新常态下氯碱企业的突破与发展

章斯淇

（芜湖融汇化工有限公司，安徽 芜湖 241022）

新常态下氯碱企业的突破与发展

章斯淇

（芜湖融汇化工有限公司，安徽 芜湖 241022）

分析了经济新常态下氯碱行业状况，提出了氯碱企业突破与发展的几个方向。

氯碱；新材料；发展

据中国氯碱网统计，2015年底，中国在产烧碱生产企业共163家，总产能达到3 873万t/a，其中离子膜法产能达到3 818万t/a，约占98.6%.总体开工率为78%，产能过剩800万t/a；中国在产聚氯乙烯生产企业 81家，总产能达到2 348万t/a，其中，电石法产能1918万t/a，约占81.7%，总体开工率为68%，过剩七百多万吨。

氯碱下游产品的氯产品过剩，配套的大多数氯产品如甲烷氯化物、环氧氯丙烷、氯乙酸、氯化石蜡、三氯氢硅、三氯乙烯、四氯乙烯、含氯芳烃系列产品等均过剩。而碱产品下游如氧化铝行业、造纸行业、印染行业也出现过剩；烧碱产品的出口也出现大幅下滑，从2011年起，烧碱出口总量每年下降，2015年全年出口只有176.68万t，占产量5.8%。氯碱企业大都面临着产能过剩、内需疲软，外贸缩减的市场状况。

近年来，许多氯碱企业在产品链上延伸、产业链整合、新产品研发、新技术的应用、多元化精细化、跨行业合作、循环经济、产业园生态共存等方面探索过不少模式和方法，取得了很好的效果。本文就氯碱企业根据自身的特点，选择化工新材料、氢能源经济产业、环保水产业方向的突破与发展进行相关论述，抛砖引玉，供同行业参考。

1　化工新材料是适合氯碱企业可选择的发展或转型升级方向之一

《国家十三五规划纲要》中明确提出“加快突破新一代信息通信、新能源、新材料、航空航天、生物医药、智能制造等领域核心技术”。化工新材料是新材料产业的一个重要分支，是基础化学工业最具活力和发展潜力的领域，化工新材料重点包括特种合成橡胶、工程塑料、高性能纤维、氟硅材料、可降解材料、功能性膜材料、功能高分子材料及复合材料等领域。

《石油和化学工业“十三五”发展指南》提出，“十三五”期间，石化行业的年均增速将转变为个位数，调结构将取得重大进展，化工新材料等战略性新兴产业占比也将明显提高。

《中国制造2025》中提出的十个重点领域包括“新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械”。发展化工新材料以高性能结构材料、功能性高分子材料、特种无机非金属材料和先进复合材料为发展重点，加快研发高效合成等新材料制备关键技术和装备。积极发展军民共用特种新材料，加快技术双向转移转化，促进新材料产业军民融合发展。高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，做好超导材料、纳米材料、石墨烯、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制。加快基础材料升级换代。由于21世纪新材料应用领域扩展的需求，发展化工新材料是中国制造转型升级必然要求。

氯碱企业生产有基础的化工原材料，如氯、碱、氢，发展高性能纤维、功能高分子材料、电子化工材料，复合材料等化工新材料具有独天得厚的优势。下面就氯碱企业可以发展的化工新材料作一阐述。

1.1氟化工新材料

氟化新材料包括高性能氟材料、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯。

氯碱企业以氯为原料，形成“氯气—三氯甲烷/二氯甲烷—TFE/氟橡胶/VDF-可溶性四氟乙烯/ PVDF”产业链。

氟化工产业链主要是依托甲烷氯化物和无水氢氟酸等为基础原料向下游衍生出的部分氟化工产品，目前国内也形成以巨化、东岳、梅兰等为代表的各具特色的发展模式，也分别构建上述产业链一个单元或几个单元。甲烷氯化物作为氟硅材料上游原料，据资料可查有下游产品数千种，其中许多品种极具发展潜力，因此拥有萤石资源或交通运输便利地区的氯碱企业可以打造精细化、高附加值化、规模化的氟化工产业集群[1]。

PVDF树脂主要是指偏氟乙烯（VDF）均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，是一种优质的含氟聚合物，兼具含氟树脂和通用树脂的特性；分子量为40万~60万，结晶度60%~80%，氟含量50%~59%；是一种综合性能优良、用途广泛的热塑性工程塑料。

到目前为止，PVDF树脂能够工业化生产的主要是乳液聚合和悬浮聚合这2种方法。Elf Atochem North America公司采用乳液聚合生产的PVDF均聚物与共聚物。均聚物呈结晶性，含氟量约59%；共聚物是VDF与HFP（六氟丙烯）的无规共聚物。美国Solvay公司和日本吴羽化学工业株式会社采用悬浮法生产PVDF。Solvay将其PVDF分为四种级别：涂料级、乳液、均聚可熔融加工级和共聚可熔融加工级。中国上海有机氟材料研究所开发的PVDF品级有FR-901（注塑型）、FR-902（挤塑型）、FR-903（模塑型）以及FR-904（流涎型）。应当指出，PVDF是合成工艺对性能最敏感的含氟材料之一，合成工艺能改变它的热稳定性、流变性、介电性等。因此，不同公司按不同工艺所生产的PVDF，其主要性能明显不同[2]。

目前，世界上PVDF主要生产厂商有美国Solvay公司、Atofina Chemicals，Inc、3M公司下属的Dyneon公司、日本吴羽化学工业株式会社。在中国，上海三爱富新材料有限公司、晨光化工研究院、浙江化工科技集团公司、浙江巨化集团、江苏梅兰等单位都有PVDF的技术研发和小量生产装置。其中上海三爱富的PVDF树脂生产量最大，某些牌号的质量已经接近国外大公司的水平，在国内处于领先地位[3]。

1.2芳纶纤维化工新材料

芳纶是一种高强度、高模量、低密度和耐磨性好的有机合成的高科技纤维，全称是芳香族聚酰胺纤维。芳纶是当今世界三大高科技纤维（碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维）之一。

全芳香族聚酰胺纤维中已经实现工业化的纤维，主要是对位芳纶（PPTA）和间位芳纶（PMIA）。

氯碱企业可以利用氯氢为原料，发展“氯/氢—间苯二甲酰氯/间苯二胺—间位芳纶；氯/氢—对苯二甲酰氯/对苯二胺—对位芳纶”产业链。

（1）对位芳纶。中国称之为芳纶1414。最突出的性能是高强度、高模量。拉伸强度是钢丝的6倍；拉伸模量是钢丝和玻璃纤维的两三倍；密度却只有钢丝的1/5。主要应用于个体防护、防弹材料、力学橡胶制品（MRG）、高强缆绳、石棉替代品。从国际消费结构看，汽车相关对位芳纶需求量占比达到45%。主要生产商美国杜邦、日本帝人，韩国可隆集团分别为前三名；中国泰和新材、苏州兆达、晨光化工、邯郸硅谷、平煤神马有少量生产。

（2）间位芳纶。中国称之为芳纶1313。具有突出的耐高温、阻燃和绝缘性。主要应用于电绝缘、高温防护服、高温过滤、高温传送带等领域。全球间位芳纶的需求主要分布在电气绝缘纸、防护衣和高温滤料。分别占比达到了34%、29%和20%。美国杜邦年产28万t，全球第一，日本帝人年产2万t；中国实现间位芳纶产业化的企业包括泰和新材、苏州圣欧、广东彩艳等。其中泰和新材间位芳纶生产规模最大，年产能7 000 t，位居全球第二位。

2014年，中国芳纶的市场需求量为3万t。全球市场的20%。中国的芳纶产能约为1.7万t/a，总体市场缺口较大，仍需大量进口。

安全、环保、节能是芳纶的主要应用领域，符合社会发展的潮流。特别是近年来雾霾天气和安全事故频发，石油、煤炭等传统能源日渐枯竭，为芳纶产业的发展提供了契机。预计未来芳纶纤维将有着广阔的市场前景。

其他碳纤维超高分子量聚乙烯纤维玻璃纤维尼龙纤维聚烯烃纤维等请读者自行调研。

食品是关系人民生命健康的关键，随着社会经济不断的发展，我国食品的生产及供给发生了多种变化。当前，我国食品类型繁多、数量充足、供给渠道丰富，食品安全问题却频繁出现，食品中毒人数每年约二十万人至四十万人，严重威胁着人们的身体健康，导致我国饮食行业诚信遭受破坏，甚至在一定程度上影响社会经济的健康发展。

1.3高性能有机硅化工新材料

有机硅也称为硅酮（silicone），是一类分子链以硅原子与氧原子相结合的键能很高、不易断裂的聚硅氧烷（polysiloxane）。有机硅品类繁多，功能独特、用途广泛，是国民经济生活不可或缺的重要化工材料，被誉为“工业味精”“科技发展催化剂”。如硅金属键化合物，室温硫化硅橡胶和硅烷偶联剂，生物和医用有机硅高聚物，正向更广阔的领域发展。

氯碱企业可以氯气为原料，形成 “氯气—氯化氢—甲烷氯化物—二氯硅烷/三氯硅烷/多氯硅烷—高性能硅橡胶/硅油/硅树脂”产业链。

不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。最常见的是甲基硅油。用作阻尼硅油、扩散泵硅油、液压油、绝缘油、热传递油、刹车油等。硅橡胶由线性聚硅氧烷混入补强填料，在加热加压条件下硫化生成的特殊合成弹性体。用作胶管、胶条、粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料等。硅树脂热固性的塑料，它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性。作为有机硅绝缘漆、有机硅涂料、有机硅塑料和有机硅粘合剂等。

2012-2017年硅氧烷需求增速由年均15%降低至10%，按10%速度增长推算，2020年中国硅油和硅橡胶的产量分别达48万t/a和140万t/a。全球主要有机硅企业有道康宁、瓦克、迈图、中国蓝星和日本信越。中国宏达新材、蓝星-罗地亚、硅宝科技、新安股份均有量产。国内有机硅行业主要集中在中低端产品，中端产品企业有蓝星-罗地亚和宏达新材。高端产品匮乏，主要依赖于进口。

1.4聚苯硫醚化工新材料（PPS）

聚苯硫醚（PPS）作为特种工程塑料，1968年，美国菲利普石油公司成功研制出了采用对二氯苯和硫化钠为原料，在有机溶剂NMP中进行溶液聚合称聚苯硫醚的方法，这是真正意义上实现了具有工业生产价值的聚苯硫醚合成路线。

聚苯硫醚合成工艺路线较多，主要工艺路线有硫化钠法（又称Phillips法）、硫磺溶液法、氧化聚合法、对卤代苯硫酚盐熔融或溶剂缩聚法、硫化氢法等。

其中Phillips法较适合氯碱企业生产，以氯为原料，形成“氯—对二氯苯—聚苯硫醚”产业链，该法是以对二氯苯和硫化钠在极性溶剂中通过缩合反应得到聚苯硫醚。

目前，全球主要PPS生产商有美国菲利普斯化工、日本东丽工业、泰科纳工程塑料公司、大日本油墨、日本东曹保士谷和德国拜耳材料科学等。中国的天津合成材料研究所、广州化学试剂二厂、四川自贡化学试剂厂、河北工业大学化工学院及广州化工研究所均有此技术的研发。四川得阳化学有限公司、四川得阳特种新材料有限公司、昊华西南化工有限公司、广安玖源新材料有限公司、四川广通化工新材料有限公司等均有此产品生产。

1.5聚碳酸脂化工新材料

聚碳酸酯的化学名为2，2一双 （4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯，常缩写PC（Polycarbonate），是一种无味、无毒、透明的无定形热塑性材料，是分子链中含有碳酸酯链一类高分子化合物的总称，聚碳酸酯可分为脂肪族、脂环族、芳香族等几大类。双酚A型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一，因为在所有聚碳酸酯中只有双酚A型聚碳酸酯最有使用价值。

PC与PA（尼龙，Polyamide，聚酰胺）、POM（Polyacetal，Polyoxy Methylene，聚甲醛）、PBT（PolybutyleceTerephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯）及改性PPO（Poly Phenylene Oxide，聚苯醚）一起被称为五大通用工程塑料。

氯碱企业可以以氯碱为原料，形成“氯/碱-二氯甲烷/光气-聚碳酸脂”产业链。

目前，国际上聚碳酸酯工业化生产技术主要有3种：光气化界面缩聚法（简称光气法）、酯交换熔融缩聚法（简称酯交换法，也称本体缩聚法）和非光气法。

常用的光气法也称为表面聚合法，是直接采用光气作单体，以二氯甲烷和水的悬浊液作为聚合溶剂，和双酚A（BPA）及钠盐光化合成聚碳酸酯的方法。

酯交换熔融缩聚法，又称本体聚合法，也是一种间接光气法工艺。苯酚经光气法反应生成碳酸二苯酯（DPC）；然后在高温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A进行酯交换反应，生成低聚物；再进一步缩聚制得PC产品。

旭化成非光气法新工艺以 CO2、环氧乙烷（EO）、BPA为原料，生产高纯度、高性能的PC树脂，以及高纯度一乙二醇（MEG）2种产品。韩国LG化学公司开发非光气法工艺制取聚碳酸酯树脂，该工艺使用新催化剂以及聚合和结晶组合工艺，可减少投资费用70%。LG化学工艺采用碳酸二甲酯（DMC）和苯酚反应蒸馏生成碳酸二苯酯（DPC），然后采用专用催化剂在单一反应器中，使DPC与双酚A（BPA）熔融缩聚并结晶。GE塑料和拜耳公司都开发了各自的非光气法生产技术，并推向工业化生产。此外，旭化成/奇美和三菱化学/三菱瓦斯化学及帝人公司也都开发或正在开发各自的非光气法路线。

中科院长春应用化学研究所、武汉化工学院、中国科学院成都有机化学公司、天津大学、兰州大学等均有此技术研发。其中上海华谊集团、大连齐化公司、四川绵阳化工公司、重庆长风化工有限公司、银光化工集团有限公司等已量产。

其他类似化工新材料如聚甲醛、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮等读者自行调研。

1.6高性能聚氨脂（原料MDI、TDI、PPG）

德国化学家拜尔于1937年发现了异氰酸酯与活泼氢的反应，开始了聚氨酯（PU）树脂的研究和应用。聚氨酯树脂又被称做聚氨酯弹性体（PUR），是一种性能介于塑料和橡胶之间的特种材料，具有高强度、耐磨耗、抗撕裂、挠曲性能好、耐油和良好的血液相容性等优点。因此在工业、农业、军事、航空、医学等领域有广泛的应用，需求量很大。

氯碱企业利用氯氢为原料，形成“氯/氢—聚醚多元醇/MDI/TDI—聚氨脂”产业链。

该产业链既适合东部发展，也适合西部建设，原料烯烃可以来自煤制烯烃或进口轻烃制备；BDO西部可以采取炔醛法，东部可以采用C4法；乙二醇可以采用煤制乙二醇或乙烯-环氧乙烷路线；甲醇来源可以考虑煤化工或进口中东资源；氢气来源可以多元化如氯碱氢、煤制氢、甲醇制氢、有焦炉气和大型化肥企业资源地区也可以采用焦炉煤气制氢和变压吸附利用驰放氢等。该产业链应着重发展下游聚氨酯材料和制品，加快高性能聚氨酯材料的研发、生产与应用，形成产业集群[1]。

世界聚氨酯市场主要集中在美国、西欧、亚太（日本、韩国）和中国。聚氨酯主要原料为PPG（聚醚多元醇）、TDI（甲苯二异氰酸酯）、MDI（二苯基亚甲基二异氰酸酯）。聚氨酯制品产业主要分布在聚氨酯泡沫、弹性体、纤维（氨纶）、聚氨酯合成革、鞋树脂、聚氨酯涂料、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯铺装、防水材料等产业。制品种类主要包括软泡、硬泡、弹性体、纤维、合成革、防水铺装材料、胶粘剂、密封剂和涂料等，其中软泡和硬泡比例最大。软泡中以家具、床垫、汽车、地毯为主；硬泡以建筑保温和工业绝热为主。高性能聚氨脂在许多领域展现出良好的前景，如高铁用聚氨酯、枕木材料、输变电聚氨酯材料、船舶桥梁用聚氨酯弹性体、太阳能电池用弹性体薄膜材料、太阳能光伏模、块框架用聚氨酯材料、聚氨酯光电板材料、风力发电、机叶片材料、聚氨酯相变储能新能源材料、轨道交通、减震材料等。聚氨酯在海洋装备、深海油气输送、现代汽车等高端装备制造业领域也有重要的应用。

PPG（聚醚多元醇）主要生产商有陶氏化学、拜耳、巴斯夫；中国主要有上海高桥石油化工公司、中海壳牌石油化工有限公司、山东东大化学工业 （集团）公司、广州宇田聚氨酯有限公司、南京金浦锦湖石油化工有限公司等。

全球MDI主要生产商有万华化学集团公司、Bayer、BASF、、Huntsman、DOW、日本聚氨酯工业公司等。

TDI主要采用液相光气法工艺路线。主要生产企业包括拜耳、巴斯夫、日本三井化学、万华化学集团公司、沧州大化股份有限公司、韩国KPX Chemial集团、中国兵器工业集团。

1.7羧甲基纤维素（CMC）及纳米纤维素。

羧甲基纤维素（Sodium Carboxymethyl Cellulose）简称CMC，是天然纤维素通过化学改性而制得的一种高聚合纤维醚，其结构主要是D－葡萄糖单元通过β（1→4）糖苷键相连接组成。其主要反应为天然纤维素首先与NaOH发生碱化反应，随着氯乙酸的加入，其葡萄糖单元上羟基上的氢与氯乙酸中的羧甲基基团发生取代反应。

氯碱企业可以氯和碱为原料，形成 “氯—氯乙酸—羧甲基纤维素钠”的产业链。

（未完待续）

Breakthrough and development of chlor alkali enterprises under the new norm

ZHANG Si-qi
（Wuhu Ronghui Chemical Co.Ltd.,Wuhu 241022，China）

This paper analyzes the economy under the new normal chlor alkali industry conditions，proposed the breakthrough and development of chlor alkali enterprises in several directions.

chlor-alkali；new material；development

TQ114

A

1009－1785(2016)11-0001-04