氯碱 技术进步产业升级
离子膜烧碱比例达到76%
氯碱是以盐和电为原材料生产烧碱、氯气的基础原料工业。氯碱产品品种多、关联度大,其下游产品达上千个品种。“十一五”时期,我国氯碱行业发展迅速,烧碱 和PVC产量都已居世界首位,有力地推动了相关产业的发展。
——产能产量大幅增长,企业规模明显扩大 “十一五”时期,氯碱工业发展速度快,产量增幅大。2006年中国烧碱产量达到1512万吨,位居世界首位。2007年中国聚氯乙烯产量达972万吨,超过美国,成为世界第一生产大国,成为名副其实的氯碱大国。2010年我国烧碱产能2884万吨,产量2106万吨;PVC产能1923万吨,产量1128万吨。
经过产业政策调控,市场引导,原料路线、工艺技术改造和企业整合,使我国烧碱生产企业规模得到进一步提高,2005年平均规模为6.3万吨,前十家企业平均产能30万吨,2009年全行业平均产能超过9.6万吨,前十家企业平均产能达到 44万吨, 40万吨以上烧碱企业增至13家,40万吨以上PVC企业增至12家。在向集团化的同时,园区化发展也取得进展,诞生了上海化工区氯的多次循环利用模式和新疆天业上下游综合利用模式。
——产业结构得到升级,西部崛起比重增加 烧碱方面,工艺先进、清洁、能耗低的离子膜法技术得到广泛应用,离子膜烧碱迅速增加。2005年离子膜法烧碱的比例仅为26%,2010年增加到76%。PVC方面,乙炔法PVC成为主导,乙炔法PVC的比重从2005年的57%增加至2010年的80%。
“十一五”时期,中西部地区氯碱工业迅速崛起,氯碱工业生产重心向中西部转移的趋势日益 明显,中西部氯碱企业发展过程中呈现出了显著的资源导向特征。2005年中西部地区PVC产能仅288万吨,占全国的31%;2010年中西部PVC产能预计819万吨,占全国的比重提升到43%。
——技术进步实现突破,装备水平不断提高 “十一五”时期,一批先进生产工艺得到开发和利用。一次盐水精制技术相继开发了陶瓷膜过滤器和CN过滤器,效果良好,保证了离子膜法烧碱装置的安全稳定运行。寿光新龙电化集团实验成功的干法乙炔发生工艺,产生的电石渣为含水量4%~10%干石灰粉,电石水解率大于99%,节水可达到90%左右,克服了以往湿法制乙炔耗水量较大,并产生大量电石渣的缺陷。石家庄市科创助剂有限公司研制成功的粉状复合氯化低汞触媒,可重复使用5次以上,它可使氯乙烯反应更加平稳易控,其反应活性、选择性和使用寿命均优于普通高汞触媒。
“十一五”时期,我国氯碱装备自主创新能力不断提高,进一步提升了我国氯碱的竞争力。2008年蓝星北京化工机械有限公司已经研制开发自然循环膜极距离子膜电解槽,并在河北冀衡化工有限公司运行,指标达到设计要求。聚合釜向大型化的发展,135立方米大型聚氯乙烯聚合釜投入运行,自动控制系统(DCS)也得到普及。特别值得一提的是离子膜国产化技术的突破,2010年山东东岳掌握了离子膜从原料树脂到离子膜交换膜工业品的全套配制技术。
——市场实现全球化,国际话语权增强 随着氯碱工业快速发展,我国烧碱和PVC在世界总产能的占比不断上升。2005年我国烧碱和PVC在世界的占比分别为23%和25%。到2010年则提高到38%和40%,均增加15个百分点,在国际市场的话语权大大增强。
“十一五”时期,参与国际市场竞争能力大大提高,烧碱、PVC市场遍布全球。PVC由进口国变成出口国,出口量不断增加。“十五”期间,我国PVC年均纯进口36.3万吨。而“十一五”时期,年均纯出口40.3万吨。烧碱出口大增,“十五”时期,年均出口仅50.5万吨,而“十一五”时期,年均出口量提升至157万吨,平均每年增加100万吨。
无机盐平稳发展实力增强
稀土萤石资源得到有效保护
无机盐行业是重要的基础原材料工业,有22个系列1300多种产品。“十一五”时期,无机盐工业取得了长足的进步。目前我国无机盐行业已经具备相当的规模和基础,门类齐全,品种配套,成为世界上最大的无机盐生产国、出口国和消费国。2009年我国总产量已经超过5000万吨,出口量达到1205万吨。
——结构调整取得进展 “十一五”时期,我国无机盐产品规格增加,档次提高,产能和产量普遍增长。钾盐实现大发展,建成青海察尔汗和新疆罗布泊两大基地,生产技术和单套生产装置达到或者接近国际先进水平。纳米、晶须、高纯、表面处理改性无机盐产品发展突出,纳米碳酸钙年产量达到数十万吨。阻燃灭火剂、催化剂 、医药级高纯试剂等无机产品发展形势良好,而黄磷、重铬酸纳、铬酸酐、氰化钠、硫化碱等高污染高环境风险的产品随着落后产品的加快淘汰,增速回落,一些产品出现负增长。无机盐产业规模提高较大。行业集中度有了明显提高,行业生产布局得到调整,资源配套趋于合理。重铬酸钠企业平均产能超过2.6万吨;饲料磷酸盐产能进一步向优势地区和优势企业集中,四川、云南两省产能占全国的70%以上,而龙蟒、川恒、新龙3家又占据其产能的60%;钡盐生产逐步从远离原料产地的山东、河北转移到贵州、陕西。
——技术进步明显加快 “十一五”时期,铬盐行业开发了无钙焙烧法、液相氧化法重铬酸钠生产技术。湿法磷酸净化生产工业级及食品级磷酸已经实现大规模工业化生产。二硫化碳开发出连续流化床焦炭法新工艺,能耗与传统的焦炭法相比降低一半以上,成为世界上最先进的二硫化碳生产技术。产业结构调整进展加快,硅酸盐、磷化工、无机氟化物、钾肥及钾盐、氯酸盐、氰化物、过氧化物与上下游偶联,拉长了产业链,实现了资源有效利用,减少了污染物排放,提高了产业水平。无机盐企业还与科研院所相结合,研发了超净高纯级产品,如电子级H2O2、H3PO4、HF、PH3、磷酸盐等,半导体、集成电路支撑材料实现本地化的条件基本成熟。
——综合利用水平提高 “十一五”时期,无机盐行业积极推广清洁生产工艺,加强资源综合利用,淘汰能耗高、效率低、污染重的工艺技术和设备,对重污染产品如铬盐、氰化物等强化生产许可证管理,提高准入门槛。窑炉尾气余热利用、净化除尘及其综合利用方面技术发展快,推广力度大,节能减排效果显著。铬盐行业开发了铬渣替代消石灰作熔剂用于烧结炼铁,用作水泥添加剂和矿化剂,制低铬铸造铁,高温熔融制水泥联产铬铸造铁及钾肥等十多种综合利用技术,有多家铬盐企业用这些技术解决了历史遗留的铬渣问题。
——资源保护成效显著 “十一五”期间,通过实施了严格的开采总量控制和出口政策措施,有效地保护我国稀有且国际上占优势地位的稀土、萤石等化工矿产资源。稀土方面,国家相继出台了一系列措施,稀土产品价格过低的局面已得到了扭转,争得了国际“话语权”。2007年起,国家对稀土矿产品实行指令性计划,稀土主产区内蒙古、江西、四川、广东、福建等省区,加大了开采秩序整顿和资源整合力度。2008~2010年,国家在原有的稀土生产指令性计划控制产量、减少稀土出口配额等紧缩政策基础上,又逐步开始实施政府和企业集中收储制度,并拟定出台行业准入制度、环保新标准等多项政策调控。随着矿产资源秩序整顿和产业结构调整的深入,稀土产品价格也连年回升,稀土这一战略性资源得到了有效地保护。萤石方面,国家不断加强对萤石出口的控制,多次整顿采矿秩序,将萤石出口纳入配额管理,对出口配额招标制度进行改革,并将萤石列入加工贸易禁止类商品目录,同时逐步提高了萤石出口的关税税率,使我国萤石出口量逐年递减约10%。
基本有机原料 发展登上新台阶
主要化纤原料产能产量增幅超过100%
基本有机化工原料主要包括烃类及衍生物、醇类、酮类、酚类。我国石化产业正处于快速成长期,对有机化工原料需求巨大。有机化工原料是基本化学品中缺口最大的,要大量进口来满足国内需要。“十一五”时期,基本有机化工原料保持快速发展势头。
——自给水平不断提高 “十一五”期间,基本有机原料行业抓住石油化工特别是乙烯工业加快发展的有利时机,加快了发展步伐,成为发展速度最快的5年。主要有机化工原料乙二醇、对苯二甲酸、丙烯腈、己内酰胺、丁辛醇、丙烯酸及酯、MIBK、环氧丙烷、环氧氯丙烷、双酚A、己二酸、己二腈、MEK、TDI、MDI等产品的产能、产量都有较大的增长,自给率也有不同程度的提高。部分品种如醋酸、1,4-丁二醇、醋酸乙酯等产品2010年国内产能也已经能够满足市场需要。
——科技进步成效显著 “十一五”时期,有机化工原料行业研发出一批具有国际水平的先进技术。烟台万华聚氨酯股份有限公司“20万吨/年大规模MDI生产技术及产业化”,解决了原有生产过程中一系列的技术难题和工程放大中的技术瓶颈,形成了世界上单套规模最大的20万吨/年的连续化MDI生产成套技术,并成功实现了工业化,打破了跨国公司对这一领域长达40年的技术封锁,整体技术及产品达到国际领先水平,其中高端产品超过国外最高水平。由山西大学与三维集团联合开发的炔醛法1,4-丁二醇生产用二段加氢催化剂,在相同工艺条件下,与进口催化剂相比,产品收率由原来的91%提高到96%,副产物甲基丁二醇含量由0.25%降至0.15%,使用寿命由6~8个月延长至10个月以上。
——投资主体呈多元化 国内有机化工原料产不足需,市场空间十分巨大,给我国基本有机原料行业发展创造了有利的条件。“十一五”期间,基本有机原料吸引了国外资本和民间资本,投资主体呈现多样化的趋势,兴建了一大批先进的新型装置。有的产品,非国有企业已经成为投资主力。如PTA,我国除中国石化扬子和中国石油辽化各新增1套装置外,其余新增装置均在民营和合资企业,形成了国企、合资、民营三足鼎立的格局。
——化纤原料迅速崛起 “十一五”时期,为化纤生产配套的有机原料快速发展,为满足化纤工业发展需要作出了很大贡献,PX、PTA等化纤原料产量大幅增长,强势崛起。2005年国内PX生产厂家有8家。2006~2010年国内先后有9 套新增装置投产,2010年中国PX总产能将达到822.5万吨,PX产量约为745万吨,PX自给率由2005年的59.2%上升到2010年的73.4%。2005年我国PTA产能为609.5万吨,产量为556万吨。2006~2010年产能扩张迅速,2010年产能为1547万吨,产量可以达到1397万吨。生产厂家由2005年的12家上升为19家,PTA自给率由2005年的46.11%上升到2010年的70.80%。
塞拉尼斯公司位于南京化工园区的年产60万吨年醋酸装置2007年投产,时为世界第二、国内第一的大型醋酸装置。 (本报记者 张育 摄)
电石 调整结构淘汰落后
淘汰落后产能四百万吨
电石是有机合成工业的重要原料,主要用于生产乙炔,进一步生产聚氯乙烯、醋酸乙烯、氯丁橡胶、三氯乙烯等化工产品。我国独具特色的电石法PVC,不仅为国家节约了大量石油资源,也为广大消费者使用物美价廉的PVC等电石下游产品提供了前提和保证。但作为传统的“两高一资”行业,电石行业存在装置规模小、能耗高、含尘废气排放量大等问题。“十一五”时期,电石生产技术不断改进,安全生产水平不断提高,能耗、物耗持续下降,污染物排放量也得到有效控制。电石生产设备已经完全实现国产化,国内科研院所和设备制造企业已经完全掌握大型密闭式电石生产装置的设计、制造。能耗低、污染排放量少的大型密闭式电石炉在行业内得以迅速推广,促使电石行业整体水平不断提高。
——规模扩大,产业集中度提高 2005年,我国拥有电石企业440多家,电石产能1700万吨,产量894万吨,平均每家企业年产量仅2万吨,年产量超过10万吨的企业仅占电石企业总数的1.4%。2010年,我国电石产能2400万吨,产量1470万吨,分别是2005年的1.41倍和1.64倍。符合《电石行业准入条件》的企业共312家,企业平均规模6万吨/年,年产能10万吨以上的企业数量超过10%,最大厂家的生产能力已近百万吨/年。
——淘汰落后产能,提高准入门槛 淘汰落后是电石行业“十一五”时期最大的亮点。据统计,2006年电石行业淘汰落后产能57万吨,2007年淘汰了79.5万吨,2008年淘汰了104.8万吨,2009年淘汰了46.7万吨。2010年国家要求各地再淘汰落后产能71.8万吨,加上各省为保自己节能减排任务而自行加码的电石淘汰量,淘汰总量将超过100万吨。整个“十一五”实际淘汰电石产能约400万吨,为“十一五”规划确定的淘汰电石落后产能200万吨目标的2倍。目前,6300千伏安以下电石炉全部被淘汰,1.25万千伏安以下的内燃炉也基本上被淘汰。2007年10月,《电石行业准入条件(2007年修订)》颁布实施,对电石产业布局、规模、工艺与装备,以及能源消耗与资源综合利用指标均做了明确规定,为电石企业技术改造指明了方向,使随后新建的电石项目,全部实现了大型化、密闭化和废气资源利用化。
——产业结构优化,节能减排成效显著 “十一五”时期,电石行业积极推广大型密闭式电石炉、中空电极和炉气综合利用技术。2005年,我国密闭电石炉产能不足总产能的10%;1万~5万吨内燃式矿热炉产能占65%,1万吨/年以下的敞开炉产能占30%;电石行业每年排入的含尘烟气高达700多亿立方米。经过5年的发展,2010年电石行业40%以上为大型密闭电石炉;45%以上的电石炉尾气得以回收利用,单位产品综合能耗降低15%。按每使用1吨电石炉尾气节约168千克标煤计算,“十一五”期间,电石行业共节约标煤350万吨,减排二氧化碳1500万吨。
——消费结构趋于合理,行业抗风险能力明显增强 2005年, PVC领域消费的电石超过电石消费量的76%。而今,电石消费领域已经扩大到醋酸乙烯、聚乙烯醇、金属焊接和切割用乙炔、氰氨化钙(石灰氮)、氯丁橡胶、1,4-丁二醇、乙炔炭黑、钢铁冶炼脱硫剂等十多个领域,PVC电石消费量所占比例降至60%以下,消费结构渐趋合理,行业抗风险能力明显增强。
内蒙古白雁湖化工股份有限公司于2008年底淘汰了2座6300kVA电石炉,同时兴建了2台3万kVA全密闭电石炉,新电石炉于2009月上半年投产,目前运行状况良好,已分别达产达效,年产商品电石12万吨。图为3万kVA大型全密闭环保电石炉生产装置。 (本报记者 呼跃军 摄)
纯碱由大向强稳步迈进
企业平均产能达到55万吨
“十一五”时期是纯碱工业发展最快的5年,也是向纯碱强国稳步迈进的5年,行业整体水平取得实质性提高。“十一五”时期,纯碱行业有以下几个特点:
——产能产量大幅提高 经过5年的快速发展,至2010年纯碱产能达到2510万吨,比2005年的1551万吨增加959万吨,年均递增10%以上。2010年纯碱产量预计2000万吨,比2005年的1410万吨增加590万吨,年均递增8%以上。在三种生产工艺中,联碱增长幅度最大,5年间共增加650万吨,增长了98%,接近翻一番;氨碱增加了230万吨,增长29%;天然碱增加71万吨,增长80%。在生产发展的同时,出口稳步增长。纯碱出口每年都在稳步增长。2009年出口了230万吨 创历史最好水平。经过多年的努力,目前我国纯碱在国际市场的份额、客户群基本稳定。
——企业规模明显壮大 2005年纯碱产能超过百万吨的企业只有山东海化和唐山三友2家,2010年共有9家企业产能超过百万吨,其中产能最大的山东海化达到 300万吨。9家企业合计产能达到1410万吨,占全行业总产能的60%以上,行业集中度明显提高。2005年10万吨左右的纯碱企业有20家,最小规模只4万吨,平均产能为36万吨;至2010年,所有的纯碱企业产能都在20万吨以上,平均产能达到55万吨,比2005提高了将近20万吨。
——装备水平明显提高 “十一五”时期,纯碱行业的工艺技术和装备经过不断的创新,正在接近或部分已达到了国际先进水平。包括所有9家的百万吨级企业在内的十几家大型企业用上DCS,行业自动化水平得到明显提高。纯碱行业积极淘汰落后设备,装置设备向大型、节能、高效发展。纯碱待业的主要设备如碳化塔、煅烧炉、滤碱机实现大型化、国产化,为纯碱行业发展创造了有利的条件。成达工程公司开发的外冷碳化塔,单塔产量大, 操作平稳简单,节能效果显著。
——节能环保成效显著 “十一五”时期,纯碱行业能耗降低20%以上。原料消耗也大幅度降低,氨碱法氨耗从2005年的6~8千克降低至4~5千克;联碱法氨耗从400千克降低至350~360千克。青岛碱业开发的干法加灰新工艺,与其他方法相比,每吨碱减排2立方米。联碱法的废水排放量从“十五”末的平均8~10立方米降到平均4立方米左右。个别企业甚至接近零排放。纯碱行业大力推广新型变换气制碱技术。运用该技术,合成氨吨碱电耗可降低100~120千瓦时,联碱吨碱电耗降低60千瓦时;节汽约70~110千克/吨碱,煅烧工段可提高生产能力10%左右;平均估算节水量为15~25千克/吨碱,生产系统为闭路循环系统,无废水排放。
——质量水平明显提升 “十一五”时期,我国纯碱质量指标经几次修订,不断提高,纯碱质量能够满足国内各下游行业及出口的要求。通过加强全面质量管理,提高管理水平,纯碱的质量水平除盐分单项指标外,其他指标均达到国际水平,有些指标甚至达到国际先进水平。通过调整结构,重质碱的比例达到40%以上,干铵的比例达到50%以上。
山东海天生物化工有限公司是2008年6月新投产的大型氨碱企业,年产能达到120万吨,跻身纯碱行业9大企业之列。图为该公司石灰窑装置。 (淳建 摄)