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簡介
鹽是
化學工業的重要原料,可製成氯氣、金屬鈉、純鹼、燒鹼和鹽酸。以鹽為原料的鹽化工產業,主要是用來生產純鹼和氯鹼及延伸產品。受成本的限制,鹽制金屬鈉並未得到快速發展。
發展
隨著我國經濟的快速發展,鹽化工產業突飛猛進,我國已成為全球重要的鹽化工生產大國。鹽化工產業不僅提供了“三酸兩鹼”中的燒鹼、純鹼和鹽酸,而且可向下游延伸生產PVC、甲烷氯化物、環氧丙烷、TDI/MDI等多種重要的基礎化工原料,以及眾多的精細專用化學品,是帶動其他行業發展的基礎原材料。我國鹽化工產業鏈正在步入一個新的調整和發展期,行業發展面臨新的機遇和挑戰。在國家大力發展低碳經濟的大背景下,鎖定循環經濟和綠色發展的路線,將為鹽化工的發展插上騰飛的翅膀。
近幾年我國鹽化工產能增長過快,行業已經呈現出較明顯的過剩態勢。2009年,我國原鹽產量超過7000萬噸;全國累計生產純鹼2001萬噸,同比增長8.75%;累計生產燒鹼1891萬噸,同比增長8.6%。而同一時期,純鹼和燒鹼的產能已分別達到2400萬噸和2793萬噸。2010年產能過剩之憂進一步加劇,全國各地計畫新增懸浮聚氯乙烯裝置能力444萬噸/年,新增聚氯乙烯糊樹脂裝置能力14.5萬噸/年,新增燒鹼裝置能力597.5萬噸/年。
從2009年二季度開始,國內鹽化工市場呈現出逐漸恢復的勢頭。2010-2011年,我國鹽化工行業保持較發展,企業效益較2009年明顯得到改善。2011年,我國鹽化工行業的工業總產值約為2043.14億元,同比增長38.30%;銷售收入2061.25億元,同比增長38.5%;利潤總額為126.76億元,同比增長71.86%。
精細化工是鹽化工的發展方向。精細化工模式產業鏈的延伸以氯鹼裝置為基礎,配套建設規模化的氯產品,然後以相應氯產品為基礎向下衍生生產消耗氫、燒鹼的下游產品。國內這種模式實施較好的有中石化南京化學工業公司化工廠、揚農化工股份有限公司等。該產業鏈模式的核心點是:氫氣、氯氣、燒鹼及其下游產品貫穿其中,許多中間產品相互作用,生成多種精細化學品。
另外,“兩鹼”聯合是有效發展模式之一。以山東海化為例,使用電石法聚氯乙烯產生的難以治理的電石渣全部用於氨鹼的生產,可以解決PVC樹脂行業的電石渣廢料利用的難題,同時減少了純鹼石灰石的消耗和相關能耗及三廢。這種模式比較適合已有的大型氨鹼企業與將要搬遷的氯鹼企業的結合。
從地區發展思路來看,東部海鹽地區不宜再規劃發展純鹼產業,應積極探索海水淡化與鹽化工生產的結合,建設氯鹼與石油化工相結合的一體化生產基地。中部地區可適當考慮建設聯鹼裝置,和有競爭力的煤化工(合成氨)相結合,形成以滷水採集、輸送、精製、氯鹼及下游氯、鹼、氫深加工的精細化工產業鏈,不斷延伸產業鏈條,形成上中下游一體化發展模式。西部地區發展氯鹼應該充分利用能源、資源優勢,走煤-鹽-電-鹼-建材的大聯合模式。
生產模式
純鹼
純鹼主要下游產品為硼砂(四硼酸鈉)、紅礬鈉、氧化鋁、合成洗滌劑、日用玻璃製品、肥皂、平板玻璃、矽酸鈉(包括偏矽酸鈉)、合成洗衣粉、三聚磷酸鈉。
中國現有純鹼生產企業52家,生產能力在1400萬t/a左右,居世界第2位,僅次於美國。2004年中國純鹼產量1266.8萬噸,比2003年增長將近15%;進口純鹼19.7萬噸,比2003年下降34.6%;出口純鹼143萬噸,比2003年增長13.9%;表觀消費量達到1143.5萬噸,比2003年增長13.5%,中國已經成為世界第一大純鹼消費國。
當前隨著國內經濟的迅猛發展,純鹼行業已進入了一個新的發展時期,2005年中國要新增100萬噸純鹼生產能力,2005年底,中國純鹼生產能力可能達到1500萬噸/年。
中國純鹼工業在發展中已呈現出良好的品牌效應,生產集中度高。天津鹼廠、青島鹼業、海化集團、唐山三友、連雲港鹼廠、大化集團、江蘇華源、杭州龍山、成都玖源、湖北雙環、自貢鴻鶴這11家大企業的產量之和約占全國總產量的80%。
全球共有三種純鹼生產方法,即氨鹼法、聯鹼法和天然鹼法。這三種方法中國都有,其中氨鹼法占52.5%,聯鹼法占40.2%,天然鹼法占7.3%。如此齊全的生產方法,在世界上是獨一無二的,從而提高了競爭能力。
中國純鹼工業起步較早,曾發明了著名的“侯氏制鹼法”。近20年來,中國對老鹼廠進行了技術改造,於80年代末期建成濰坊、唐山和連雲港三大鹼廠;於90年代初期建成吉蘭泰和南方兩個中型廠。老廠改造和新廠建設過程中,大量採用中國自行研發的新工藝、新技術和新設備,同時引進了部分先進的技術和設備,從而使中國純鹼工業的技術水平有了很大提高,大型鹼廠的技術裝備水平朝著先進、大型、高效和節能的方向前進了一大步,接近世界先進水平。
中國純鹼產品品種齊全,質量高。中國目前有普通輕質純鹼、低鹽輕質純鹼及普通重質純鹼、低鹽重質純鹼和食品鹼等品種,可以滿足國民經濟各部門和出口的需要。中國純鹼質量標準是等效採用英國BS3674-1981標準,屬國際先進水平。
雖然中國純鹼工業在產品質量、數量、技術水平和設備水平上,都取得了舉世矚目的成就,部分工序處於世界領先水平;但是中國純鹼工業存在的污染環境問題十分嚴重。
面對全球性純鹼市場供過於求的大環境,中國純鹼工業將面臨國內、國際兩個市場的挑戰,國內市場將要求純鹼企業不斷提高產品質量、增加品種、降低成本。無論從滿足國內市場的要求出發,還是從參與國際競爭的角度考慮,都必須把中國純鹼工業生產技術提高到一個新的水平。這就要求中國純鹼工業要不斷實行技術進步,練好內功,努力趕超世界先進水平。首先要解決好以下幾個問題:
⒈提高純鹼產品質量、增加產品品種、擴大重質純鹼尤其是低鹽優質重灰的產量;
⒉解決好純鹼生產過程中廢液廢渣的綜合利用:
⒊降低原材料動力消耗及成本;
⒋全面提高自動化水平,提高勞動生產率。
在國內,中國純鹼企業應抓住西部大開發、加快城鎮化建設的有利時機,穩定國內市場,滿足用戶的特殊需求,儘量減少進口量。將純鹼化工和下游化工相結合,加快下游產品的發展,從而帶動中國純鹼工業的發展。
此外,中國純鹼企業應最佳化生產,淘汰高耗能設備,採用大型化、自動化設備。由於低鹽優質重鹼質量好,使用方便,包裝運輸費用低,使用無粉塵污染,已成為純鹼工業的發展方向。
氯鹼
中國各氯鹼企業擁有氯產品200餘種,主要品種70多個。無機氯產品主要有液氯、鹽酸、氯化鋇、氯磺酸、漂粉精、次氯酸鈉、三氯化鐵、三氯化鋁等10餘個品種,近幾年中國不少氯鹼企業以石油化工產品為原料大力發展有機氯產品,逐步取代以煤焦油、農副產品為原料的路線,加大科技投入,研發高科技精細化工氯產品,如高分子化合物及氯化聚合物(聚氯乙烯、氯化橡膠、聚偏二氯乙烯及其共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯)、環氧化合物(環氧氯丙烷)、光氣系列產品(光氣、雙光氣、三光氣)、甲烷氯化物(一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳)、含氯中間體(氯苯和硝基氯苯、氯乙酸、氯化苄、氯乙醯氯、氯化亞碸)等。
中國有近200家燒鹼生產企業,總生產能力約1200萬噸/年;2004年總產量達1060.3萬噸,比2003年增長13.6%;2004年進口9.1萬噸,比2003年下降12.9%;2004年出口34.3萬噸,比2003年下降8%;2004年表觀消費量達1035.1萬噸,比2003年增長14.2%。
中國主要燒鹼生產企業包括上海氯鹼、天津大沽化工、錦化化工、齊魯石化、天津渤海化工、浙江巨化、宜賓天原、山東沂州水泥、瀋陽化工股份、自貢鴻鶴化工、南寧化工股份、山東恆通化工、泰興新浦化學、天津市漢沽區北方化工廠、濰坊亞星化學、山東德州石油化工總廠、山東大成農藥、新疆中泰化學、巴陵石化、江蘇揚農化工、江蘇安邦電化、濟寧中銀電化、廣州昊天化學、樂平電化高科、北京化二、無錫格林艾普、江蘇江東化工、太原化工股份、福建東南電化、青島海晶化工、四川金路樹脂、山東濱化集團、江蘇梅蘭化工、濟寧中銀電化、江蘇安邦電化等,上述企業2004年燒鹼產量都在10萬噸以上。
中國離子膜法燒鹼生產能力占燒鹼總生產能力的30%以上。由於中國聚氯乙烯樹脂年生產裝置能力的不斷擴大,企業也配套擴建燒鹼裝置。中國新上燒鹼裝置多採用技術先進的離子膜法工藝,預計到2005年,中國離子膜燒鹼的生產能力將達到600萬t/a以上,其產量將占全國燒鹼總產量的35%以上。
缺陷
依靠進口
離子交換膜是離子膜法燒鹼的核心要素之一,中國已建成投產的353.21萬t/a離子膜法燒鹼裝置所用離子交換膜仍全部依靠進口,且價格昂貴。按800美元/m2(約折合人民幣6500元/m2),以每萬t離子膜法制鹼裝置約需300m2離子交換膜計,按平均2.5年為一更換周期,大約每年需要42385m2(尚未包括已簽約在建的309.40萬t/a離子膜法燒鹼裝置所需的37128m2),購膜外匯大約3390.8萬美元,大約折合人民幣2.756億元,不但增加了離子膜法燒鹼的生產成本(影響噸鹼成本百餘元),而且受制於人。
時間短
中國採用離子膜法電解技術裝置(無論是國外引進技術,還是國產化技術)已近20年,除少數幾家技術水平、管理水平較高的企業之外,能夠連續運行3個月以上的裝置很少,各裝置全年計畫外停車次數少則幾次,多則十幾次,甚至達數十次。而國外已開發國家先進水平的企業大多計畫外停車全年只有2、3三次。
同樣的電解槽,同樣的膜,同樣的電解工藝,中國的膜壽命一般只有2~4年,平均2.5年,而國外的膜壽命可達3~6年,甚至更長。中國計畫外故障停車次數每年如能保持在二三次,則離子交換膜壽命有望超過4年。
能耗高
中國離子膜法燒鹼的平均電耗2286kW·h/t,與國外先進水平相差17%-43%。2000年中國離子膜法制高純燒鹼的蒸汽消耗平均為0.67t(折標煤95.7kg)。有些廠家未經蒸發而直接按30%液鹼出售,而日本的蒸汽消耗只有0.343t(折標準煤49kg),綜合能耗國內平均水平比國外高31%左右。
鹽耗高
國外離子膜法燒鹼的鹽耗一般在1.5t以下,國內鹽耗一般在1.55~1.60t,甚至有些廠高達1.67~1.76t,相差50kg左右。
因此,要加快氯鹼生產和配套設備研發,開發先進的國產的離子交換膜,降低能耗和鹽耗,降低成本。
耗氯精細化工產品屬於技術密集型產業,由於其技術開發周期長,科研投入大,也在一定程度上成為資金密集型行業。由於精細化工產品的技術壟斷性極強,所以發展精細化工產品必須兩條腿走,一方面不能忽視國外的新技術發展狀況,同時還必須高度重視自身的技術開發。國外各大精細化工企業為了取得技術的壟斷和技術的領先,在科研的資金投入上一般占銷售收入的5%~10%。許多精細化工產品的技術和設備被世界少數幾家公司壟斷,在這些產品未進入衰退期前,一般只銷售產品,不會轉讓核心技術,比如市場前景看好的氯化聚氯乙烯產品,其生產技術被美、日、德等國的公司壟斷,並建立了完整的套用體系。而且高附加值的氯化聚丙烯、氯化橡膠等精細化工產品的核心技術也基本被壟斷。在國內的企業中,以山東濰坊亞星集團發展氯化聚乙烯為例,在抓住機遇、買斷國外公司氯化聚乙烯生產技術以後,亞星以氯化聚乙烯為核心,通過不斷的技術開發,形成了具有企業核心技術的產品體系,在國際和國內市場上都具有較強的競爭力。雖然許多精細化工產品在國內也能夠生產,但產量低、成本高、性能差,只能套用於低檔領域,其關鍵問題在於沒有掌握生產過程的關鍵技術,技術開發投人力度不夠。
解決方案
1、隨著大型氯鹼裝置和大型石化項目建設,乙烯法聚氯乙烯產能將快速增長,裝置規模將逐漸大型化。相關企業要逐步改變以前氯鹼與石化脫節及大宗有機氯產品裝置規模較小的問題。
2、有機氯產品的清潔生產技術應得到重視。如氯化鈦白粉技術、共氧化法製備環氧丙烷技術、水相法合成氯化高聚物技術、二氧化硫氣相法合成氯化亞碸技術、醋酐催化氯化法生產氯乙酸技術等。
3、要大力開發有機氯中間體異構體調比技術。
4、在未來有機氯產品貿易中將更多地出現反傾銷,國內企業要充分了解和理解反傾銷法規,保護自己的合法利益。
5、氯鹼生產企業應高度重視氯、鹼、氫平衡問題,充分利用氫氣和鹼資源開發相關產品,提高競爭力。
6、由於國家對化學品運輸提出了更高要求,針對部分化工產品難以運輸的情況,相關企業要特別重視有機氯產品的區域性短缺問題。
發展理由
前景廣闊
鹽化工產業與針紡織、電子、醫藥等工業門類相比較,其產業鏈長、關聯度大、技術密集、產品附加值高、帶動能力強且財稅貢獻突出。國內外對以化工產品為主要上游原材料的產品需求量猛增,許多化工產業投資者紛紛把目光轉向鹽化工產業開發。
市場空間大
鹽化工產業已進入一個新的發展時期,形成以鹽為基礎產品,以純鹼和氯鹼為龍頭的兩鹼及其下游產品開發並存的鹽化工產業結構,鹽化工產品市場需求旺盛。製鹽工業2006年原鹽產量為6300萬噸,比上年增長40%;氯鹼工業最大的加工產品是聚氯乙烯,預計2010年需求量將達到1200萬噸;純鹼工業前景良好,預計未來5-10年,中國對純鹼的需求年均將以6%左右的速度增加。
存在問題
(一)缺乏產業發展規劃,鹽化工尚處於初級階段。
(二)鹽化工發展平台建設不夠完善。
(三)發展氛圍還不濃。
(四)工作機構不夠穩定、專業人才匱乏。
具體對策
明確定位
發展鹽化工產業應在國家化學工業總體發展戰略和產業政策的指導下,堅持走新型工業化道路,面向國際、國內兩個市場,充分發揮比較優勢,以華東市場為切入點,利用沿江、沿海開發契機,以現有企業為依託,走鹽業和化工業一體化開發的路子。做優品牌、名牌產品,做強企業集群,做新特色園區。
科學發展
建議進一步理順鹽化工園區管理和運作機制。對內加快我區鹽化學工業園區域環評的編制進程。籲請上級部門在規劃全市鹽化工發展方向上,合理配置資源,避免項目布局雷同和重複建設。通過科學規劃,力求在項目論證中做好鹽、氯、燒鹼的產銷統一與平衡。
市場
氯鹼工業是國民經濟中占有重要地位的化工原材料基礎工業,其發展與人民生活密切相關。國際上成熟的經驗是氯鹼工業與石油化工、天然氣化工在布局上緊密結合,通過石油化工和天然氣化工的發展,推動氯鹼工業和有機氯產品的發展。已開發國家的大型石油化工裝置幾乎都伴有大型氯鹼生產裝置,石油化工裝置提供的乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等與氯鹼工業的氯反應生產出大量有價值的有機氯產品,由於原料充足且價廉,裝置具備經濟規模,使產品具有較強的競爭力。同時也有利於節能降耗、保護資源與環境,有利於提高產品質量,增強市場競爭力,確保氯鹼工業可持續發展,並帶動相關工業的快速發展。因此,要加快實施以石油化工和天然氣化工產品為原料的先進工藝技術,逐步轉換和提升中國氯鹼工業以煤炭、農副產品為原料的傳統落後工藝技術。
從中國氯鹼企業的布局來看,全國現有200餘家氯鹼廠中僅有少數幾家是與石油化工裝置相結合的。中國有機氯產品耗用石油化工產品的數量和比例都遠遠低於已開發國家。2003年中國乙烯產量611.77萬t,PVC消耗乙烯量大約33萬t,占5.32%,說明中國氯鹼企業和石油乙烯企業結合得還較為鬆散。
實際上氯鹼工業與石油和天然氣工業有著相互依存的關係。中國由於歷史的原因和各行業、部門分別管理的體制,造成三者脫節的現狀。氯鹼工業要有效地發展有機氯產品,沒有充足可靠的石油、天然氣化工原料供應是無從談起的,再則氯氣得不到平衡,氯鹼工業的持續發展也會受阻。
可見氯鹼化工與石油化工相結合是市場競爭規律的體現,氯鹼化工以石油化工為依託,石油化工發展以氯鹼化工為方向,相互融合,相互促進,向大型集中化發展。
金屬鈉
金屬鈉是生產丁鈉橡膠的重要原料。丁鈉橡膠又稱丁二烯橡膠,它是由丁二烯與金屬鈉催化聚合而成。金屬鈉又是生產多種試劑如過氧化鈉、氰化鈉、氫化鈉和銨基化鈉的原料。過氧化鈉對解決高山和水下缺氧有獨特作用,它能把人體呼出的二氧化碳吸收,同時放出氧氣,因此,能幫助深海潛水員、潛艇艙內人員可以在水下進行較長時間的活動。金屬鈉傳熱係數極高,極端穩定,而且不聚合,不碳化,也不分解,因而鈉及其合金常用作傳熱介質。飛機引擎內的鈉冷閥中,就是用鈉作為傳熱介質的。除上述良好性能外,它的沸點高,在高溫下對一般金屬無侵蝕性,同時中子吸收截面相當高,因而在原子能動力裝置中,也用它作為傳熱介質。
國內的生產廠家主要是吉蘭泰鹽化集團蘭太實業股份有限公司和泰達制鈉公司,吉蘭泰鹽化集團蘭太實業股份有限公司投資約2億元建成年產2.4萬噸金屬鈉項目並已投產,其生產能力在亞洲位居第一,在世界可名列第三。泰達制鈉公司金屬鈉生產能力為年產8000噸。作為金屬鈉的延伸產品——高純度金屬鈉,是核工業生產原料。吉蘭泰鹽化集團蘭太實業股份有限公司投資3000萬元建成年產500噸的高純度金屬鈉車間並已投產。
生產金屬鈉的主要方法是電解食鹽。制鈉的原料必須是經過加工的精製鹽。為降低電解質的熔點,並改善電解質的物理性能,通常加氯化鍶(或氯化鈣)的兩元電解質,或加氯化鋇、氯化鍶和氯化鈣組成的四元電解質。
生產鈉的一項重要設備是電解槽,槽里有單園柱形石墨陽極和多陽極、園筒形環狀鑄鋼陽極和鐵制隔膜等。用電解法生產金屬鈉,每生產1噸金屬鈉需耗鹽2.8噸。電解槽內的溫度高達數百度,電力消耗大,每生產1噸金屬鈉要耗電1.1~1.2萬度,是耗能大戶。由於中國電力不足,因此金屬鈉的生產還不能有太大的發展。