聚异戊二烯橡胶(IR)又称合成天然胶,可以单独使用,也可以与天然橡胶或其他合成橡胶并用,应用前景十分广泛。
目前,聚异戊二烯橡胶的生产主要采用溶液聚合工艺,工业上采用的催化体系有齐格勒-钠塔(铝钛)催化剂、有机锂催化剂和稀土催化体系3种。除Shell公司生产锂系聚异戊二烯橡胶外,世界上大多数公司以生产钛系聚异戊二烯橡胶为主,只有我国和俄罗斯的厂家生产稀土聚异戊二烯橡胶。
一、生产现状
20世纪70年代,中科院长春应用化学研究所开展了稀土催化剂合成聚异戊二烯橡胶的研究工作,1975年完成了中试试验。但由于合成原料异戊二烯来源以及应用开发等方面的原因,一直没有实现工业化生产。
2010年4月,鲁华泓锦化工股份有限公司在广东茂名的1.5万吨/年工业装置建成投产,结束了我国无聚异戊二烯橡胶工业生产的历史。自此以后,我国聚异戊二烯橡胶的产能不断增加。
截至2013年8月,我国聚异戊二烯橡胶的生产厂家达到5家,总生产能力达到16.0万吨,约占世界总生产能力的20%,成为继俄罗斯之后的世界第二大聚异戊二烯橡胶生产厂家。2013年我国聚异戊二烯生产厂家情况见表1。
表1 2013年我国聚异戊二烯生产厂家情况 万吨/年
生产厂家名称 |
装置产能 |
产品类型 |
投产时间 |
鲁华泓锦化工(茂名)股份有限公司 鲁华泓锦化工(淄博)股份有限公司 青岛伊科思新材料股份有限公司 濮阳林氏化学新材料股份有限公司 中国石化北京燕山石油化工公司 山东神驰石化有限公司 |
1.5 5.0 3.0 0.5 3.0 3.0 |
稀土 稀土 稀土 锂系 稀土 稀土 |
2010年4月 2013年1月 2010年7月 2012年7月 2013年5月 2012年9月 |
合计 |
16.0 |
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二、装置新建、扩建情况
今后几年,我国仍将计划建设多套IR工业生产装置,主要有:
(1)中石油吉林石油化工公司拟新建5.0万吨/年生产装置;
(2)青岛伊科思新材料股份有限公司计划在抚顺经济开发区新建4.0万吨/年生产装置,该项目目前正在建设中,计划在2013年建成投产;(3)盘锦和运集团公司拟在辽宁盘锦新建一套5.0万吨/年生产装置,目前处于筹备阶段;(4)青岛第派新材有限公司拟在山东莱西建设反式聚异戊二烯橡胶生产装置,其中一期3.0万吨/年规模已经于2010年7月开建,计划在2013年建成投产,后期还计划将生产能力扩建到10.0万吨;(5)福建炼化公司计划在泉港石化工业园区南垦片区内新建3.0万吨/年生产装置,预计2014年第二季度建成投产;(6)中国石油化工股份有限公司与俄罗斯西布尔控股股份公司合作在上海新建5.0万吨/年生产装置,目前正在进行可行性研究;(7)中石油兰州石油化工公司计划新建5.0万吨/年生产装置;(8)山东红阳科技计划在山东滨州新建3.0万吨/年生产装置;(9)山东玉皇化工有限公司计划在山东菏泽新建3.0万吨/年生产装置;(10)宁波金海德旗公司计划新建10.0万吨/年(其中一期为3.0万吨/年)生产装置。
如果这些装置能够按计划实施,预计到2017年,我国聚异戊二烯橡胶的总生产能力将达到约60.0万吨,超过俄罗斯成为世界第一大聚异戊二烯橡胶生产国家,产能将出现过剩。
三、进出口情况
近年来,我国聚异戊二烯橡胶每年都有一定的进口,2005年的进口量为1.64万吨,均价1698美元/吨;2007年达到5.32万吨,均价1996美元/吨;2010年达到6.57万吨,创造历史最高纪录,均价3015美元/吨;2012年的进口量为5.29万吨,同比增长约6.65%;均价3811美元/吨。2013年上半年进口量为2.08万吨,同比降低约31.58%,均价3242美元/吨。
我国聚异戊二烯橡胶的进口主要来自俄罗斯联邦和日本。进口主要以一般贸易、边境小额贸易和保税区仓储转口货物贸易方式为主。进口主要集中在上海、青岛和满洲里等海关。在进口的同时,我国聚异戊二烯橡胶也有少量出口。
四、消费现状及发展前景
近几年,虽然我国轮胎工业发展比较迅速,但对聚异戊二烯橡胶的表观消费量基本上维持在7.0万吨左右,其中国内产品自给率约为30%左右,其余主要依靠进口。消费结构为:轮胎行业约占65%,医用行业约占17%,鞋材等其他方面约占18%。
轮胎工业的发展将继续拉动我国橡胶市场需求的增长,而由于我国可供植胶的土地资源有限,干胶年产量大规模扩产的可能性不大,因此,我国天然橡胶仍将大量进口。降低橡胶工业对国际天然橡胶市场的过分依赖,大力发展天然橡胶的代用胶是缓解市场供需矛盾的一个重要措施之一。虽然通过现代技术手段已经将多种合成橡胶采取并用配合等方法在部分场合替代天然橡胶使用,虽然有很多种合成橡胶已经在不同的场合部分替代了天然橡胶,但是由于聚异戊二烯橡胶在分子结构和性能方面与天然橡胶十分类似,因此,它仍是天然橡胶的最佳替代品,在很多场合下用其他橡胶是无法取代天然橡胶的。
根据近几年我国异戊二烯橡胶的需求情况以及未来的发展趋势,预计2017年我国对聚异戊二烯橡胶的实际需求量估计在15.0万~18.0万吨左右,其中产品的自给率将提高到80%以上。
五、影响未来发展的主要因素
1. 有利因素
(1)生产所需原料有比较充足的保障。生产聚异戊二烯橡胶的单体主要是异戊二烯,近年来,我国C5分离装置的建设步伐逐步加快,异戊二烯资源量将不断增加。随着多套C5利用装置的建成投产,我国异戊二烯资源将得到很大发展,将能够逐渐满足我国聚异戊二烯橡胶装置的建设原料供应需求。另外,同时拥有自己C5分离装置的生产企业也可以降低生产成本形成规模优势,在市场中占据更为有利的局面。
(2)产品研究开发取得了很大的进展。中科院长春应用化学研究所先后成功开发采用钛系和稀土催化剂体系的聚异戊二烯橡胶合成技术;中石油吉林石化公司研究院、中石化北京化工研究院以及青岛科技大学等都先后进行过聚异戊二烯橡胶的研究和开发工作,并取得了很好的成果。
(3)已建成企业积累了一定经验。鲁华泓锦化工以及青岛伊科思新材料股份有限公司两套工业装置通过近几年的工业生产以及产品应用推广,为今后大规模生产和产品推广积累了一定的经验。
2. 不利因素
(1)盲目扩能现象严重
由于对市场缺乏深入了解,新建或扩建生产装置很多,导致产能过剩,势必形成市场无序竞争。而且使得原料供应失衡,装置开工率低下,企业经济效益下滑,影响长远发展。
(2)产品同质化现象比较严重
产品生产技术大部分脱胎于俄罗斯及中科院长春应化所,产品品种主要为稀土类产品,稳定生产的产品质量与进口俄罗斯进口的产品相当。而世界产能占主导地位的钛系产品还没有生产装置,这样未来市场上不仅存在于俄罗斯产品的竞争,更为主要的是国内企业之间的相互竞争将加剧。
(3)应用推广难度较大
由于我国装置大都为新建装置,产品质量还有待进一步提高,尤其是在应用推广方面还处于起步阶段。加之近期天然天然橡胶供应量比较充足,处于较低价位,这将在一定时期内影响我国聚异戊二烯橡胶的健康发展。
(4)售价易受天然橡胶影响
天然橡胶价格低时,聚异戊二烯橡胶的市场也会萎缩。反之,其生产和应用又会出现大幅回升,因此给聚异戊二烯橡胶产业化后的市场前景带来不确定影响。
六、发展建议
(1)积极掌握、发挥好现有装置的能力,提高产量,满足国内需求。除了稀土系装置之外,还应该建立钛系装置,以扩大产品品种,满足多种功能需求。
(2)加快技术进步,重点是催化技术的研究和开发。虽然我国在聚异戊二烯橡胶,尤其是在稀土聚异戊二烯橡胶的研究开发方面取得了很大的进展。但是,目前合成聚异戊二烯橡胶技术还不完善,产品与天然橡胶在性能上相比还有一定的差距,其顺式-1,4结构含量、胶液粘度、门尼粘度等性能指标还有待改善。因此,今后重点是选择合适的催化体系及国际先进的催化技术。
(3)有关部门统筹兼顾,合理规划,指导发展。聚异戊二烯橡胶是天然橡胶的最佳替代产品,其潜在的发展潜力巨大。因此,近两年国内相关部门大力推荐发展该产品,许多专家也呼吁应该加大该产品的生产等,导致许多企业都准备新建或扩建装置。但笔者认为,潜在的消费量并不是实际的消费量,不能以此代替之。这从近几年我国异戊二烯橡胶的表观消费量增长幅度并不大就可以看出一些倪端。另外,国外发展也较为缓慢(主要生产国家俄罗斯还出现过产能大幅度减少的发展状况,一些原来生产异戊二烯橡胶的厂家也纷纷停产),有关部门应进行实际消费情况调研,在此基础上进行客观合理指导和规划,以避免企业之间进行盲目新建或扩建装置,导致资源的浪费和无序竞争。
(4)开发高端产品,提升我国轮胎等行业技术水平。在通用聚异戊二烯橡胶具有一定市场占有率后,应该开发高附加值的聚异戊二烯橡胶产品,以适应特殊制品和材料的需求,满足国内实际生产需求,进一步提升我国轮胎等行业的技术水平。
(5)加快产品的应用开发步伐,积极扩大出口。目前,我国聚异戊二烯的生产能力已经出现过剩态势,除了提高装置的开工率之外,今后应该着重加强应用研究开发和产品的推广力度,以扩大内需,同时积极扩大出口。