4.1主要应用领域及用途

二甲基甲酰胺英文名字N,N-Dimethyl formamide（DMF），分子式C3H7NO，分子量73.10。熔点-61℃，沸点152.8℃，相对密度0.9445（25/4℃），折射率1.4269，闪点56.6℃，自燃点445℃。25℃的蒸气压为0.493kPa。二甲基甲酰胺（DMF）是一种沸点高、凝固点低、化学和热稳定性好的优良有机溶剂，与水、醚、酯、氯代烃、芳烃等能以任意比例混溶，而且可以提高许多化学反应的速度，是重要的化工原料和农药、医药中间体，也是性能优良的溶剂和气体吸收剂，广泛应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、染料、电子等行业。在聚氨酯行业中作为洗涤固化剂，主要用于合成革生产；在医药行业中作为合成药物中间体，广泛用于制取头孢菌素、强力霉素、可的松、磺胺类药品的生产；在腈纶行业中作为溶剂，主要用于腈纶的纺丝生产；在农药行业中用于合成高效低毒农药杀虫剂；在染料行业作为染料溶剂；在电子行业作为镀锡零部件的淬火及电路板的清洗等；其它行业包括危险气体的载体、药品结晶用溶剂、粘合剂等。 

甲胺/DMF项目市场潜力巨大、经济效益好，而且是理想的氨和合成气下游产品。甲胺/DMF项目符合国家环保产业，能够促进国内DMF下业的快速发展，满足国内外市场日益增长的需要。 

根据《产业结构调整目录》（2005年），本建项目属国家鼓励类。

重庆富源化工股份有限公司现有15万吨/年合成氨装置、12万吨/年铵装置、6万吨钠/亚钠装置、4000吨/年吗啉装置。公司所在的垫江县年产30亿立方米天然气，其中90%输出到其他地区。重庆市已经批准重庆富源化工股份有限公司发展天然气化工产业。重庆富源化工股份有限公司有充足的液氨和天然气资源、有支持发展甲胺/DMF项目。因此建议重庆富源化工股份有限公司建设17.5万吨/年甲胺及20万吨DMF项目，与巴斯夫的40万吨/年MDI配套。 

4.2国内外产业现状

4.2.1 国外生产状况

2004年国外总产能约为52.8万吨/年，开工率约62%；2009年产能下降为43.9万吨/年，开工率40.4%。很多工厂小型工厂被关闭了，如加拿大 Chinook Group Limited 的1.2万吨/年DMF装置于2004年末停产；墨西哥塞拉尼斯的6000吨/年装置于2007年初停产；三菱人造丝（丽阳）于2007年4月关闭了在Yokohama的3.1万吨/年装置。

在此期间新投产的只有沙特的6万吨/年工厂。2009年国外主要生产商见表4-1。

表4-1  2009年国外DMF主要生产企业及产能情况  

表4-2  国外DMF产量    万吨

   我国DMF生产晚发展快， 20世纪80年代随着我国染料、农药、医药和石油化工的快速发展，DMF的生产引起了许多厂家的关注，先后建设了十余套千吨级的生产装置，其中很多用西南化工研究院的技术。90年代后期美国ATT一氧化碳一步法技术开始进入中国。受聚氨酯工业的快速发展推动，2002年开始我国DMF产业开始了飞速发展，2007年开始中国由DMF净进口国成为DMF净出口国。

到2006年底中国DMF年产能已达到全球产能的50%。成为世界上生产能力和产量最大的国家。相应地，其他国家和地区很多DMF工厂关闭了。2010年底中国DMF总产能已占世界的68.9%，而且还有很多新项目在建设中或规划中。目前全球现有产能已经可以满足2020年需求，中国DMF的产能也出现过剩，优胜劣汰必不可免，一些小型的工厂将关闭。在国外平均开工率仅40%，国内平均开工率也只有60%左右的情况下，华鲁恒升和浙江江山的开工率能达到90%以上，规模是重要因素。目前，新建的DMF项目规模基本都在10万吨/年以上。目前我国DMF主要生产企业见表4-4，新建计划见表4-5。预计2015年我国DMF总产能将达到155万吨/年，2010~2015期间年均增长9.78%。

中国目前DMF生产集中在华东地区。2010年华东地区产能占全国总产能的69.1%，华中占18.5%，华北占10.8%。预计到2015年华东地区产能占全国总产能的56.1%，西南地区从0增长到19.4%，华中占11.6%，华北和西北各占6.45%。到2010年底，重庆及其周边省份没有DMF生产厂，距离最近的应该是河南骏化和安徽淮化。在重庆建设一个上规模的DMF项目来配套巴斯夫的MDI项目是迫在眉睫。

表4-3   中国DMF生产情况    万吨

    预计2015年全国DMF产量为80万吨，平均开工率为51.6%，竞争将非常激烈。2010~2015期间年均增长5.6%。

4.3 国内外市场现状

4.3.1 全球市场状况

2009年国外DMF消费量22.7万吨，大部分用作溶剂，全球消费量为74万吨左右。前3大进口国和地区为日本、印度、中国省，合计占全球的63%。中国和韩国是最大出口国，分别占53%和27%。主要国家和地区2009年消费量见表4-6，各主要消费国年度消费量变化见表4-7。

表4-6   2009年主要国家和地区消费量   万吨

    全球来看，DMF已经供过于求。按照国外相关机构的估算，2010年底的产能已经足以满足到2020年的世界需求增长而且绰绰有余。需求增长的动力要看电子及合成/人造革领域。经过多年发展，合成革/人造革技术与市场在西方国家已经过了成熟阶段并走向衰弱，生产和市场都在向低劳动成本国家，如中国转移。目前中国已经占全球合成/人造革的约65%份额。

     关于DMF的消费结构，各国大不相同。

在美国，多数DMF用作溶剂。美国比较注意回收和循环使用，形成的消费基本上是补充损失。

在医药方面，DMF用作头孢菌素的萃取溶剂以及其他医药合成的溶剂。在这方面，预计美国的消费量在未来几年不会有大的变化。因为有的药物产量增长但有的药物市场转向海外，互相抵消。

电子工业，美国用DMF作环氧树脂催化剂的溶剂，这类催化剂也用于印刷电路板制造。

在美国，消耗于聚氨酯表面涂料和合成革产品生产的DMF量很小。DMF用于帮助凝聚水性聚氨酯分散体中的胶体粒子。在美国，2009-2015期间DMF在聚氨酯表面涂料中的消费预计以2.5%-3.5%的速度增长。DMF在合成革中的消费保持不变。

    丁二烯抽提工艺消费一定的DMF，预计2009-2015期间美国在这方面的消费每年增长1-2%。

    其他  用作聚酰亚胺、光纤增白剂、半渗透膜、农药制剂等的溶剂。

美国、西欧、日本及韩国的DMF消费结构参考表4-9、4-10、4-11、4-12。

表4-9   美国DMF消费结构变化及预测   万吨

由上述四个表的数据可见，美国和西欧的消费结构比较接近，而日本和韩国相似。

4.3.2 国内市场状况

2005~2009年期间，中国DMF消费年均增长6.84%，按国外机构的预测，2009~2015年中国DMF消费增长率将下降为3.5%。而我们预测中国在此期间的消费增长率将为4.33%,

中国是世界最大的合成革生产与消费者。DMF用作聚氨酯合成革浆料的溶剂，而浆料涂布在纺织物上（尼龙、棉花、聚酯、无纺布）以制造聚氨酯合成革。平均来看，干法加工的聚氨酯浆料含30-35%（重量）的DMF，湿法含70-75%。聚氨酯合成革通常用于鞋、涂料、油漆、衬衣、包装袋等。在中国，超过80%的DMF消费在合成革上，其中，有50％的市场需求来源于箱包制鞋业发展迅速的华东地区，尤其是浙江省。温州地区是国内最大的DMF市场。DMF需求的变化与聚氨酯合成革或者说聚氨酯浆料的市场变化休戚相关。

4.3.2.1 国内聚氨酯浆料及合成革市场状况

我国聚氨酯工业经过近10年的高速发展，产业布局已基本形成。其中，以上海为中心的长三角地区和以烟台为中心的环渤海地区（包括津冀鲁辽）是目前国内聚氨酯产业最发达的地区，已成为我国两大原材料产业基地。环渤海地区聚氨酯原材料产业带的形成，将辐射并带动东北地区聚氨酯产业的发展，具有重要的意义和作用。 以广州为中心的珠三角是我国聚氨酯产品对外贸易最发达的地区，已经成为聚氨酯下游产品开发应用最发达的地区。随着甘肃聚银TDI装置进一步扩大以及山西TDI、PTMEG以及大型PO装置的建成投产，必将带动我国西北地区聚氨酯生产与应用的发展。此外，随着BASF公司40万吨/年MDI装置的投产，将形成以重庆为中心的西南聚氨酯产业带，带动西南地区聚氨酯产业的应用与发展。

在聚氨酯产品中，合成革浆料和氨纶消耗DMF。氨纶用量极少，而且很多厂家已经用二甲基乙酰胺（DMAC）代替DMF。而合成革浆料主要用于生产各种合成革/人造革。

表4-13   2007～2010年我国聚氨酯(含溶剂)产品消费情况       万吨

根据中国塑料协会人造革合成革专委会的数据，全球人造革合成革需求量处于持续增长之中。2005年全球人造革合成革需求量为25.51亿平方米，到2009年增长到了32.87亿平方米，年复合增长率约为6.54%。

1983 年山东烟台合成革厂（烟台万华）从日本引进了PU合成革的生产技术及设备，开始了我国真正意义上的合成革生产。随着人造革合成革产业中心转移，我国人造革合成革行业取得迅速发展，并一跃成为世界人造革合成革生产大国，产量超过世界总产量的70%。截至2009年底，国内规模以上人造革合成革生产企业约300家，主要集中在浙江、福建、广东、江苏四个省份，占企业总数的84.12%，占全国总产量的77.43%。2005年我国人造革合成革产量约为16亿平方米，到2009年达到23.47亿平方米，年均增长10.07%。由于PU合成革对PVC人造革的替代，PU合成革市场增速高于PVC人造革，达到12.40%，所占比重从2005年的50.13%提高到2009年的54.54%。其中普通PU合成革2005年产量约为5.30亿平方米，到2009年约为7.81亿平方米，年均增长10.18%；生态功能性PU合成革因其良好的功能性和生态环保性，形成对天然皮革和传统PVC人造革的替代，增长更为迅速，2005年产量为2.72亿平方米，2009年增长到4.99亿平方米，年均增速16.41%，比行业整体高6.34%。

我国不但是人造革合成革的生产大国，还是人造革合成革的消费大国。2005和2009年我国人造革合成革表观消费量分别为14.18亿平方米和18.25亿平方米，年均增长6.5%。2009年消费占世界总消费32.87亿平方米的55%。受2008年金融危机影响，我国人造革合成革下业出口萎缩幅度较大，2008年、2009年我国人造革合成革消费增长变缓。

     我国人造革合成革产品出口随下业的发展不断增长。2007年、2008年、2009年我国人造革合成革出口分别为5.45亿平方米、6.91亿平方米、7.23亿平方米。尽管受金融危机影响，2008年、2009年人造革合成革产品出口仍分别保持26.79%、4.63%的增长，其中2009年产品出口量占到行业总产量的30.81%。相对于出口，进口主要集中在高物性、生态环保性合成革产品上，但进口量在逐步缩小。2005年我国人造革合成革产品进口为2.10亿平方米，而到了2009年只有1.12亿平方米，进口量降低46.67%。

    可以看出，2005~2009年中国合成革产量年均增长速度（10%）远高于消费增长速度（6.5%）。原因是其他国家正在逐渐退出合成革生产，生产在向中国转移。

与合成革浆料或者说DMF消费有关的是PU合成革的产量。2005年~2009年中国PU合成革的产量年均增长率12.40%。2007年中国PU合成革产量为10.2亿立方米，2007~2009年均增长率为12.0%，远高于聚氨酯协会发布的同期PU浆料产量增长率---5.8%。一方面是因为PU合成革生产工艺进步，消耗减少；另一方面，生态性PU合成革占的比重日益增大。

我国经济在经历金融危机后，已经进入平稳发展期，但仍然面临着人民币升值、CPI增长过快和通胀等多重压力。经济持续快速发展，将使大量资本投入到极具发展前景的合成革行业，从而导致行业竞争趋于激烈。

　　预计2010~2015年全球合成革消费继续保持6.5%左右的增长，那么对中国PU合成革产量增长的合理估算为10%或稍高，同期PU浆料的产量将保持每年5%的增长率，2015年中国PU浆料的产量将达到168万吨，按浆料中DMF配比为40%计算（30%其他溶剂），需要67.2万吨DMF，扣掉回收（虽然很多企业号称回收85%，但由于成本问题，根本做不到），实际需要57万吨DMF。

4.3.2.2 国内其他DMF消费领域

    2009年中国有约33% 的腈纶产能消耗DMF，其他产能用DMAc和硫氰酸钠。最大消费者是抚顺腈纶化工厂（中石油），茂名腈纶化工、秦皇岛腈纶厂、齐鲁腈纶厂，浙江金涌腈纶厂。2009年中国腈纶产业消耗了约1.73万吨DMF，预计2009年该领域对DMF的需求将以每年2.4%的速度增长，2015年达到2万吨。

DMF另一个快速发展的应用领域是电子覆铜板，2005年，我国覆铜板产量超过20000 万平方米，位居世界第一，其对DMF需求量也从2004年的2万吨增长到2009年的3万吨左右。而在未来10年内电子覆铜板仍将持续高速发展，这也直接刺激了对DMF的需求。而随着国产DMF竞争力的逐渐加强，在覆铜板行业中的需求也将呈增加趋势。    

     DMF还广泛应用于医药行业，用于生产合成抗生素、头孢拉定、维生素B6等20多种药物，未来几年内DMF在医药行业需求将以3％或更高的速度平稳增长，2015年达到2.5万吨左右。

此外，DMF也被应用于丁二烯抽提等。

总起来看，2015年中国将需求66万吨DMF，2009~2015年期间年均增长4.33%。  

4.3.2.3 竞争情况

（1）同业竞争

华鲁恒升作为全球最大的DMF生产商，依托公司洁净煤气化技术和国内首套大氮肥装置，DMF生产所需原料全部自给，从成本角度考虑，华鲁恒升具有综合竞争优势。但华鲁恒升距离其DMF主要客户所在的目标地浙江、江苏运输距离较长，运输成本较高，抵消了部分成本优势。如果运到重庆的话，成本会更高。但是规模优势还是很明显，在经济低迷的2008年该公司的DMF产量仍然达到了22.88万吨，接近100%的开工率，2010年实际产量可能超过了设计产能。

浙江江山化工有限公司周边浆料企业较多、用量较大，具有得天独厚的地理优势，使销售成本较其他厂家要低。但该公司DMF所需原料甲醇需要全部外购，甲醇市场的波动给该公司DMF生产成本带来了不确定性。该公司2008年生产了14.4万吨DMF，2010年产量为17万吨，开工率一直很高。由于浙江省合成革产量占了全国一半，该公司无暇顾及重庆的潜在市场。

河南安阳由于原料甲醇也全部需要外购，因此DMF生产成本波动明显。2007年底其产能已经扩建到15万吨/年， 2008年产量仅有2.69万吨，一直到2010年底大部分时间都在停车。2011年1月恢复正常生产后，又面临市场进入淡季、竞争激烈和DMF回收量加大等问题，销售局面难以打开。今年初，该集团与进出口公司达成合作意向，将每月向德国出口2000吨DMF。该公司是目前已运行DMF公司中距离重庆最近的，可能对富源化工构成威胁，需密切关注。

　　2008年山东章丘鲁晋化工公司产量3.25万吨，开工率只有41%。安徽淮化从2008年初开始几乎处于停产状态。生产成本、市场价格以及客户资源成为制约开工率的主要因素。

（2）替代产品的竞争

　　目前我国正在实行节能减排，污染治理的力度加大。在当前的环保形势下，国内DMF的主要消费大户都在建设DMF回收装置。DMF产品由过去的一次性产品变为现在的循环利用产品，回收DMF用量持续增加，将直接导致合成DMF需求量的减少。

    另外，氨纶行业为了提高产品质量，部分企业已经用N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）替代DMF作为溶剂。尽管在其他应用领域还未见有替代性溶剂的出现，但是DMF对环境的副作用已经引起西方发达国家的重视，近几年我国皮革、鞋类产品出口欧洲已经多次受到，使DMF的下游需求受到打击。

4.3.2.4 DMF进出口情况

表4-13    2004～2010年我国DMF进出口情况

    2010年中国主要DMF出口商有山东华鲁恒升化工股份有限公司、浙江江山化工股份有限公司、菱天（南京）精细化工有限公司、广东省东莞快宜外经发展有限公司、扬子石化-巴斯夫有限责任公司。

4.3.2.5 DMF市场价格

   2004年以来，由于下业的拉动，国内市场价格一直攀升，直到2008年秋天。经历2008年四季度的快速下跌后，2009~2010年期间国内市场DMF价格一直比较平稳。2010年10月以来，受原料价格上涨及通货膨胀高企等因素影响，DMF价格又开始上涨，但还未达到2008年的最高点。

图4-1  国内DMF市场价格

4.4 主要工艺技术情况与提供商

4.4.1 甲胺生产方法

比较成熟的甲胺生产工艺有四种：（1）氯化铵法  甲醇或甲醛与氯化铵反应生成二甲胺并副产三甲胺。反应还产生盐酸，腐蚀严重。对富源化工来说不适合。（2）卤甲烷法 此法反应产物多，分离复杂。而且很多产物对设备、管道有腐蚀。（3）甲醛氨法 国内曾有厂家用此法生产甲胺，但产率很低，现已经被淘汰。（4）甲醇和氨气相法：

该法是当今国际上应用最多的甲胺生产方法。

我国目前现有的甲胺装置几乎全部采用甲醇与氨气相法生产甲胺。考虑富源化工现有资源，此法也是首选。技术来源可咨询日本三菱丽阳公司、华陆工程公司等。

甲醇与氨在温度350~500℃、压力2.0~5.0Mpa下，以活性氧化铝或硅酸铝、硼酸铝为催化剂，进行气相合成反应，制得混合粗胺，早精馏工段进行分离得到混合甲胺。混合甲胺经分馏为一甲胺、二甲胺和三甲胺。该法易于操作，物料对设备腐蚀很轻，甲醇转化率可达97%，三种甲胺产品的产率也可以灵活调节，二甲胺收率可达80%以上。

(1) 配料合成工序   

     甲醇、液氨分别从甲醇装置和合成氨装置送入甲胺装置的甲醇贮槽和液氨贮槽。来自蒸馏工序的脱氨塔塔顶的氨—三甲胺共沸物进入甲胺装置的共沸物贮槽；来自萃取塔塔顶的三甲胺和分离塔塔顶的一甲胺进入循环胺贮槽。   

     液氨、甲醇、共沸物和混胺四种原料分别从各自贮槽由加压泵将其升压到合成系统压力后，按一定配料比定量进入低温换热器与合成气进行换热、进入汽化器与蒸汽进行换热、再进入五台并联高温换热器与合成塔出来的反应气体进行换热、最后通过电加热炉加热到  

380～410℃，从下部进入合成塔。于温度 430℃左右、压力 4.6MPa 并在催化剂存在的条件下，进行胺化反应生成粗甲胺。粗甲胺经换热器与原料液进行逆流换热，回收热量后由合成气变成合成液，再经过冷凝、减压后送至精馏工序。  

 (2) 精馏工序

配料合成工序来的粗甲胺进入脱氨塔，塔顶得到氨和三甲胺的共沸物，返回配料合成工序，塔釜液送萃取塔。脱氨塔塔顶操作压力为 1.6MPa，用塔顶冷凝器冷却水量和放空气量进行分程调节。

萃取塔采用甲醇回收塔釜液作萃取剂，萃取剂由塔中部加入，塔顶蒸出的三甲胺一部分作为产品去成品配制工序，另一部分返回到配料合成工序循环胺贮槽，塔釜液送至脱水塔。萃取塔塔顶操作压力为1.4MPa，用冷凝器冷却水量来调节。 

 脱水塔来的一、二甲胺混合物进入分离塔，塔顶分离出的一甲胺一部分作为成品送至成品罐区，一部分返回配料合成工序混胺贮槽；塔下部侧线采出二甲胺产品送至二甲胺贮槽，然后再由二甲胺贮槽送往 DMF 装置；塔釜液返回脱氨塔回收二甲胺。分离塔塔顶操作压力为1.0MPa，用冷凝器冷却水量进行调节。

脱水塔的釜液进入甲醇回收塔，经分离进一步回收甲醇，以降低原料消耗，改善废水水质。分离回收的甲醇送至配料合成工序甲醇贮槽，塔釜液大部分作为萃取塔的萃取水循环使用，少量作为生产废水排出装置。

合成工序和精馏工序排出的含有氨、甲胺的放空尾气一并进入尾气吸收塔，用甲醇吸收尾气中的氨和甲胺，以减少大气污染。经甲醇吸收后的废气高空排放，吸收液用泵送至甲醇贮槽，供配料合成工序使用。

4.4.2 DMF生产方法

目前，国外DMF工业生产装置主要采用一步法。国内早期采用甲酸甲酯法，后来西南化工研究院开发了甲醇脱氢二步法工艺，建了很多小型装置。90年代以后新建的装置都采用先进的一步法生产技术，生产成本可降低10%。因此推荐富源化工使用一步法工艺生产DMF，其他工艺就不在本报告中介绍。一氧化碳可以由天然气氧化或蒸汽氧化法生产。

二甲胺与一氧化碳在甲醇溶液中，以甲醇钠为催化剂，在110-150℃，1.5-2MPa下，二甲胺与一氧化碳反应，粗品经过精馏得到DMF产品。该法DMF收率高达98%，纯度达99.99%。

技术来源可咨询英国戴维（DAVY）公司、日本三菱丽阳公司、美国酸胺公司、华陆工程公司。

4.5 投资估算

4.5.1 装置规模及产品方案

按目前国内MDI、聚氨酯、浆料及DMF的配套比例测算，重庆建设20万吨/年DMF为宜，该规模也达到经济规模，配套建设18万吨/年甲胺装置。年运行时间8000小时，具体产品方案如下。

表4-14  生产规模和最终产品方案

表4-15  DMF装置原材料及公用工程消耗

4.5.3 占地面积与定员

本装置占地8.0公顷，定员80人。

4.5.4 建设投资

      本项目建设期16个月，建设投资72000万元。铺底资金6000万，总投资7.8亿元。

表4-16  投资分项估算表   万元

     人均工资福利50000元／年，蒸汽单价100元/吨；动力电0.5元/度；循环水0.2元/吨；管理费为工资福利的100％；项目按10年折旧；大修费为每年折旧费的30%；为不含税销售收入的10％；其它小税为的9％，销售费用按销售收入的1%，企业所得税为年利税的33%，甲醇价格2350元/吨，氨价格2700元/吨，一氧化碳0.3元/立方米，以此估算DMF生产成本为5060元/吨，年总成本10.12亿元。年利税2.68亿元，其中及建设、教育附加税为9870万元，所得税后利润为1.13亿元。   

表4-17  20万吨/年甲胺/DMF项目静态经济效益指标