氯堿工業是傳統的資金、技術與能源密集型的基礎化工原料行業,在國民經濟中占有重要地位。其主要產品燒堿、氯氣和氫氣,具有較高的經濟延伸價值,耗堿、耗氯和耗氫產品有數千種,廣泛應用于輕工、化工、紡織、建材、農業、電力、電子、國防、軍工、冶金和食品加工等國民經濟各個部門。作為基本化工原料的“三酸二堿”中,氯堿工業就占據了鹽酸、燒堿兩種。氯堿工業的發展能帶動和促進一大批相關行業的迅速發展,對國民經濟的發展具有重要意義。自建國以來,我國一直將主要氯堿產品產量及經濟指標作為國民經濟統計的重要指標。
中國氯堿工業始于20世紀20年代末期。1929年,國內第一家氯堿廠—天原電化廠在上海正式建立,從此揭開了我國氯堿工業發展的序幕。但在內憂外患的舊中國,氯堿工業不可能有大的發展。解放前夕,我國共有10個氯堿廠(點),年產燒堿只有1.2萬噸,主要氯產品僅有液氯、漂白粉、鹽酸、三氯化鋁等簡單幾種。
新中國成立以后,為滿足國家經濟建設對燒堿和氯產品的迫切需要,各氯堿廠迅速進行了恢復生產和改擴建。“一五”規劃時期,以上海天原化工廠為試驗基地,研制成功我國第一臺接近20世紀50年代世界先進水平的立式吸附隔膜電解槽。這一階段我國燒堿產量實現平均年增長20.3%,為國民建設提供了支撐和保障。
1958年,國家為發展工業建設,在全國布點13個中型企業及一批小型企業。全國氯堿企業數目從10家增加到40多家,氯產品也從解放初期的幾種擴至20余種。伴隨新建企業擴產,作為我國50年代有機氯產品的試驗基地,錦西化工廠在1958年建成了國內第一套3000噸/年懸浮聚合法聚氯乙烯(PVC)生產裝置,隨后在1959年,天津、北京、上海等7套6000噸/年PVC生產裝置相繼投產。在虎克12型吸附隔膜電解槽的基礎上,國內相關技術人員又設計出了虎克16型電解槽及天原32型隔膜電解槽。
1966年,文化大革命爆發。受此影響,國內部分氯堿廠產品質量下降明顯,消耗成本上升,企業經濟效益嚴重滑坡。但在困難的情況下,氯堿行業堅持發展和技術改造,文革末期,行業逐步恢復正常生產。1974年,國內首批40臺30m2金屬陽極隔膜電解槽在上海天原化工廠建成投產,標志著我國氯堿工業技術水平上了一個新臺階。
1978年召開的十一屆三中全會,將全黨的工作重心轉移到社會主義現代化建設上來,在十一屆三中全會精神的指引下,我國氯堿產品產量穩步增長。“五五”末期和“六五”時期,國內燒堿產量年均增長率為5.3%,產量從164.0萬噸增加至235.3萬噸,位居美國、前西德、前蘇聯、日本之后,列世界第五位。
在此期間,國內氯堿行業更為注重產品結構的調整和技術進步。1983年,國家決定停止占總耗氯量近13%的六六六、DDT等有機氯農藥生產,對氯堿行業的“堿氯平衡”產生重大影響。行業和企業積極調整產品結構,聚氯乙烯(PVC)的產量從約32萬噸增加至50.8萬噸,耗氯比例提高,逐漸發展成為最重要耗氯產品。甲烷氯化物、環氧丙烷、液氯、鹽酸、氯化鋇等其他氯產品生產的增長也很快,保證了行業的“堿氯平衡”。在技術進步方面,金屬陽極隔膜電解槽在行業內大規模替代石墨陽極電解槽,有效降低了產品能耗和污染物的排放。
離子膜法制堿技術是20世紀70年代中期出現的具有劃時代意義的電解制堿技術,具有能耗低、產品質量和自動化程度高、無汞和石棉污染等優點,被世界公認為技術最先進和經濟上最合理的氯堿生產工藝。
“六五”期間,在改革開放的有利國際環境下,氯堿行業積極引進國際先進技術,一批采用引進技術建設的離子膜燒堿項目開工。同時,北京化工機械廠引進了旭化成、旭硝子離子膜法電解槽制造技術、陽極活性涂層、活性陰極等技術,采用這些引進技術先后制造了復極式電解槽和單極式電解槽,通過消化、吸收和創新,為今后制造具有自主知識產權的國產化離子膜法電解槽奠定了基礎。
“七五”期間,我國氯堿行業發展速度加快。燒堿產量年均增長率提高到7.3%,1990年燒堿產量達到335.4萬噸,超過前蘇聯和前西德,位居世界第三位。
產品結構得到進一步改善,氯產品達到200余種,主要品種約70個,初步形成了PVC、漂白消毒劑、甲烷氯化物、C2氯溶劑、環氧化合物等幾大類產品。1990年,PVC產量達到78.5萬噸,產量年均增長率為9.1%,耗氯比例繼續提升。
生產規模趨于大型化是“七五”期間我國氯堿工業技術進步的一個重要標志。1988年,山東齊魯石化公司20萬噸/年改性隔膜擴張陽極燒堿裝置和20萬噸/年乙烯氧氯化法PVC裝置投產,成為國內建成的最大規模燒堿、PVC裝置。1990年,上海氯堿總廠建成15萬噸/年離子膜燒堿裝置和20萬噸/年乙烯氧氯化法PVC裝置,并通過技術改造形成20萬噸/年金屬陽極隔膜法燒堿產能,燒堿總產能達到35萬噸/年,生產規模躍居國內首位,并進入世界大型氯堿企業行列。
1986年,從日本旭化成公司引進的我國第1套離子膜法燒堿裝置(1萬噸/年)在甘肅鹽鍋峽化工廠投入運行。齊齊哈爾化工廠、大連染料廠、大沽化工廠、北京化工二廠等引進的離子膜法燒堿裝置也陸續投產。隨后,全國各地數十家企業相繼簽約引進先進的離子膜制堿技術與設備。“七五”期間,我國13家氯堿企業引進離子膜法燒堿能力達37萬噸/年,其中有11家企業的32萬噸/年的生產能力投產。離子膜法燒堿從無到有并形成一定規模,不僅在節能降耗、生產優質燒堿方面做出貢獻,而且為今后離子膜電解技術在國內氯堿行業的普及奠定了基礎。
“八五”期間,我國開始全面建設社會主義市場經濟體系,改革不斷深化,開放進一步擴大。為滿足國民經濟快速發展對基礎原材料的需求,國家大力扶植氯堿工業,并重點發展節能環保的離子膜燒堿,國內氯堿行業持續高速增長。
1995年,全國燒堿生產能力達到586.1萬噸/年,產量506.8萬噸,僅次于美國,躍居世界第二位。燒堿產量增速加快,年均增長率提高至8.6%。20世紀80年代,我國燒堿生產尚不能滿足國內需求,平均每年需進口20萬噸燒堿來補充不足,十年間共進口燒堿184萬噸。自1991年起,我國開始出口燒堿,從此成為燒堿凈出口國,1995年燒堿出口量達到23.9萬噸。
PVC樹脂作為重要的塑料原料之一,也是氯堿生產的主要氯平衡產品。為滿足農用塑料、日用品、建筑業等日益增長的需求,“八五”期間國內PVC樹脂生產速度加快,產量年均增長率達到11.8%。1995年,我國PVC生產能力165萬噸/年,產量137.4萬噸,僅次于美國和日本,位居世界第三位。
“八五”期間,“通過技術引進和國內自主開發,我國氯堿行業的技術水平和裝備水平進一步提升。代表世界先進水平的離子膜法燒堿得到較快發展,提高了我國高質量燒堿的比例。1995年,離子膜法燒堿生產能力64.3萬噸/年,產量約為53萬噸,分別占國內總產能和產量的11%和10.5%。
1993年7月,由北京化工機械廠設計制造的我國第1套國產化離子膜燒堿生產裝置在滄州化工總廠建成投產,使我國成為第6個具有設計生產離子膜電解槽的國家。到1995年底,國內已有4家企業采用國產化離子膜燒堿技術和設備,總規模達到8萬噸/年,標志著我國離子膜法燒堿生產技術從引進、消化吸收階段進入了國產化創新全面發展的新階段。國產化離子膜燒堿技術獲得國家科技進步二等獎。
生產裝置大型化是氯堿工業技術水平的重要標志,也是“八五”企業技術改造的目標之一。1995年國內氯堿企業共約240余家,生產能力在10萬噸/年以上的企業增加了4家,達到12家,總能力為170.6萬噸/年,占全國總生產能力的29.1%。
1993年巨化氟化廠投產3萬噸/年甲烷氯化物裝置,1995年濰坊亞星化工公司建成1.5萬噸/年氯化聚乙烯(CPE)生產裝置,成為世界第二大生產企業,將我國有機氯產品的生產能力和技術裝備提高到新水平。
技術進步是氯堿生產發展的重要推動力。“八五”期間,除離子膜燒堿裝置國產化外,國內氯堿行業還取得了建成萬噸級PVC糊樹脂國產化裝置、低聚合度PVC聚合裝置消化吸收創新以及節能型擴張陽極(DSA)隔膜電解槽研制成功等技術進步成果。
“九五”期間,我國氯堿總體供求關系出現重大變化,實現了從燒堿需求為主導向以氯定堿方式的轉變。一方面隨著經濟發展和人民生活水平提高,市場氯氣下游產品供不應求,需大量進口PVC、甲烷氯化物、環氧丙烷、環氧氯丙烷等多種氯產品;另一方面由于環保要求造成下游造紙行業堿回收率大幅提高和小造紙、小印染等的關停,國內燒堿消費量增長大幅減緩,造成供應相應過剩。
2000年,全國燒堿生產能力為775萬噸/年,產量667.9萬噸。產量增速放慢,1996年-2000年期間的年均增長率為5.7%。由于燒堿傳統出口地區東南亞燒堿生產能力擴大,進口減少,使我國燒堿出口受到影響,出口量在“九五”期間一直徘徊在16-18萬噸左右。
隨著人民生活水平提高,國內塑料消費量增長迅速。受此影響,國內PVC樹脂生產速度繼續快于燒堿,2000年PVC生產能力345萬噸/年,產量239.7萬噸,產量繼續保持年均兩位數增長,為11.8%。但仍然產不足需,2000年PVC進口量達到約181萬噸。PVC、甲烷氯化物等主要氯產品凈進口折合耗氯量在230萬噸左右。
“九五”期間國內氯堿行業繼續順應發展趨勢加快技術進步,水銀法和石墨陽極隔膜法迅速縮減并逐步淘汰,離子膜法和金屬陽極隔膜法占據了主導地位。2000年,國內將最后3套水銀法燒堿裝置淘汰,并確定將剩余約占5%產能的石墨陽極隔膜法于2003年底以前完全淘汰。國內離子膜法產能占總產能的比例已由11%上升至30%左右,其中國產化離子膜法裝置的產能達到離子膜法總產能的20%左右。
國內氯堿行業產能集中度有所提高,燒堿生產企業由240余家減少至190余家,平均生產規模從2.5萬噸/年提高至4萬噸/年,縮小了與國際先進水平的差距。
進入21世紀,隨著經濟的高速發展和加入世界貿易組織影響的顯現,我國逐步發展成為世界工廠,由此帶來對基礎化工原材料的巨大需求,推動了我國氯堿工業的快速發展。同時,我國城市化進程加快,帶動著城市建設、建材、汽車、電子等行業的高速發展,燒堿、PVC樹脂、甲烷氯化物、環氧丙烷、氯化消毒劑等氯堿產品的需求量迅速增長。另外,國家推進的西部大開發戰略,使西部地區憑借豐富的資源優勢,大力發展氯堿工業,其氯堿產業規模擴張迅猛。以上因素成為推動我國氯堿工業進入新一輪高速增長期的巨大動力。
2005年我國燒堿能力約1470萬噸/年,產量達到1239萬噸;PVC樹脂生產能力達到約972萬噸/年,產量為649.2萬噸。“十五”期間,我國氯堿行業燒堿產能年均增長速度達到13.7%,產量年均增長速度為13.1%;PVC產能年均增速達到24.9%,產量年均增速19.7%。
經過整合,我國氯堿行業繼續向大規模、集約化方向發展,行業燒堿和PVC樹脂平均生產規模分別約7.7萬噸/年和13萬噸/年,與2000年約4萬噸/年和5.5萬噸/年的平均規模相比,集中度大為提高。
“十五”期間,國內氯堿企業大力拓寬出口地區和渠道,改變了一直依賴東南亞和韓國市場的局面。沿海企業的產品打入傳統由歐美和日本壟斷的澳大利亞市場,以及南亞、南美和非洲市場。一些中西部企業則利用自身優勢打開了中亞地區的市場,我國燒堿出口量猛增,2005年燒堿出口量達到85.4萬噸,成為世界最大的燒堿凈出口國。
“十五”時期,能耗高、污染重的石墨陽極隔膜法燒堿裝置被徹底淘汰,代表世界最先進生產工藝的離子膜法的生產能力不斷上升,新建和改擴建燒堿項目基本上都采用離子膜法技術,在總產能中的比重已達到50%左右。到2005年底,我國有80余家氯堿企業從日本、意大利、美國、德國、英國等世界九大公司引進各種規格型號的離子膜電解槽數十種,國產化離子膜電解槽也被國內20余家企業采用,在行業技術進步過程中占有了重要地位。
聚合釜是PVC樹脂生產最關鍵的設備,聚合釜大型化、高效化是提高PVC產能的關鍵。“十五”期間,國內研發的70 m3釜和100 m3以上釜開始在國內PVC生產中大量替代傳統的48 m3釜和30 m3釜。國產聚合釜的總體技術水平達到同期國際先進水平,可用于生產各種型號的懸浮法PVC樹脂,并實現全過程自動化控制,運行良好,為我國PVC裝置的規模大型化奠定了基礎。
在氯產品生產技術上,山東濰坊亞星公司的氯化聚乙烯(CPE)生產規模和技術達到國際先進水平,帶動了國內一大批CPE生產企業的發展,使我國成為世界最大的CPE生產國、消費國和出口國;MDI和TDI是國際上公認的投入大、科技含量高、生產控制難度大的產品,煙臺萬華合成革公司、滄州大化TDI公司和兵器部甘肅白銀公司通過對引進技術的消化吸收和自主開發,成為世界上極少數擁有MDI和TDI核心制造技術自主知識產權的企業;浙江巨化集團股份有限公司的甲烷氯化物和有機氟系列產品、江蘇梅蘭集團公司的甲烷氯化物系列產品,在生產技術和規模上也達到國際先進水平,中國華陸工程公司和南京大學在大型甲烷氯化物生產技術國產化方面,也已取得了很大進展,有力地促進了我國甲烷氯化物和相關行業的迅速發展。
“十五”期間,國家推動西部大開發戰略,推動了西部氯堿工業的發展。新疆、內蒙古、四川、寧夏等地區的氯堿企業,以豐富的煤、鹽、石灰石資源為依托,以電石法PVC為核心,通過實現煤、電、鹽、化、材一體化,大幅度降低生產成本,利用低成本戰略占領市場,取得良好的經濟效益,并形成了較為完整的循環經濟產業鏈。西部地區的氯堿生產開始成為國內氯堿行業增長的主要動力。
“十一五”是我國基礎工業規模實力迅速增長的五年,在房地產、建材等行業快速發展的帶動下,整個工業體系的發展也呈現出了明顯的重型化特征。鋼鐵、水泥、化工等各個基礎原材料行業規模紛紛趕超世界發達國家,標志著我國經濟的工業化進程進入到了一個嶄新的階段。在這一大背景下,國內氯堿工業在產業規模、對外貿易、裝備技術等領域同樣獲得了跨越式的發展。
“十一五”開始的兩年間,2006年和2007年國內燒堿和PVC的產能、產量超過美國,躍居全球首位,我國成為全球最大的氯堿產品生產國和消費國。
“十一五”末期,國內燒堿和PVC的生產能力分別突破3000萬噸/年和2000萬噸/年的歷史新高,相比“十五”末期,均實現了100%以上的增長,年均增長速度均超過13%,高于同期我國國民經濟的總體增長速度。2010年,國內燒堿生產能力約3021萬噸/年,產量為2087萬噸;PVC生產能力約2043萬噸/年,產量為1130萬噸。
由于產能持續較快增長,而房地產等下游市場受國家宏觀調控政策影響,增長速度相對較低,造成生產裝置開工率下降,導致行業和企業經濟效益有所下滑,行業開始面臨產能過剩的新形勢。
在行業整體規模迅速增長的同時,包括裝置能力在內的各項行業資源也在逐漸向大型企業集中,行業整體的集中度也有較大幅度的提升,國內單個氯堿企業的規模實力也有了明顯的增強。2010年,新疆天業集團成為了中國首個產能規模超百萬噸級別的氯堿企業。國內氯堿企業燒堿平均規模超過16萬噸/年,PVC平均產能接近21萬噸/年。
傳統上東部沿海是國內氯堿行業分布較為集中的地區。“十五”末期和“十一五”期間,西部地區氯堿企業抓住國際能源價格大幅上漲以及國內房地產等行業發展的機遇,依托自身豐富的煤、電、鹽資源,迅速在西部地區建成了一批以電石法PVC為核心的煤-電-鹽-化-材一體化的大型氯堿化工項目,產能和產量增長迅速,在國內氯堿行業所占的比重逐年上升。西部地區氯堿工業在5年間實現了數倍于東部地區的跨越式發展。
“十一五”期間,隨著中國氯堿行業的發展,燒堿和PVC產品的自給能力大幅提升的同時,出口也明顯增加,進口則逐步減少。我國燒堿的出口量由“十五”期間的30-80萬噸增長至150-200萬噸;PVC的出口量則由“十五”期間的個位數增至“十一五”期間的45萬噸左右。
“十一五”國內氯堿行業的技術進步很快。2010年,能耗低、污染小的離子膜法燒堿的產能比例增加至75%左右。一批節能減排的新技術開始在行業內得到推廣,氧陰極電解槽、離子膜制造、低汞觸媒等國際尖端技術的研發也在穩步推進。
為規范市場秩序,避免低水平重復建設,“十一五”期間國家先后發布多項產業政策指導氯堿行業健康發展。2007年,國家發展和改革委員會公布《氯堿(燒堿、聚氯乙烯)行業準入條件》,根據行業技術、裝備和管理水平,分三個等級量化了氯堿行業生產過程中的各項指標;2007年,國家標準化管理委員會公布《燒堿單位產品能耗限額》;2009年,國家環境保護部公布《清潔生產標準氯堿工業(燒堿)》和《清潔生產標準 氯堿工業(聚氯乙烯)》,制定了行業實施清潔生產的分步實施計劃和保障措施。
“十二五”期間,我國氯堿行業通過產業結構調整在產業集中度、布局優化、工藝技術、能源利用效率和環境保護等方面均取得了較大的發展,產能增速過快和無序發展狀況有所改善。
2015年,我國燒堿生產能力約3873萬噸/年,PVC樹脂產能約2348萬噸/年,穩居世界第一大氯堿生產國地位,約為居第二位的美國產能的2倍。
“十二五”期間,國內大型燒堿和PVC生產裝置逐年增多,已形成擁有百萬噸級別的化工集團。燒堿企業平均規模由2010年的16萬噸/年提高至2015年的23.8萬噸/年;PVC企業平均規模由2010年的21萬噸/年提高至2015年的29.0萬噸/年。進入產能排名前十位的燒堿和PVC企業從門檻規模和平均規模上都有了很大提高。2015年,我國燒堿、PVC產能排名前十位企業進入規模分別達到60萬噸/年和48萬噸/年,平均規模分別達到80萬噸/年和82萬噸/年,已經接近世界氯堿發達國家水平。大型化、規模化企業集團初步形成,促進了行業整體競爭力的不斷提升。
“十二五”時期,對資源和能源依賴程度較強的氯堿生產企業將發展重點進一步向自然資源儲量豐富的西部地區轉移,西部地區的氯堿化工產業迅速崛起。西北地區燒堿和PVC產能所占比例由2010年的16%和30%提高到2015年的24%和45%。
“十二五”期間,國內氯堿行業加快技術進步步伐,能耗低、污染小的離子膜法燒堿的產能比例由2010年的84%增加至2015年97%左右。膜法鹽水精制、膜法脫硝、高密度自然循環膜(零)極距離子膜電解槽、干法乙炔、低汞觸媒、100m3以上大型聚合釜、余熱回收、鹽酸深度脫吸、PVC聚合母液處理和電石渣綜合利用等一批節能減排技術在行業內得到廣泛應用。通過引進和自主研發,國內甲烷氯化物、MDI、TDI、氯化聚乙烯、環氧氯丙烷等主要氯產品的生產技術達到了國際先進水平。
通過結構調整、先進適用的節能減排技術的推廣應用,促進了氯堿行業的節能減排水平不斷提高。2015年全行業燒堿綜合能耗水平相比2010年的402千克標煤/噸下降到了335千克標煤/噸(電能耗按當量計),下降幅度達到了16.4%。膜法除硝、干法乙炔發生、干法水泥、聚合母液離心廢水處理和低汞觸媒等技術的推廣應用,以及大力推廣循環經濟的發展模式,提高了資源和能源的利用效率,環保水平有了進一步提高。
2015年,我國燒堿和PVC產量分別達到3028.1萬噸和1609.2萬噸,生產裝置的平均開工率分別為78.2%和68.5%,按照開工水平來看,國內氯堿行業出現了一定程度的產能過剩。
國內經濟“十二五”期間已進入平穩增長的“新常態”,同時國家加大了房地產行業的宏觀調控力度,國內燒堿、PVC及其他氯產品市場需求萎縮,價格下滑。國內氯堿行業擴能熱潮減退,產能增速減緩,行業轉入優化結構調整的階段。2012-2015年期間,氯堿全行業連續四年虧損,虧損面超過50%。在結構調整的綜合壓力下,行業新建及擴建項目趨于理性,同時按照市場規律進行的優勝劣汰、落后產能的退出速度加快,燒堿、PVC產能的凈增長呈現快速下降的態勢,2015年燒堿和PVC產能多年來首次出現負增長。
2016年以來,隨著“去過剩產能”和環保督查力度的進一步加強,一批競爭力較差的產能退出,國內燒堿和PVC產能繼續保持低速增長,供給側改革作用初步顯現。同時,氧化鋁、粘膠纖維和建材等主要下游應用行業有所復蘇,下游需求的良好支撐進一步推動了市場供求關系的改善,產品價格上漲,并持續處于歷史高位,企業利潤大幅度增長,開工率逐漸達到較為良好的水平。國內氯堿行業在經歷了一段時期的低迷以后開始逐漸走出低谷。
2017年,我國燒堿和PVC生產能力分別達到約4102萬噸/年和2406萬噸/年,穩居世界首位;產量分別達到約3365.2萬噸和1790.2萬噸;生產裝置的平均開工率分別為82.0%和74.4%。
我國是世界最大的氯堿產品生產國和消費國,同時也是最大的燒堿出口國。近幾年,國內每年出口燒堿200萬噸左右。2017年,由于國內市場燒堿價格高漲,燒堿出口有所減少,降至約152萬噸。我國傳統上是PVC凈進口國,經過近幾年的快速發展,已成為PVC凈出口國,2016年和2017年凈出口量分別為30.6萬噸和10.1萬噸。
2017年,我國氯堿企業燒堿平均產能由2015年的23.8萬噸提升到26萬噸/年,PVC樹脂平均產能由29萬噸提升到當前的32萬噸/年,產業集中度進一步提高。同時,技術裝備水平也有較大提高,離子膜燒堿產能所占的比例已經達到99.6%。
2016年,氯堿行業實現扭虧為盈,利潤總額約52億元,效益明顯改善。2017年,行業利潤進一步提高,達到130億元。氯堿行業效益的大幅改善是多種因素共同作用的結果:既和宏觀經濟大環境工業原材料景氣上升有關,又與多年來市場化主導的行業去產能促進供求關系轉化、國家供給側改革等政策引導以及行業和企業優化調整等因素密不可分。
改革開放40年是我國氯堿工業發展速度最快、變化最大的時期,取得的巨大成就舉世矚目,主要體現在以下幾個方面:
(1)生產規模不斷擴大,穩居世界第一大氯堿生產國地位
1978年改革開放初期,我國燒堿產量約164萬噸,居世界第五位,不到美國燒堿產量的五分之一,約占世界總產量的5%;PVC樹脂產量只有約32萬噸,是美國PVC產量的七分之一,只占世界總產量的約3%。而經過改革開放近40年的高速發展,2017年,我國燒堿、PVC樹脂的生產能力和產量均已位居世界首位,是位居第二的美國的2倍以上,在世界氯堿行業所占的比重已達約40%,我國已成為世界最大的氯堿產品生產國和消費國。
(2)產業集中度提高,已形成世界級大型氯堿企業
生產大型化、系列化、規模化是世界氯堿行業的發展方向。改革開放初期,國內氯堿工業基礎薄弱,生產廠家眾多,燒堿和PVC平均生產規模均不到1萬噸/年,萬噸級以下企業產量占總產量的70%以上,與世界先進國家相比存在巨大的差距。
通過近40年改革開放的艱苦努力,我國氯堿生產規模不斷擴大,已形成擁有百萬噸級別的化工集團。2017年,燒堿平均規模達到26萬噸/年,PVC平均規模達到32萬噸/年,已經接近世界氯堿發達國家水平。新疆中泰、新疆天業、陜西北元化工等企業已進入世界氯堿行業排名前十位,新疆中泰集團的燒堿和PVC生產規模已位居世界第三位。
(3)技術進步突飛猛進,引領世界氯堿行業發展
改革開放40年期間,我國氯堿生產工藝結構發生巨大革新,技術進步突飛猛進。1978年,國內氯堿生產以能耗高、污染嚴重的石墨陽極隔膜法和水銀法為主;2000年,這些落后工藝已基本被完全淘汰,國內氯堿市場基本全部采用離子膜法和改進金屬陽極隔膜法工藝;2017年,隔膜法已被離子膜法完全替代,在離子膜法中,最先進、節能的膜(零)極距電解槽已成為行業的主流。
自1986年引進離子膜法生產裝置投產以來,國內氯堿企業從日本、美國、德國等引進了多種離子膜電解槽。與此同時,通過對引進技術的消化、吸收和再創新,國內研發、制造的具有自主知識產權的國產化離子膜電解槽已達到世界先進水平,以氯堿成套裝置和電解節能改造技術為核心,向世界各地的150多家氯堿生產企業提供了年產能超過1600萬噸燒堿的離子膜電解槽裝置,為國外13個國家氯堿用戶提供核心設備、工程和服務,業務范圍覆蓋亞洲、歐洲、北美洲、南美洲和非洲。
改革開放40年來,我國PVC成套裝置規模也由最初的萬噸級生產線發展到20萬噸/年生產線,開發設計了擁有自主知識產權的成套全自動20萬噸/年PVC生產線的工藝技術,實現了我國大型PVC生產從工藝到設備的全套國產化。
PVC聚合釜制造工藝復雜,設備投資高,是生產PVC樹脂的核心設備。改革開放40年來,我國PVC聚合釜技術經歷了從初期的30m3到中期的70 m3到目前的135 m3以上的大型化轉變,生產強度提高了15倍以上。國內自主研發的137 m3聚合釜生產能力大、設計指標和制造精度高、外觀和內在質量好,各項技術指標達到了世界先進水平,標志著我國大型PVC聚合釜技術已達到世界先進水平。
(4)滿足下游行業需求不斷開發新品種,
改革開放40年來,氯堿產品新品種不斷開發成功。目前,我國氯產品種類達到了上千種,形成一些具有相當規模的氯產品生產體系,除核心產品燒堿和PVC樹脂以外,還包括甲烷氯化物-氟硅系列、異氰酸酯系列、氯化高聚物系列、石蠟氯化衍生物、漂白消毒劑系列、氯化芳烴及其衍生物系列等。
目前,我國甲烷氯化物、氯乙酸、氯代異氰尿酸、氯化芳烴(氯化苯、硝基氯化苯、氯甲苯、氯化芐等)、MDI、TDI、氯化聚乙烯(CPE)和環氧氯丙烷等主要氯產品生產技術已達到國際先進水平,產品產能均居世界第一位,分別約占世界總產能的30-70%。
(5)能源利用效率和環境保護水平顯著提高
隨著改革開放步伐的不斷加快,我國氯堿行業通過產業結構調整和重視新技術研發與引進,特別是一批新技術、新設備的研發與引進,節能降耗水平不斷提高。行業平均每噸燒堿交流電耗從改革初期的2607度下降到2017年2280度,噸堿耗蒸汽從4.6噸下降到0.7噸左右,燒堿綜合能耗降至約325千克標煤/噸(電能耗按當量計),使得我國氯堿行業節能達到國際先進水平。
改革40年期間,在全行業的共同努力下,氯堿生產中環境治理和綜合利用技術的開發和推廣取得較大進展。石棉、石墨等污染已得到徹底根治,膜法除硝、干法乙炔發生、電石渣綜合利用、聚合母液離心廢水處理和低汞觸媒等技術的推廣應用,以及大力推廣循環經濟的發展模式,提高了資源和能源的利用效率,新疆天業、四川宜賓天原、寧夏金昱元等成為國家級循環經濟示范企業。
(1)堅定不移的以經濟建設為中心,抓住關鍵改革開放國民經濟大發展的有利時機,加快氯堿行業的發展,燒堿、PVC產量年均增長率達到8.1%和10.9%,為滿足我國經濟發展對基礎原材料的需求提供了堅實保障。
(2)技術進步是推動行業發展的主要動力。改革40年來,氯堿行業持續不斷的采用新技術替代傳統技術,從落后的石墨陽極隔膜法和水銀法逐漸轉變為金屬陽極隔膜法和第一代低電流密度離子膜法,再進一步轉變為擴張陽極隔膜法和高電流密度離子膜法,再實現離子膜法對隔膜法的完全替代以及節能的膜(零)極距對第一、二代離子膜法電解裝置的改造。國內氯堿行業一直保持持續不斷技術進步的進取精神,推動了行業的不斷發展。
(3)堅持對外開放,在引進先進技術的基礎上,學習、分析、借鑒,進行再創新,形成具有自主知識產權的新技術。從我國燒堿與PVC裝置的核心設備離子膜電解槽、PVC聚合釜,以及甲烷氯化物、環氧氯丙烷、MDI、TDI等產品的發展經驗來看,消化、吸收再創新是提高自主創新能力的重要途徑。
(1)主要產品市場需求將保持平穩增長
氯堿工業是基礎化工原料行業,作為基本化工原料的“三酸二堿”中,氯堿工業就占據了燒堿和鹽酸兩種,其市場需求量通常與制造工業密切相關;PVC是最重要的合成樹脂之一,主要用于建筑、包裝、電子、汽車、農膜、灌溉等有關國計民生的行業,其市場需求變化趨勢是國民經濟總體運行情況和人民生活水平的重要指標。
我國已發展成為世界制造業中心,輕工、化工、建材、紡織、冶金、電子、農藥、醫藥等氯堿化工下游產業極為發達,為氯堿化工的發展提供了廣闊的市場資源。今后一段時期,我國國民經濟將繼續保持平穩增長,基礎設施建設投入和城鎮化進程也將繼續平穩快速發展,我國氯堿化工市場前景依然良好,燒堿、PVC等主要產品的市場需求將與國民經濟總體發展走勢同步。
(2)國際汞公約生效對氯堿行業將產生重大影響
由于我國特殊能源結構,以及行業間的分割,目前國內PVC生產以電石法為主,約占總產能的82%左右,主要集中在新疆、內蒙古、陜西等西部地區。電石法PVC生產需使用氯化汞-活性炭觸媒,國內每年消耗氯化汞觸媒11000多噸,折合消耗汞資源達到約1000噸,占到國內汞消耗量的60%,超過全球汞消耗量的10%。
2013年10月,有關汞問題的聯合國環境規劃署特別會議通過了旨在全球范圍內控制和減少汞排放的國際公約《關于汞的水俁公約》。2016年8月16日,《公約》開始在我國生效,汞污染防治成為強制性法律,行業汞污染防治工作將與履約工作全面對接。國際汞公約的落實和電石法PVC的汞污染防治是對行業未來發展影響最大的問題。
根據國家產業和環保政策要求,氯堿行業制定了“低汞→固汞→無汞”的汞削減路線圖。從履行國際義務,維護國家形象,以及保持行業穩定健康發展考慮,氯堿行業對于汞污染防治問題,一方面,對于現有和在建電石法PVC產能,將加緊推廣低汞催化劑等技術,落實汞削減路線圖;另一方面,將與石油化工和現代煤化工發展相結合,發展能耗和污染較低的乙烯法工藝,以及研發適合電石法工藝的無汞觸媒,多種途徑從工藝源頭減少汞用量,實現行業的減汞化和無汞化。
(3)保持“堿氯平衡”是行業的永恒主題
氯堿工業采用電解法生產工藝,燒堿和氯氣按固定質量比例同時產出是氯堿生產的主要特點,而市場對堿和氯的需求一般較難符合這一比例,因此就出現了堿與氯的平衡問題,如何保持“堿氯平衡”是氯堿行業的永恒主題。
近幾年,尤其是在山東、河北等東部地區,由于在當地生產最重要的耗氯產品PVC樹脂缺乏成本競爭力,PVC有效產能和產量迅速萎縮。同時,氧化鋁、化工、紡織、輕工等燒堿下游消費領域對燒堿的需求增長較快。受此雙重影響,堿、氯市場嚴重失衡。行業和企業只能采用“以堿補氯”的模式運營,大量液氯倒貼費用銷售。既影響行業和企業的經濟效益,也帶來一定的安全和環境隱患。
未來我國氯堿行業的發展思路是擺脫單純以追求規模擴張為目的的增長方式,提升行業增長質量。調整優化產業結構,包括原料結構(降低電石法PVC比例)、技術結構(進一步提高各項節能減排技術的應用比例和高技術含量氯產品的產出比例)、產品結構(提高PVC專用樹脂、氯化法鈦白粉等高端氯產品的比重),逐步解決積累的結構性矛盾和資源、環保約束問題,實現由氯堿大國向氯堿強國的轉變。
未來我國氯堿行業的發展重點包括:
(1)利用政策平臺,以安全、環保、能耗等指標為標準,對已有產能和新增產能執行嚴格監管,淘汰落后產能及工藝,實現行業的有序、高效發展。
(2)針對氯堿失衡和履行國際公約的要求,利用履約和乙烯原料多元化時機,通過減汞化、無汞化引領行業結構調整升級。全面推廣電石法PVC減汞集成技術,加緊無汞觸媒和PVC新工藝路線的開發和工業化進程,在東部沿海地區,氯堿化工與乙烷裂解、甲醇制烯烴等石油化工相結合,采用乙烯法工藝生產PVC,既實現減汞化,又消費一定量過剩氯氣;在西部地區,氯堿化工與煤制烯烴等現代煤化工相結合,逐步降低電石法PVC產能在總產能中的比例。
(3)提高自主創新能力,優化產品結構。以產品低成本和差異化為重點,以高端產品、核心技術研發為引領,重點發展PVC專用樹脂、氯化法鈦白粉、氯化高聚物,以及新型含氯農藥中間體、醫藥中間體、食品添加劑和化工新材料等高附加值氯產品,研發和推廣氧陰極電解、膜(零)極距電解、催化制氯、國產化離子膜等高新技術,提高行業節能減排和自主創新水平。
(4)氯堿企業通過退城入園化解安全和環保風險,在化工園區高起點建設,集聚發展,充分考慮資源可承載能力和環境容量,大力推進清潔生產和循環經濟,建立健全安全、環保預警系統。信息化和工業化深度融合是推動氯堿行業產業轉型升級的強大內在動力和轉變經濟增長方式的有效途徑,今后氯堿行業和企業將積極推進兩化融合,有效發揮信息化在改造和提升氯堿產業的國際競爭力和行業本質安全水平中的作用。