陳科宇，楊 哲，陳鳳壯，李劍光，陳永利，周乃武

(1 中海石油化學(xué)股份有限公司，北京 100029；2 海洋石油富島化工有限公司，海南 東方 572600)

甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一種重要的化學(xué)品及化工原料，主要是是作為單體用于生產(chǎn)聚合物，主要用于生產(chǎn)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯加工抗沖助劑丙烯酸酯類共聚物(ACR)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)，以及用作腈綸第二單體等領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)學(xué)、建筑、紡織、電子電氣、涂料等諸多行業(yè)，可作為航空航天、電子信息、光導(dǎo)纖維、光學(xué)鏡片、機(jī)器人等高端材料的基礎(chǔ)原料[1]。

1 世界甲基丙烯酸甲酯的供需現(xiàn)狀及發(fā)展前景

1.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

2021年，全球甲基丙烯酸甲酯(MMA)產(chǎn)能約557.2萬噸/年，產(chǎn)量約460萬噸，裝置平均開工率約為83%。按區(qū)域分，全球MMA生產(chǎn)主要集中在東北亞、北美、西歐和東南亞地區(qū)。按生產(chǎn)企業(yè)分，全球最大的MMA生產(chǎn)企業(yè)視日本三菱集團(tuán)，產(chǎn)能151萬噸/年，占世界總產(chǎn)能的27.1%，其次是安宏資本(Advent International)旗下的羅姆公司，產(chǎn)能60萬噸/年，日本住友化學(xué)集團(tuán)位列第三，產(chǎn)能52.1萬噸/年，美國(guó)陶氏化學(xué)公司位列第四，產(chǎn)能46萬噸/年。全球MMA行業(yè)集中度較高，2021年排前四的企業(yè)產(chǎn)能約占全球MMA總產(chǎn)能的55%。

表1 2021年全球甲基丙烯酸甲酯產(chǎn)能分布情況Table 1 Distribution of global methyl methacrylate production capacity in 2021 (萬噸/年)

續(xù)表1

1.2 消費(fèi)現(xiàn)狀及發(fā)展前景

近年來，全球甲基丙烯酸甲酯市場(chǎng)供需穩(wěn)步增長(zhǎng)，2021年表觀消費(fèi)量約460萬噸。三菱麗陽、羅姆化學(xué)、住友化學(xué)等世界MMA主要生廠商均擁有自己的下游聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)生產(chǎn)線，產(chǎn)業(yè)上下游一體化發(fā)展。

2020年跨境貿(mào)易量為116.6萬噸。其中，中國(guó)、荷蘭及馬來西亞是MMA主要進(jìn)口國(guó)家，占全球總貿(mào)易量約43%。沙特阿拉伯、新加坡和美國(guó)是MMA主要出口國(guó)家，占全球總貿(mào)易量約41%。

中國(guó)大陸是“十四五”期間世界甲基丙烯酸甲酯產(chǎn)能增長(zhǎng)最為迅速的地區(qū)。預(yù)計(jì)到2025 年，全球甲基丙烯酸甲酯產(chǎn)能約700萬噸/年。其中，安宏資本旗下的羅姆化學(xué)和OQ Chemicals于2022年11月在美國(guó)德克薩斯州海灣城的生產(chǎn)基地正式啟動(dòng)了產(chǎn)能25萬噸/年的世界級(jí)甲基丙烯酸甲酯工廠，預(yù)計(jì)2024年初建成。

2 我國(guó)甲基丙烯酸甲酯的供需現(xiàn)狀及發(fā)展前景

2.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)共有15家甲基丙烯酸甲酯工廠，江蘇斯?fàn)柊钗涣械谝唬a(chǎn)能達(dá)到25.5萬噸/年。MMA行業(yè)集中度較高，其中產(chǎn)能排名前四的企業(yè)占全國(guó)總產(chǎn)能的比例約為46%。

2021年，隨著浙江石油化工二期9萬噸/年、山東宏旭化學(xué)5萬噸/年、江蘇斯?fàn)柊钊?.5萬噸/年和利華益集團(tuán)10萬噸/年等多套MMA裝置建成投產(chǎn)，我國(guó)甲MMA產(chǎn)能達(dá)到 190萬噸/年，全年產(chǎn)量110.8萬噸，扣除2021年底投產(chǎn)的MMA新增的18.5萬噸/年產(chǎn)能，國(guó)內(nèi)全年實(shí)際開工率約65%。

國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯供需情況分區(qū)域看，2021年華東地區(qū)MMA產(chǎn)能121萬噸/年，占比約64%；東北地區(qū)27.5萬噸/年，占比約14%，西南地區(qū)22.5萬噸/年，占比約12%，華北地區(qū)10萬噸/年，占比約5%。華南地區(qū)9萬噸/年，占比約5%。

2.2 消費(fèi)現(xiàn)狀及進(jìn)出口情況

國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯消費(fèi)基本保持穩(wěn)定，2021年表觀消費(fèi)量約為105.8萬噸，較去年略有下降。隨著國(guó)內(nèi)MMA新增產(chǎn)能的陸續(xù)投產(chǎn)，行業(yè)已開始進(jìn)入產(chǎn)能過剩階段，具體表現(xiàn)為我國(guó)甲基丙烯酸甲酯進(jìn)口下滑，出口快速增加。2021年國(guó)內(nèi)MMA進(jìn)口量12.9萬噸，出口量17.9萬噸，中國(guó)MMA產(chǎn)品開始由凈進(jìn)口轉(zhuǎn)為凈出口，全年凈出口量4.9萬噸。

表2 2021年國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯產(chǎn)能分布情況(單位：萬噸/年)Table 2 Distribution of domestic methyl methacrylate production capacity in 2021

表3 2021年國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯消費(fèi)及進(jìn)出口情況Table 3 Domestic consumption， import and export of methyl methacrylate in 2021 (萬噸/年)

2.3 市場(chǎng)價(jià)格

我國(guó)甲基丙烯酸甲酯裝置主要以丙酮和氫氰酸為原料，氫氰酸主要為丙烯腈裝置副產(chǎn)品，丙酮價(jià)格直接影響甲基丙烯酸甲酯生產(chǎn)成本以及產(chǎn)品銷售價(jià)格。國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯價(jià)格與丙酮價(jià)格基本保持正相關(guān)。

2011年以來的大部分時(shí)間國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯價(jià)格在10000～16000元/噸之間波動(dòng)，甲基丙烯酸甲酯2012-2021年十年均價(jià)約為14770元/噸。

數(shù)據(jù)源自Wind資訊圖1 2011.01-2022.11國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯與丙酮價(jià)格走勢(shì)圖Fig.1 Price trend of methyl methacrylate and acetone in China from 2011.01-2022.11

2020年因新冠疫情的影響，國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯價(jià)格一度跌至7000元/噸以下，2021年隨著國(guó)內(nèi)需求的穩(wěn)步增加及原料價(jià)格上漲，中國(guó)甲基丙烯酸甲酯市場(chǎng)價(jià)格震蕩上行，全年均價(jià)13100元/噸。2022年前十個(gè)月，由于全球經(jīng)濟(jì)低迷，甲基丙烯酸甲酯需求疲軟，平均價(jià)格回落至12100元/噸。

根據(jù)萬得(Wind)資訊2011年1月至2022年10月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，甲基丙烯酸甲酯和丙酮的平均價(jià)格差在8000元/噸以上，有力支撐整個(gè)甲基丙烯酸甲酯產(chǎn)業(yè)的的良性發(fā)展。

2.4 主要下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展

國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯傳統(tǒng)下游需求主要在聚甲基丙烯酸甲酯粒子和板材、塑料加工助劑、涂料油墨樹脂、膠黏劑等行業(yè)，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步復(fù)蘇，甲基丙烯酸甲酯下游行業(yè)整體生產(chǎn)運(yùn)行均保持穩(wěn)定狀態(tài)。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗稱有機(jī)玻璃。由于PMMA質(zhì)量比較輕、易加工成型、透光率高、表面光澤度好、耐化學(xué)性和耐候性較好、具有電絕緣性和良好的生物相容性，在汽車、航空航天、建筑業(yè)、通信多媒體、 醫(yī)用等行業(yè)有廣泛用途[2]。2021年P(guān)MMA生產(chǎn)需求約占MMA下游消費(fèi)比例的64%，是MMA最主要的下游消費(fèi)領(lǐng)域，也是未來MMA需求增長(zhǎng)的主要領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)PMMA市場(chǎng)結(jié)構(gòu)性短缺，通用牌號(hào)產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口，而且普通牌號(hào)PMMA制品還面臨著聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)等相關(guān)替代產(chǎn)品的激烈競(jìng)爭(zhēng)，都些加劇國(guó)內(nèi)PMMA行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。2019-2021年，國(guó)內(nèi)PMMA進(jìn)口量均在20萬噸/年以上，對(duì)外依存度達(dá)到40%以上，PMMA技術(shù)亟需向高端突破。

2.5 產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景

“十四五”時(shí)期是我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)尋求創(chuàng)新突破，進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的階段，PMMA等化工新材料將成為企業(yè)青睞的產(chǎn)品方向，這有力地推動(dòng)了近幾年國(guó)內(nèi)MMA產(chǎn)能的擴(kuò)張。2022年國(guó)內(nèi)主要新增產(chǎn)能包括江蘇健坤15萬噸/年、遼寧金發(fā)新材料 10萬噸/年、中海石油化學(xué)7萬噸/年等。預(yù)計(jì)到2022年底，國(guó)內(nèi)MMA產(chǎn)能將達(dá)到228萬噸/年，“十四五”期末將超過300萬噸/年。

表4 2022-2025年國(guó)內(nèi)甲基丙烯酸甲酯新增產(chǎn)能預(yù)測(cè)Table 4 Prediction of domestic methyl methacrylate capacity increase from 2022 to 2025

3 結(jié) 語

(1)不斷提高現(xiàn)有甲基丙烯酸甲酯裝置工藝技術(shù)與安全生產(chǎn)管理水平。傳統(tǒng)ACH法采用劇毒氫氰酸原料及強(qiáng)酸強(qiáng)堿介質(zhì)，且生產(chǎn)每噸MMA約產(chǎn)生含氰廢渣1.5噸，難降解廢水15噸。生產(chǎn)企業(yè)需要持續(xù)優(yōu)化現(xiàn)有ACH法生產(chǎn)工藝，降低MMA生產(chǎn)消耗、裝置能耗和三廢排放，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

(2)發(fā)展甲基丙烯酸甲酯下游產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)上下游一體化優(yōu)勢(shì)，積極開拓甲基丙烯酸甲酯下游產(chǎn)品應(yīng)用新領(lǐng)域，提高M(jìn)MA下游聚合物的產(chǎn)品質(zhì)量。PMMA未來發(fā)展機(jī)遇主要在國(guó)內(nèi)供應(yīng)缺口較大的光學(xué)級(jí)產(chǎn)品領(lǐng)域，PMMA高性能光學(xué)級(jí)液晶材料主要應(yīng)用在生產(chǎn)液晶顯示器所用的導(dǎo)光板、光纖材料、太陽能光伏電池等高端市場(chǎng)，目前只有德國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣少數(shù)幾家企業(yè)生產(chǎn)。通過自主創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)萬華化學(xué)、蘇州雙象已取得MMA聚合技術(shù)的突破，未來提高PMMA產(chǎn)品質(zhì)量，向高端化進(jìn)軍成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

(3)持續(xù)開展技術(shù)創(chuàng)新，積極開發(fā)甲基丙烯酸甲酯新技術(shù)、新工藝，并加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，促進(jìn)甲基丙烯酸甲酯產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展。經(jīng)過近百年的發(fā)展，MMA的合成方法主要有丙酮氰醇法(ACH法)、異丁烯法及乙烯法[3]。我國(guó)企業(yè)主要采用ACH法生產(chǎn)MMA，但傳統(tǒng)的ACH工藝受氫氰酸原料供應(yīng)和酸腐蝕問題影響較大，加上目前國(guó)內(nèi)環(huán)保政策日趨嚴(yán)厲，國(guó)家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019版)》中，“丙酮氰醇法制甲基丙烯酸甲酯”被列為限制類，政府會(huì)強(qiáng)化對(duì)丙酮氰醇裝置的環(huán)境治理和規(guī)范化監(jiān)管，ACH法生產(chǎn)MMA將受到很大制約[4-5]。生產(chǎn)綠色高效且具有高附加值的MMA，打破國(guó)外對(duì)于該類產(chǎn)品的壟斷，對(duì)于我國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義[6]。近幾年，我國(guó)在MMA綠色合成技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化方面也取得了進(jìn)步，中科院大連化物所、青島三力、清華大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的納米金催化甲基丙烯醛一步法氧化酯化制MMA新技術(shù)，開拓了MMA合成的新途徑，將有效彌補(bǔ)我國(guó)MMA生產(chǎn)工藝水平落后現(xiàn)狀，具有很好的應(yīng)用前景[7]。2022年7月，河南能源化工集團(tuán)采用與中科院過程工程研究所聯(lián)合開發(fā)的“離子液體催化乙烯—合成氣制MMA成套技術(shù)”[8]，建設(shè)5萬噸/年國(guó)內(nèi)首套新型離子液體催化乙烯法制MMA項(xiàng)目正式開工。