己内酯高技术门槛与工艺复杂性，全球少数国家具备规模化生产能力
思瀚产业研究院 聚仁新材    2025-07-14

1、己内酯及其衍生物简介

己内酯（化学名称 ε-己内酯，英文名 ε-Caprolactone，简称 ε-CL）是一种七元环状内酯化合物，分子式为 C6H10O2，由五个亚甲基（-CH2-）和一个酯基（-COO-）构成。其环状结构赋予其高化学反应活性，常温下为无色透明液体，是合成高性能聚合物的重要单体，可通过共聚或自聚制备多种功能性先进材料。

聚己内酯系由己内酯经开环自聚反应制备的高分子量脂肪族聚酯树脂，该材料兼具低温可塑性、生物降解性、形状记忆功能及生物相容性，在生物可降解、生物医疗等领域有着广泛应用。聚己内酯多元醇由己内酯与多元醇通过共聚反应制备，其分子量分布窄、酸值低、粘度可控，所制聚氨酯材料具备优异耐候性及机械强度，广泛应用于新能源汽车轻量化部件、车衣膜、高端鞋材及环保涂料等领域。

特种己内酯改性材料系己内酯与戊内酯、聚醚多元醇和丙烯酸酯等基础化工原材料改性制备的新型化工原材料，主要用于制备聚氨酯、超分散剂、UV 涂料等。

从上述产业链可知，己内酯及其衍生物上游原料主要系环己酮和双氧水，下游制品包括聚氨酯制品、丙烯酸制品、生物可降解制品、医用材料和助剂类产品，终端应用涵盖新能源汽车、生物可降解、生物医疗、装备制造等新兴领域，所涉产业均高度契合国家产业发展政策。

2、己内酯行业发展历程

（1）国外己内酯发展历程

20 世纪 60 年代末以来，美国、欧洲、日本等多家化工巨头相继研发出己内酯生产技术，先后建成 4 个主要的己内酯生产基地——美国塔夫脱（Taft）工厂、英国沃灵顿（Warrington）工厂、日本大竹（Otake）和美国弗波特（Freeport）工厂。

21 世纪开始，海外化工巨头通过技术升级、扩建改造、并购等方式进行产线扩建和业务整合，最终形成美国英杰维特（Ingevity）、日本大赛璐（DAICEL）和德国巴斯夫（BASF）3 家企业占据市场支配地位。

具体发展历程如下：1967 年，美国联合碳化物公司（Union Carbide Corporation，UCC）基于 Baeyer-Villiger 氧化反应理论，成功开发出过氧酸氧化环己酮制备己内酯的工艺路线，进而在路易斯安那州着手建设 Taft工厂。

1969 年，UCC 公司建成并投产 3.6 万吨/年己内酯生产线，成为世界上第一家己内酯规模化生产企业。Taft 工厂建成之初，生产的己内酯的主要用途是通过氨解制备己内酰胺，为生产尼龙 6提供原料；少部分己内酯通过开环聚合制备 PCL 多元醇，随着己内酰胺合成技术的发展，己内酯合成路线被环己酮的贝克曼重排法取代。

1972 年，Taft 工厂的氨解生产线停运，继续保留己内酯生产，专门用于 PCL 相关产品制备。

2001 年，美国陶氏化学（DOW Chemical）全面并购 UCC 公司业务，成为全球最大的己内酯生产商。

2008 年，陶氏化学宣布基于产品成本与市场情况等因素考量，决定退出己内酯领域，不再重启相关生产线。世界第一条规模化己内酯生产线的退出，在很长一段时间内给己内酯相关产业的发展造成了重大影响。

1975 年，比利时索尔维（Solvay）公司在英国利物浦与曼彻斯特之间的 Warrington 建立了己内酯生产线。作为欧洲最大的过氧化氢生产商，索尔维公司具有原料来源优势，采用浓度超过 70%的过氧化氢氧化冰乙酸获得过氧乙酸，再以过氧乙酸氧化环己酮得到高纯度的己内酯，副产物乙酸循环使用。

2003 年公开的专利显示，索尔维公司开发了新的催化氧化体系，以介孔二氧化硅负载三氟化锑催化剂与环己酮混合，加入一定浓度的双氧水，实现了己内酯的简便合成。该工艺的优点是路线简单、安全风险较低，不足之处为催化剂寿命偏短。

2008 年，特种化学产品集团帕斯托（Perstorp）全面收购索尔维旗下的 Warrington 工厂及其己内酯业务。

2011 年，帕斯托完成己内酯生产线的扩能改造，实现产能翻番，达到 3 万吨/年。

2018年 5 月，基于原有己内酯生产装置，帕斯托再次扩建第 2 条生产线，产能再次增长，达到约 4 万吨/年。

2019 年，美国英杰维特公司收购帕斯托己内酯业务，成为新的己内酯产品全球领导者。

20 世纪 80 年代，日本大赛璐株式会社在广岛县大竹市建成亚洲最大的己内酯生产线，产能 2万吨/年。日本大赛璐采用过氧乙酸作为氧化剂、乙酸乙酯作为溶剂，通过流动式反应器氧化环己酮制备己内酯；反应后的混合物料通过多塔精馏分离乙酸、乙酸乙酯和己内酯产品。该路线反应效率高、工艺流程复杂、安全控制技术要求高，且产品抗黄变性能偏弱，部分应用领域拓展受限。

2001 年，巴斯夫公司在美国得克萨斯州的 Freeport 建成己内酯生产基地。Freeport 工厂的己内酯生产规模相对较小，经过一次扩建后，2008 年产能增加至 5,000 吨/年。巴斯夫 Freeport 工厂生产的己内酯以自用为主，面向市场销售量很少。

（2）国内己内酯发展历程

我国对己内酯的产业化研究始于 20 世纪 70 年代，几乎与日本同步。然而，由于西方国家的技术封锁，我国的己内酯工业化生产之路步履维艰。即便如此，仍有多家研究机构和企业（中国科学技术大学、中科院长春应用化学研究所、国防科技大学、巴陵石化、四川大学、武汉理工大学、黎明研究院、湖南聚仁新材、安徽红太阳等）迎难而上，相继开展相关研究开发工作。

在众多研究机构中，进入中试阶段的包括：20 世纪 70 年代，南通醋酸厂建成年产 50 吨/年己内酯单体中试装置，尽管该装置在开车后不久即因为反应失控被迫终止试验，但是作为国内建设的首条己内酯中试线，为后续研究者提供了宝贵的经验。2009 年 10 月，巴陵石化环己酮事业部采用双氧水-丙酸路线建成年产 200 吨/年己内酯中试装置，完成了长周期的稳定试验，在经历不良事件后项目停止。基于中试积累的实验数据、巴陵石化与上海石油化工研究院合作，完成年产 1 万吨己内酯成套技术工艺包的开发和编制。

中科院长春应用化学研究所经过 10 余年的探索研究，自主研发出独特的催化体系，实现了环己酮向己内酯的安全、高效转化。经过上千次的小试实验，积累了充足的实验数据、摸索出合理的工艺流程，并建立可靠有效的安全防爆措施；2012 年，长春应用化学研究所建成 100 吨/年己内酯中试线，并顺利完成中试实验研究。

2014 年，南京红太阳新材料有限公司基于自主研发的工艺技术，建成 500 吨/年中试生产装置，完成中试实验。

2016 年，聚仁新材投产 2,000 吨/年己内酯单体生产装置，并开发出相应的己内酯生产工艺，成为国内首家量产己内酯的企业，2018 年开始通过一系列技术改造，产能逐步提升至 5,000 吨/年。

2021年投产 3,000 吨/年 PCL 高分子材料的聚合生产线。2023 年 7 月，聚仁新材全球单套规模最大 50,000吨/年装置成功进入试生产阶段，技术指标达国际先进水平，同期投产全球第一套 5,000 吨/年的全自动化连续 PCL 生产线，成为产能最大的己内酯供应商。

随着聚仁新材千吨级产线稳定生产和万吨级产线顺利投产，标志着我国己内酯工艺技术突破并正式进入规模化生产阶段。

3、己内酯市场竞争情况

长期以来，己内酯系列产品市场主要由海外企业主导，我国一直处于净进口状态，中高端市场高度依赖进口产品。由于己内酯合成过程存在安全风险控制、产品收率提升及质量稳定等技术难题，规模化生产工艺开发难度较大，且核心技术长期被国外少数企业垄断，导致国内市场价格居高不下，严重制约下游产业发展。

2023 年 7 月，聚仁新材突破技术瓶颈，建成全球最大单体生产装置，产品品质满足国内应用需求。随着供应稳定性提升与成本优势显现，己内酯及其衍生物向车衣膜、生物降解材料等中高端领域加速渗透，推动国内市场需求快速增长，自给率显著提升。

聚仁新材通过工艺优化、品质升级和产能扩张，推动我国己内酯产业逐步突破技术封锁，加速市场拓展进程。凭借性能对标国际标准，公司产品获得欧盟 REACH 认证并进入巴斯夫、毕克化学、路博润、科思创等国际厂商供应链，部分产品实现出口，标志着国产己内酯正式参与全球竞争。受限于己内酯行业进入壁垒较高，国内外己内酯产业化发展较慢。

除上述已建设产线外，国内部分企业正在积极推进己内酯相关产业的布局，但均未形成规模化生产能力。截至本招股说明书出具日，处于环评阶段或建设初期的项目主要包括以下四个：

（1）2024年 4 月 16 日，中石化湖南石油化工有限公司 10,000 吨/年己内酯工业示范装置环境影响评价首次信息公开；

（2）2024 年 5 月 7 日，湖北旺江新材料科技有限公司年产己内酯单体 50,000 吨、聚己内酯多元醇 50,000 吨、聚己内酯 10,000 吨建设项目环境影响报告书公示，2024 年 5 月 28 日获得环评批复；

（3）2024 年 5 月 16 日，安徽泰格维生素实业有限公司 10 万吨/年己内酯项目（一期工程）环境影响评价公众参与第一次公示，投产后可年产己内酯 1.5 万吨；

（4）2024 年 9 月 4 日，玮博杰生物材料（浙江）有限公司己内酯及聚己内酯生产基地项目环境影响评价公示，投产后可年产己内酯 3 万吨。

4、己内酯行业内技术水平与特点

行业公开资料显示，己内酯的合成过程存在安全控制、精馏纯化以及提高收率等一系列技术难题，其规模化生产工艺的开发难度较大。目前，国际上仅有少数几家化工巨头掌握该项技术，控制着己内酯及其下游产品的生产与销售。我国在历经数十年的攻关研发后，随着聚仁新材千吨级产线稳定生产和万吨级产线顺利投产，标志着我国己内酯工艺技术突破并正式进入规模化生产阶段。

己内酯作为高性能化工中间体，其合成工艺的核心在于通过环己酮氧化反应生成己内酯单体，并进一步聚合为聚己内酯等衍生物。目前主流工艺路线为环己酮氧化法，面临反应条件严苛、副产物复杂、规模化生产稳定性差等技术挑战。

己内酯生产技术难点如下：

（1）安全控制与工艺稳定性

环己酮氧化重排反应风险：环己酮氧化法反应过程中，过氧酸性质不稳定极易分解，导致反应装置内氧含量上升，闪爆风险大幅提升，因此对于设备选型、工艺自动化控制、在线监控、应急处置的要求极高。

催化剂活性与选择性：传统金属催化剂如铜、锌氧化物易失活或使重排反应异常，导致收率出现波动。连续化生产瓶颈：间歇式工艺难以控制反应均一性，而连续化工艺需解决传质、传热效率、副产物的回收利用、各工段物料连续在线分析检测等问题，全球仅美国英杰维特、德国巴斯夫、日本大赛璐、聚仁新材等少数企业掌握成熟技术。

（2）高纯度单体精馏纯化

自聚倾向：己内酯单体因其结构特性易发生自聚，在精馏提纯的过程中，高温会导致其自聚愈发明显，同时若纯化过程中的微观组分未脱除至较低水平，会导致聚合后的产物存在一系列的产品问题。

杂质控制：合成过程中产生的环己酮二聚体、羧酸等副产物需通过多级精馏去除，能耗与设备投资成本较高。

（3）原料利用率

在己内酯生产过程中，需通过装置设计和工艺优化，不断提升环己酮的转化利用率，避免因未反应原料回收难度大，导致综合成本上升。

（4）工艺工程化能力

从实验室到千吨级产线，再到万吨级产线的工业化过程中，需解决反应器设计、热力学平衡及副产物抑制等复杂问题，涉及化学工程、材料科学及自动化控制等多领域协同，行业新进入者研发及产业化周期较长，不确定性高。

5、己内酯行业发展趋势

己内酯系列产品具有较高的技术门槛与工艺复杂性，全球范围内仅聚仁新材、美国英杰维特、日本大赛璐和德国巴斯夫四家企业实现规模化稳定生产，合计设计产能 11.5 万吨，行业供给高度集中且产能规模有限。

作为先进化工材料，其下游制品涵盖聚氨酯、医用材料、UV 涂料、生物可降解制品及超分散剂等多元化领域，深度契合新能源汽车、生物医疗、可降解材料、环保涂料等国家战略新兴产业方向，市场增长潜力显著。

当前，经济结构战略调整与产业高质量发展加速推进，新兴消费领域对高性能化工制品的需求激增与高品质原材料供给不足形成突出矛盾。国内己内酯市场面临“低供给弹性-高需求增长”的结构性挑战，国际巨头受限于过氧酸氧化工艺的高危险性及垄断格局，扩产进度滞后，难以匹配国内新能源汽车、环保涂料、生物降解材料等领域的爆发式需求，原料供应稳定性不足已严重制约下游技术升级进程。

在此背景下，聚仁新材通过自主开发己内酯连续化生产技术及建设 5 万吨级产线，不仅实现技术突破，更以“原料保供+定制开发”模式重塑供应链，下游客户采购周期从国际采购的 3-6 个月缩短至 1 个月内，产品批次一致性问题得到改善，供应链稳定性大幅增强。

随着聚仁新材产能释放与工艺优化，己内酯系列产品的产量、品质及成本优势进一步显现，预计将加速聚氨酯等领域的市场拓展进程，推动行业形成“技术突破-稳定供应-需求释放”的可持续发展闭环。

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