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氯碱产业发展分析
氯碱产业发展分析
氯碱工业属于基本化工原料工业,除应用于化学工业本身外,在轻工、纺织、石油化工、有色冶金和公用事业等领域也均有很大用途。
氯碱工业的主要产品——烧碱、氯气、氢气还被广泛应用于医药、冶金、电力、国防、军工、建材和食品加工等工业部门,耗碱和耗氯产品,已达数千种。
据测算,每万吨氯碱可创造5—7亿元工业产值。
一、氯碱工业的主要产品用途:
造纸、纺织、制铝、石化、农药、氯产品、含氯溶剂等。
(一)烧碱
烧碱,是一种白色半透明状的结晶体。
纯的无水氢氧化钠,潮解性极强,易溶于水,溶液呈强碱性。
其水溶液由于浓度不同,可以生成含有1、2、3.5、4.5和7个水分子的水合物。
氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油;但不溶于乙醚、丙酮、液氨。
烧碱的主要用途最早从制造肥皂开始,逐渐用于造纸、纺织、印染等方面;制铝工业及60年代后石油化工的发展,进一步扩大了烧碱的用途。
西欧国家碱(包括纯碱和烧碱)的消费构成化学品32%、玻璃18%、纸及纸浆13%、制铝7%、肥皂及清洗剂6%、人造丝及赛璐珞2%、石油工业3%、纺织品2%、水处理1%、其他16%。
(二)氯
氯略溶于水,在阳光下,氯水性不稳定,常放出氧,具有氧化作用,广泛用来消毒和杀菌。
氯为活泼元素之一,除氧、氮、稀有气体、溴、碘、碳等外,能与一切单质,及多种含氢化合物反应,故用作强氧化剂和氯化剂。
氯气主要用途是通过二氯乙烷和氯乙烯单体生产PVC,约占氯气消费量的34%;20%用于生产有机物;6%用于水处理化学品;6%用于氯化中间体;4%用于造纸;2%用于无机物。
据中国环氧树脂行业协会专家介绍,氯气产品链下游四大主要领域PVC、环氧丙烷、环氧氯丙烷和光气系列(聚碳酸酯、MDI、TDI等)。
PVC:
中国PVC树脂生产企业众多,但多数以电石乙炔为原料,采用乙烯为原料生产PVC树脂的只有上海氯碱公司、齐鲁石化公司、天津大沽公司和北京化工股份有限公司。
近年来建设了一些PVC树脂装置,直接从国外进口氯乙烯单体生产PVC树脂。
中国PVC树脂聚合技术主要采用悬浮法,约占总生产能力的90%。
全国各PVC树脂企业具体分布情况如下:
81家
1、东北区域:
包括辽宁、吉林、黑龙江三省,有PVC树脂企业6家。
2、华北区域:
包括京、津、冀地区,共有PVC树脂企业9家。
3、山东地区有PVC树脂企业9家,分别是齐鲁石化、青岛海晶、德州石化、济宁中银和潍坊亚星、山东恒通、山东博汇、山东寿光新龙电化、山东海化。
4、华中区域:
包括湖北、湖南、江西、河南、安徽五省,共有PVC树脂企业16家。
5、华南区:
包括广东、福建、广西、海南四省,PVC树脂企业4家。
6、华东区:
包括江、浙、沪三省市,共14家。
7、西南区:
包括四川、云南、贵州及重庆四省市。
共有6家。
8、西北区:
涵盖了山西、陕西、宁夏、甘肃、内蒙、新疆、青海、西藏8省,共有16家。
全球十大PVC企业
序号
公司
能力
收购扩建
扩产
1
Shinetsu(日本信越)
312
61
2006年30荷兰
2
Fpc(台塑)
268
19
大陆30
3
Oxychem(美国西方石油化学品)
210
4
Evc(欧洲乙烯)
133
5
georgiagulf(美国吉昂)
125
6
Lg(韩国LG)
111
13
2006年中国45
7
Solvin(比利时苏威)
76
8
Taiyo(日本大洋)
61
9
Atofina(法国阿托)
59
10
Lvm(荷兰)
58
总计
1412
93
全球
3386
155
比例%
42%
60%
环氧丙烷:
国内环氧丙烷行业自20世纪90年代初期开始,消费量保持高速增长,从1990~2005年期间,环氧丙烷消费量年均增长率高达22.6%。
2005年,国内环氧丙烷总需求64.8万吨,装置开工率高达92%,国产率近80%;进口14.6万吨,进口产品中以日本、新加坡为主;国内企业锦西化工、山东滨化自2005年开始有少量出口。
目前国内环氧丙烷下游衍生物主要集中在聚醚多元醇行业。
2005年聚醚多元醇行业消费量占整个环氧丙烷消费量的85%,这一比例远高于全球70%的平均水平。
汽车、家具行业的持续发展,使得高回弹、聚合物多元醇需求保持较快增长。
国家建筑节能政策的推进,未来聚氨酯硬泡行业发展潜力很大。
近年来,随着中国聚氨酯行业的快速发展,国内大量新建、扩建聚醚多元醇工厂,聚醚多元醇自给率逐年提高,到2005年自给率已达83.5%,对于环氧丙烷的需求也大大增加。
2006年以来,中海壳牌25万吨/年装置投产,石大胜华4万吨/年装置投运,山东滨化2006年装置产能较2005年同期增加2万吨/年,我国环氧丙烷生产能力已超过95万吨/年。
随着国内大量新建、扩建装置投入生产,环氧丙烷从供不应求逐步走向平衡。
此外,外商投资步伐加快。
韩国锦湖石油化学株式会社与江苏金浦集团于2006年9月合资组建南京金浦锦湖石油化工有限公司。
新组建的南京金浦锦湖石油化工有限公司依托南京化学工业园区的产业优势,投资建设10万吨/年环氧丙烷一体化装置。
莱昂得尔化学公司和中国石化将在宁波建设世界规模级环氧丙烷/苯乙烯单体(POSM)装置,莱昂得尔化学公司提供其POSM技术。
该装置生产能力为27.4万吨/年环氧丙烷和60.2万吨/年苯乙烯,预计于2009年完成建设。
图1 2001~2006年我国环氯丙烷产量变动轨迹 单位:
万吨
资料来源:
中恒远策根据公开信息收集整理
我国环氧丙烷产量保持了快速持续增长的趋势,年均增长19.11%。
2006年,产能达到95万吨,产量是2001年的二倍。
国内环氧丙烷需求在下游衍生物强劲拉动下快速增长,2005年消费量比1991年增长12倍多,年平均增长率高达22.6%。
2006年,环氧丙烷的表观消费量继续上涨,表观消费量达到80万吨左右。
按表观消费计算,中国环氧丙烷行业国产率在2004为68.7%,2005年为76.9%,2006年上半年为86.3%;按当量消费计算,中国环氧丙烷行业国产率在2004为45.1%,2006年上半年为68.8%。
表明2005年、2006年中国国产环氧丙烷竞争力持续提高。
2006年是国内环氧丙烷装置产能新建、扩建最为密集的一年,全年累计近40万吨新增环氧丙烷产能。
随着今后几年国内多套设备的扩产,环氧丙烷价格竞争将日益加剧。
2005年17500元的历史高价位难以重演,同时也宣告了环氧丙烷暴利时代的结束。
陶氏化学公司宣布,将在张家港建设以环氧丙烷为原料的乙二醇醚装置,该装置定于2008年下半年投产。
陶氏化学公司Dowanol品牌的乙二醇醚应用于电子和涂料工业。
该装置产量将服务于我国国内市场,并向日本、韩国和我国台湾地区出口。
陶氏化学公司在张家港生产环氧树脂、聚苯乙烯和丁苯胶乳。
环氧氯丙烷:
中国已经进入环氧氯丙烷产业大发展时期,但大多数企业采用丙烯法工艺,由于丙烯资源呈全球性紧张局面,因此面临日益沉重的原料压力。
国内环氧氯丙烷几乎都用于制备环氧树脂,中国目前是全球环氧树脂最大生产厂、重要消费国,环氧氯丙烷业迎来了大好发展时机。
然而国内环氧氯丙烷业的进一步发展,必须走原料多元化的道路,日前江苏工业学院公开转让最新研制的甘油法制环氧氯丙烷技术,为该行业发展提供了技术支撑。
环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途十分广泛。
以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强,耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。
此外,环氧氯丙烷还可用于合成硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、(缩)水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品,用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂,用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。
2005年世界环氧氯丙烷的总生产能力约为135万吨/年,产量约为110万吨/年,其中仅美国的环氧氯丙烷年消费量就在50万吨。
我国环氧氯丙烷一直依赖进口,2005年年产能、产量仅10万吨左右,2006年多家工厂装置建成后,年末产能25达到万吨/年左右。
2006年,我国环氧氯丙烷的生产厂家,有博汇化工、扬农化工、鑫岳化工、齐鲁石化、天津化工、巴陵石化,总生产能力为25万吨/年,但半数以上为新增产能,多于第4季度建成投产。
目前国内环氧氯丙烷供求形成平衡格局,但鉴于国内环氧树脂继续高速发展,且国际市场环氧氯丙烷十分紧缺,因此环氧氯丙烷需求依然强劲。
目前世界上70%的环氧氯丙烷是发达国家,用丙烯高温氯化法生产的,每吨产品产生约40吨含甘油和二氯化钠的废水。
由于原油价格飞涨并预期居高不下,各国大力发展生物柴油工业,随之副产大量生物甘油(占生物柴油量的1/10),造成甘油市场过剩、价格大跌。
因此,国际甘油业面临严重过剩,在这种背景下,美国陶氏、法国索尔维都推出并实施生物甘油制备环氧氯丙烷的计划。
我国是能源消费大国,原油自给率只有约50%,大力发展我国的生物质能源是国家既定的长远目标,因此我国未来定有大量的生物甘油资源有待利用。
利用生物甘油为原料生产环氧氯丙烷既能减少国家对石油的依赖,又能促进生物质能源产业的顺利发展,具有重大的经济和社会价值。
光气系列:
聚氯乙烯:
国外有机氯产品远比无机氯产品为多,其中最大的耗氯产品为聚氯乙烯(pvc),目前它是仅次于聚乙烯的世界第二大塑料制品,聚氯乙烯的用途日趋广泛,目前其软制品多为日常生活用品和农用薄膜;硬质聚氯乙烯塑料多用于建筑材料,卫生设备等。
美国80年代初用于建材的聚氯乙烯塑料已占总量的半数以上。
聚氯乙烯能与醋酸乙烯、偏二氯乙烯、丙烯等第二单体共聚,制造塑料、涂料、纤维等用,它的透明度比聚乙烯好,可以注塑。
生产聚氯乙烯塑料与同体积产品比,能量消耗仅为钢的1/3,铝的1/4。
以石油为原料,生产1吨聚氯乙烯只需要石油1.9吨,而制聚乙烯要2.3吨,因而聚氯乙烯将来有可能超过聚乙烯,成为最大塑料品种。
聚氯乙烯加工过程中的改性剂——氯化聚乙烯,世界年产量近10万吨,用氯7万吨。
含氯溶剂:
这种产品自50年代初开始发展,代替易燃而且能耗大的石油系溶剂,发展最快的是美国。
含氯溶剂主要是指三氯乙烷(ch3ccl1),又名甲基氯仿,可用于脱脂清洗衣物、印刷电路等,其毒性小于三氯乙烯、四氯乙烯,生产每吨产品耗氯1吨左右,因此它是很好的平衡氯的产品。
在中国三氯乙烷尚处于发展阶段。
丙烯系列氯的衍生产品:
这一系列的主要产品为环氧丙烷和环氧氯丙烷。
环氧氯丙烷全世界产量在50万吨以上,是生产环氧树脂的主要原料。
环氧丙烷虽不含氯,但间接消耗大量氯。
氯丁橡胶:
现在全世界年产约65万吨,用来制做合成橡胶并以耐氯耐油著称。
氟氯烃:
氟氯烃除用作制冷剂外,还是制聚四氟乙烯的主要原料。
(三)副产氢
氢是一种无色、无味、无臭易燃的气体。
在各种液体中溶解甚微,难于液化,液态氢是无色透明液体,有超导性质。
氢是最轻的物质,与氧、碳、氮分别结合成水、碳氢化合物、氨等,在空气中含量为4-47%(体积)时,即形成爆炸性混合气体。
氯碱工业副产品氢也是对国民经济发展非常重要的原料。
除用于合成Hcl制盐酸和PVC外,另一大用途是植物油加氢生产硬化油。
还用于炼钨、生产多晶硅等金属氧化物还原,有机化合物的合成加氢等。
氯碱市场行情分析
2004年以来随着全球经济复苏、需求转强,加上欧美许多生产商不堪成本重负关闭了生产装置,世界氯碱市场由供应过剩转为供应紧张,产品价格上涨、利润全面恢复。
但由于前几年氯碱产业盈利不佳挫伤了生产商的投资积极性,北美和西欧在增加新产能方面投入不足,预计今后几年世界氯碱市场供应将持续保持紧张状态。
据了解,2005年世界氯碱总产能约6100万吨、烧碱产量约5450万吨、氯气产量约4950万吨,氯及烧碱销售收入约160亿美元。
世界氯碱生产集中度比较高,目前共有500多家氯碱企业,其中近半数在亚洲,但其规模普遍较小。
除亚洲外世界氯碱生产主要集中于若干大型跨国公司,其中11家最大氯碱企业烧碱产能占世界总产能的37.4%。
陶氏化学、OccidentalChemicals、PPGIndus鄄tries、奥林和台塑5家公司的烧碱产能占美国总产能的79%,苏威、IneosChlor和拜耳等10家公司的烧碱产能占西欧总产能的77%。
今后一段时期,随着市场需求增速放慢和老装置淘汰,欧、美、日等发达地区氯碱产业发展方向将是总产能下降,但集中度进一步提高。
目前世界烧碱生产工艺主要有离子膜法、隔膜法及水银法,另有少量苛化法。
离子膜法能耗低,产品纯度高,污染小,操作成本低,是新建烧碱装置的首选。
从2006年下半年开始,世界范围内一批新建氯碱装置陆续投产,氯碱产品价格可能将从峰值转入下降周期。
由于亚洲对氯产品和烧碱需求非常旺盛,大部分新建装置分布在亚洲,其中中国将占最大份额,中东地区由于生产成本较低也有一些新项目。
氯碱生产过程中会同时按比例产出烧碱和氯气,但市场对烧碱和氯气的需求却不一定符合这一比例,因此烧碱和氯气的平衡将始终是世界氯碱产业发展需要解决的课题。
2005年世界氯气需求量为4975万吨,因此烧碱市场将出现一定程度的过剩。
不过如果能更为有效地利用氯,可在某种程度上缓解氯碱不平衡问题。
趋势分析产业结构调整发达国家氯碱产品市场早已成熟,产能增长缓慢、利润水平降低,技术和市场竞争更为激烈。
美国、日本的大型氯碱企业纷纷实施重组、兼并、收购,以提高核心竞争力,同时实施低成本战略,提高技术和管理水平,重视可持续发展,实施从“末端处理”向“预防污染”转变的战略,水银法和隔膜法工艺装置将逐步被淘汰。
另外由于氯碱产业附加值较低,在能源价格高涨的情况下,将主要通过规模化、集约化、上下游一体化以及精细化等手段增强企业的抗风险能力,氯碱与石油化工的结合将成为产业发展方向。
生产和进出口格局今后一段时期,世界烧碱生产和进出口格局将发生较大变化,产能的增长将主要来自东北亚、东南亚和中东,而北美和西欧等传统烧碱输出地区的产量和比重将有所下降,成为烧碱净进口地区。
中东拥有丰富而廉价的石油资源,在出口过剩烧碱方面有很强的实力;东北亚(中国、韩国等)烧碱产量增长很快,具有较强的烧碱出口潜力。
澳大利亚、牙买加和苏里南等世界铝生产大国仍将是烧碱的主要进口国,年进口量在140万吨左右。
在技术发展方向上,世界氯碱技术发展总体方向是规模大型化,节能降耗技术将成发展重点。
新建和扩建氯碱产能90%以上将采用离子膜法工艺,离子膜烧碱生产技术发展方向主要是高性能离子膜和电解槽技术的改进和应用。
离子膜主要是发展低电耗膜、高电流密度下使用的离子膜和高浓度烧碱用膜;电解槽主要是发展常极距、小极距向零极距,降低槽电压和膜-电极一体化技术。
PVC技术发展的主要方向是探索采用价格便宜的乙烷作原料,用直接氧氯化法生产出低成本的氯乙烯单体;改造平衡氧氯化工艺,进一步降低生产成本;进一步解决聚合体系的稳定性及防粘釜问题;改进悬浮聚氯乙烯树脂的粒径分布以及开发使用性能更好的专用树脂,如开发透明度更好的抗冲击氯化氯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚树脂,研制更易于加工的聚氯乙烯薄膜专用树脂,改进丙烯酸酯改性的聚氯乙烯型材专用树脂的生产方法等;在聚氯乙烯树脂加工应用方面,通过共聚和共混改性生产具有特殊性能和用途的聚氯乙烯产品,增加产品附加值。
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