业丝等产量下降,造成下游供应短缺,带来产品价格上涨。 根据 Plastics Technology 报道, 2019 年全球尼龙 66 供需紧缩主要与关键原料己二腈供应紧张有关,并且供应限制持续到 2020 年。 己二腈己二腈的国内供给:努力推进己二腈国产化,解决“卡脖子”项目的国内供给:努力推进己二腈国产化,解决“卡脖子”项目 目前国内己二腈产能较低,多数依赖进口,主要源自于技术突破难度,需要具备技术实力的企业进行研发及资金的投入。目前国内已有多家企业准备陆续投产己二腈,缓解产能供应瓶颈及依赖进口的现状。随着随着国内国内己二腈项目逐渐上线投产,预计全国总产能可达己二腈项目逐渐上线

37、投产,预计全国总产能可达250 万吨(含海外企业在国内的投产) ,万吨(含海外企业在国内的投产) ,且且生产模式主要为丁二烯法和己二酸法。生产模式主要为丁二烯法和己二酸法。由于多数产能仍在签约和规划阶段,考虑到国内尼龙 66 对己二腈的需求约在 200 万吨(中国石油和化学工业联合会预测) ,尽管未来国内己二腈总产能或能覆盖尽管未来国内己二腈总产能或能覆盖总总需求,但需求,但 2022 年投产年投产的的己二腈产能仍然过低(己二腈产能仍然过低(72 万吨左右) ,产能集中释放万吨左右) ,产能集中释放预计预计将在将在 2023 年。年。 表 6:己二腈国内在建产能情况 企业名称 地区 规划生产产

38、能 生产工艺 注释 英威达尼龙化工(中国)有限公司 上海 47 万吨 丁二烯法 预计 2022 年正式投产 天辰齐翔新材料有限公司(中国化学) 山东 60 万吨 丁二烯法 一期为年产 20 万吨己二腈项目 (2022 年 4 月投产)经流程优化后最大产能预计可提升至年产 30 万吨,二期预计 2022 年启动 华峰集团(重庆) 重庆 30 万吨 己二酸法 一期 5 万吨己二腈已建成投产,2023 年底规划建设 30 万吨己二腈装置。 福建永荣科技控股集团 福建 30 万吨 - 总投资 165 亿元,打造己二腈一体化项目,规划 2023 年基本建成,具体信息暂未公开 河北富海润泽化工有限公司 河

39、北 30 万吨 - 环评公示阶段,具体信息暂未公开 河南神马艾迪安化工有限公司 河南 20 万吨 丁二烯法 一期 5 万吨/年,总 20 万吨/年。预计 2022 年投料试车。 曙光集团 安徽 10 万吨 丁二烯法 一期建设年产 10 万吨己二腈,条件成熟后建设二期项目 湖北三宁化工 湖北 10 万吨 己二酸法 计划 2023 年投产 河南峡光高分子材料有限公司 河南 10 万吨 己二酸法 5 万吨 2020 年四季度开工,预计在“十四五”内建成,总规划建设年产 10 万吨己二腈。 鞍山七彩化学股份有限公司 山东 2 万吨 与丁二腈共线生产 规划与丁二腈共线生产,根据市场情况适时调配产能利用率

40、 陕西泰丰盛合事业发展有限公司 宁夏 - 丁二烯法 已完成 500 吨/年中试,举行签约仪式,总投资100亿元的己二腈及下游高端新材料项目落户宁东。 阳煤集团 山西 0.1 万吨 丁二烯法 年产 1000 吨己二腈中试装置 重庆紫光化工 重庆 0.025 万吨 电解二聚法 15 年完成 250 吨/年中试,后无陆续消息 南京诚志清洁能源 南京 0.3 万吨 煤基己二腈 与中科院合作,拟先期建成 3000 吨/年工程示范装置 新和成 山东 0.011 万吨 丁二烯法 已在中试阶段 资料来源:各公司公告、微信公众号或官网,中信证券研究部 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告

41、2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 己二腈至尼龙己二腈至尼龙 66 生产链生产链 己二腈己二腈 90%以上以上被氢化成被氢化成 1,6-二氨基己烷(己二胺)来生产尼龙二氨基己烷(己二胺)来生产尼龙 66,己二腈在较低温度、较低压力、稀释剂和催化剂存在的前提下,加氢反应生成己二胺。 图 8:己二腈氢化为己二胺化学方程式 资料来源:R. Rulkens 和 C. Koning Polymer Science: A Comprehensive Reference 生成己二胺目前有两种方法,一种为高压法一种为低压法,两种方法的相同点是都采用循环加氢工艺流程,由于所选用的催化剂种类

42、不同,高压法与低压法所选用的反应压力与反应温度不同。 表 7:己二胺两种生产方法对比 企业名称 高压法 低压法 催化剂 铁系、钴-铜为主 骨架镍、负载型镍基 反应压力 60MPa65MPa 1.8MPa 3.0MPa 反应温度 100135 60100 设备投资 较高 较低 安全性要求 较高 较低 反应条件 苛刻 一般 资料来源:6chem,中信证券研究部 高压法的选择性达到 90%95%, 但高压法反应条件比较苛刻, 操作安全性要求较高,设备投资较大,适合于单套装置 10 万 t/a 以上的规模。美国杜邦公司采用高压法工艺,但因低压法的反应温度、压力较低,安全性能较好,目前世界上生产己二胺的

43、主导工艺路线是低压法生产工艺。目前,河南神马尼龙化工有限公司采用日本旭化成的低压法工艺。 己二腈在制成己二胺后,再生成尼龙 66,尼龙 66 是两种起始材料己二胺和己二酸的最终组合,在压力和热量下,它们结合形成称为聚合物的链。 制成尼龙 66,需要己二酸和六亚甲基二胺(己二胺) 。为制造己二胺,首先需要制造己二腈作为关键成分。通过利用催化剂将己二腈氢化成己二胺(尼龙 66 中的第一个六碳分子)来制造己二胺。之后将己二胺与己二酸或尼龙 66 中的下一个六碳分子混合,在水中形成盐溶液。盐溶液经受高温和高压排出水后,熔融的聚酰胺链延长和加强。最后,将这些熔融的聚酰胺挤出到冷水槽中进行固化,接着被送到

44、切割机加工成尼龙 66 颗粒。 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 图 9:尼龙 66 的工艺流程 资料来源:屠庆华己二腈行业现状及发展趋势分析,中信证券研究部绘制 需求:尼龙需求:尼龙 66 难以替代,使用渗透率不断提升难以替代,使用渗透率不断提升 尼龙尼龙 66 具备优异性能,下游应用广阔具备优异性能,下游应用广阔 尼龙 66(聚酰胺)是己二腈的主要终端产品,是一种主要的高性能工程热塑性塑料,具有多重性能优势。 尼龙尼龙 66 具有机械强度高、具有机械强度高、耐疲劳、耐疲劳、耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀、绝缘性、

45、纤维弹性、密度低、绝缘性、纤维弹性、密度低等特等特性性。其下游应用主要分为纤维领域和工程塑料领域。主要分为纤维领域和工程塑料领域。纤维领域的尼龙 66 主要用于生产民用丝、工业丝等,包括制作针织品、轮胎帘子线、滤布、绳索、鱼网等;工程塑料领域的尼龙 66 常用于生产强度高、耐磨、自润滑性优良的各种高档汽车部件、机械部件、电子电器、包装材料等。尼龙 66 在工程塑料领域应用占比更高,达 49%,其中最大的消费市场为汽车用工程塑料。未来随着全球汽车轻量化的发展和下游客户降本的需求,尼龙 66在工程塑料市场的增长大有潜力。 图 10:尼龙 66 的应用领域占比 资料来源:中国石化联合会官网,中信证券

46、研究部 表 8:尼龙 66 部分性能及应用 性能性能 性能优势性能优势 应用范围应用范围 耐疲劳 性能突出 常见的自动扶梯扶手、新型自行车塑料轮圈4%13%34%23%12%14%49%其他民用丝工业丝汽车轨道交通电子电气 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 性能性能 性能优势性能优势 应用范围应用范围 等周期性疲劳应用场合 耐磨性 表面光滑、摩擦系数小、耐磨 作为传动部件使用寿命长 耐腐蚀 十分耐碱和大多数盐液,耐弱酸、机油、汽油、对芳香族化合物呈惰性 可作润滑、燃料等的包装材料 绝缘性 体积电阻很高,耐击穿

47、电压高 干燥环境下,可作工频绝缘材料,及时高湿环境下仍具有良好的电绝缘性 纤维弹性、耐光耐热性 纤维弹性好,耐光耐热性强 用于高档的服装面料和用品,比如羽绒服面料、地毯、户外用品等 重量 重量轻,可代替金属材料 用于汽车各个部件,大大降低汽车的重量,节省能源,降低成本 资料来源:意伯联化工微信公众号,工程塑料应用微信公众号,中信证券研究部 尼龙尼龙 66 难以全方位替代,现今价格具备性价比难以全方位替代,现今价格具备性价比 与尼龙 66 最为接近的材料为尼龙 6。在民用领域,尼龙 66 与尼龙 6 的用途相似,一些国家如美国长期以尼龙 66 为主,而其他一些国家如日本长期以尼龙 6 为主。但在

48、工业领域, 特别是轮胎等领域, 尼龙 66 由于其耐温性能而具有更大的发展潜力。 相较于尼龙 6,尼龙 66 的各项性能更优,但尼龙 66 在供应端生产难度更高。 表 9:尼龙 66 与尼龙 6 性能对比 性能性能 尼龙尼龙 66 尼龙尼龙 6 最高短期使用温度 240C 200C 抗长期热老化 非常好 非常好 GF30 树脂密度,g/cm3 1.36 1.36 干燥条件下机械强度 完美 完美 特定条件下机械强度 非常好 好 耐高温强度 完美 好 抗蠕变强度 非常好 合格 耐冲击 完美 完美 抗疲劳强度 非常好 好 尺寸稳定性 好 合格 燃料和耐化学性 完美 完美 耐水解能力 完美 合格 示氧

49、值 非常好 好 FR 添加剂获得 V-O 的效率 非常好 好 摩擦磨损性能 非常好 合格 资料来源:INVISTA,中信证券研究部 在尼龙 66 的前五大替代材料中,除尼龙 6 外,其他替代方案虽在某些方面较尼龙 66有一定优势,但劣势也不可忽视,且每一种替代方式只能适用于不同下游行业使用特性,而不能全方位替代尼龙 66。 表 10:其他可替代方案与尼龙 66 对比 材料材料 较尼龙较尼龙 66 优势优势 较尼龙较尼龙 66 劣势劣势 回收材料(尼龙 6、尼龙 66) 更具成本效益 仅提供深色材料 可持续性 较低的机械性能 高达 50%PCR 和 100%PIR 回收困难,区域可用性/定价困难

50、 使用尼龙 6、尼龙 66 混合物 根据应用需求进行优化 较低的耐温性 对两种尼龙特性平衡 较高吸湿性 减少对单一供应链依赖 降低尺寸稳定性 PBT 塑胶 更好的电气性能 高比重 工程服务行业己二腈工程服务行业己二腈行业行业专题报告专题报告2022.5.12 请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 材料材料 较尼龙较尼龙 66 优势优势 较尼龙较尼龙 66 劣势劣势 更低的吸水率 耐水解性低 良好的尺寸稳定性 耐温性低 聚丙烯 更低的比重 较低的耐温性 更具成本效益 较低的刚度(弹性模量) 不吸水 耐磨性差 资料来源:TEKNOR APEX,中信证券研究部 比如,在可燃性方面,尼龙 66 的

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