烧碱生产及市场分析

烧碱生产及市场分析

离子膜处理碱是氯碱行业的一个新技术。离子膜燃烧碱不仅具有良好的质量和较低的能耗，而且从根本上解决了由石棉密封法产生的石棉纺对水质的污染以及操作员健康的影响。它可用于棉纺、化纤、医药、造纸和食品工业,近年来,对烧碱的需求明显上升,特别是纺织业,在加入WTO后渐渐复苏,对烧碱及其联产品氯气的需求迅速增加。离子膜法制碱技术具有国际先进水平,被国家确定为化工重点发展的七大工程之一。同时符合国家提倡的企业“做大、做强、做优”及“高新技术产业化、传统产业高新技术化、优化企业产品结构”的产业政策,通过采用新技术、新工艺,提高产品质量,降低原料消耗,减少“三废”排放,实现清洁生产和循环经济。1生产方法1.1离子膜法熔喷法烧碱设备目前世界上生产烧碱的方法有4种:隔膜法、水银法、离子膜法、苛化法。隔膜法、水银法和离子膜法都是通过电解盐水生产烧碱;而苛化法则是以石灰和纯碱为原料制取烧碱。苛化法目前仅在少数地区采用,我国苛化法烧碱仅占总产量的1.5%左右。水银法烧碱含盐量低,产品浓度高,质量好,但是该法对环境污染严重,其汞害对人体有很大危害,联合国环境保护组织已要求逐步取代该法。隔膜法在国内外均广泛采用,该法早期为石墨阳极电解槽,在组装电槽中会产生大量铅和沥青烟雾,在操作中会生成石棉绒碱性污水和石棉绒粉尘,同时该法能耗非常大,因此从20世纪70年代国内外开始用金属阳极电槽取代石墨阳极电槽。目前发达国家已完全淘汰石墨阳极电解槽。我国的石墨阳极装置每年尚有约20多万t的产量,国家已将其列入淘汰类工业生产能力。与石墨法相比,金属阳极隔膜法在技术上有了很大的提高,但能耗依然较高,产品质量较差,同时仍存在一定的石棉绒污染问题。离子膜法是20世纪80年代发展的新技术,能耗低,产品质量高,且无有害物质的污染,是较理想的烧碱生产方法。与金属阳极隔膜法相比,离子膜法具有以下优点:(1)工艺流程简单。由于离子膜法电解液浓度高,因此不需要蒸发工段即可获得30%以上的产品。(2)能耗低。由于不需要蒸发工段,大大减少了蒸汽的消耗,同时电解工段的电耗和循环水耗也大幅度降低,一般离子膜法比隔膜法总能耗低30%以上。(3)污染程度低。离子膜法生产装置排出的废液、废气均能做到回收利用,达标排放,对环境几乎没有污染。(4)产品纯度高。离子膜碱为高纯度产品,可满足纺织化纤行业对高纯碱的要求。(5)装置占地少。离子膜法装置占地较隔膜法装置要少40%~50%。(6)生产稳定,安全性高。离子膜法生产弹性较大,电槽能适应电流负荷的较大幅度变化,迅速调节生产负荷;同时离子膜法开停车安全方便,操作维修简单,劳动强度低。20世纪80年代,我国离子膜烧碱装置全部采用引进的技术;20世纪90年代,具有自主知识产权的国产化离子膜法电解槽已逐步推广,但采用引进技术的装置仍居多数;进入21世纪,复极式电解槽急速发展,数量大大超过单极式电解槽,尤其是近几年在氯碱行业一统天下,在新建或改扩建离子膜烧碱装置时,选择高电流密度、自然循环复极式离子膜法电解槽已成为绝大多数氯碱企业的共识。国内北京化工机械厂于1994年研制成功复极式离子膜电解槽,2000年北京化工机械厂又研制成功单极式离子膜电解槽。目前国内采用国产化技术建设的电解装置已有30多套,总能力近80万t·a-1。在我国与离子膜电解槽配套的部件也已基本实现了国产化,实现了离子膜法烧碱生产装备的成套供货。离子膜法烧碱的电解技术分为复极式和单极式两种,从国内引进的各公司技术和国产化技术来看,无论是单极槽还是复极槽在技术上都是先进可靠的,各具优势。1.2高纯盐酸的生产合成工业盐酸离子膜烧碱生产工艺流程示意图见图1。原盐首先送盐水工段,在盐水工段首先除硫酸根,再通过干盐饱和,加入氢氧化钠、碳酸钠、氯化铁,经过预处理器及膜过滤器,用盐酸中和变成一次精盐水。一次精盐水送入螯合树脂塔进行二次精制,精制出的二次精盐水调配后送到离子膜电解槽。电解出两股物料,阳极液经过分离,氯气送至氯氢处理总管,淡盐水通过消除游离氯后送至盐水工段;阴极液经过分离,湿氢气送至氢气处理工序,碱液至碱液循环缸,一部分32%液碱冷却后送至酸碱站,另一部分进电解槽参加循环。湿氯气用泵抽入氯氢处理工序,经过洗涤、冷却干燥后送至液氯工段,一部分氯气送至氯气用户,一部分氯气冷却后变成液氯,液氯用于包装或气化后送至成品氯用户,未被液化的尾氯送至盐酸工段做盐酸。湿氢气用泵抽入氯氢处理工序,经过洗涤、冷却送至氢气用户。液氯工段产生的尾酸与氯氢处理工序送来的氢气在盐酸工段合成生产高纯盐酸或合成工业盐酸。高纯盐酸返送至离子膜电槽工序。2市场分析2.1世界烧碱生产概况自20世纪90年代以来,随着造纸、纺织、洗涤剂等行业的发展,世界烧碱需求一直呈上升势头。1995年全球烧碱需求总量为3950万t,到2005年全球烧碱需求量达到5117万t。1995~2000年全球烧碱需求量年平均增长率为2.0%,2000~2005年增长率为2.4%。据《中国化工市场信息》有关资料中专家的预测,2005~2008年需求量年均增长率约在3.4%。据统计,在世界范围内的烧碱消费构成中,化学工业所占比例呈上升趋势,其中有机化学品消费烧碱约21%,无机化学品领域对烧碱的需求排名第二,占18%,造纸行业占16%,其他领域占45%,详见图2。目前全世界有500多家氯碱公司,2005年总生产能力约为5955.3万t·a-1,其中14家大氯碱公司占了世界总生产能力的45%,最大的6家分别是Dow化学、西方化学、ICI、PPG工业、Solvay和Bayer公司。2004~2006年世界烧碱生产能力年均增长率约为1.1%,其增长集中在亚洲、中东和非洲,其中亚洲增幅为2.6%,中东增幅为4.7%,而南、北美及东、西欧地区几乎处于停滞状态,甚至负增长。参考《中国化工市场信息》等相关资料,将全球氯碱生产商产能排名及世界烧碱生产能力情况列于表1、表2。烧碱生产一直与联产的氯及氯加工产品市场需求紧密相关。前几年世界经济不景气及氯产品在一些发达国家受环境和职业卫生法规的限制,其需求量下降。但随着世界经济的回升,烧碱产量也逐步增加,2000年总产量达4600万t;2003年约为5004万t;2005年达到了5200万t,2006年达到5748万t。2.2烧碱生产情况据中国氯碱工业协会统计,2005年我国烧碱生产企业共有大中小型246家,总生产能力约在1340万t·a-1,遍及全国除西藏以外的29个省、市、自治区。大中型企业主要分布于沿海东部地区,中部和西部地区企业较少。我国1999年和2000年产量分别达556.9万t和667.9万t,比上年分别增长9.5%和19.9%,其增长幅度较大。到2005年烧碱产量达到1240万t,1998~2005年烧碱产量年均增长率为13.57%,说明近几年聚氯乙烯的快速发展对氯的需求量大幅增长,刺激了烧碱的生产,使其产量大幅提高。2006年1~6月,我国烧碱产量已经达到了717.8万t,同期增长了20%。参考《中国化工经济分析》相关数据,将我国近年烧碱生产情况列于表3。近两年国内迎来了第二次烧碱产业的扩产潮,2005年新、扩建离子膜法烧碱装置已投产的装置能力为112.5万t。参考《中国化工市场信息》相关资料统计,2006年上半年我国主要烧碱生产企业产量见表4。2005~2008年我国已建和拟建的主要烧碱装置(≥5万t·a-1)情况见表5。截至2006年底,全国烧碱产能为1761万t·a-1,2006年全国新建、扩产烧碱产能394万t·a-1,当年实际投产290万t·a-1,增幅约为20%。中国氯碱工业在产能逐年扩大,增长速度加快的同时也出现了企业盲目扩张,一些地区依靠一定的资源优势,规划建设大规模氯碱项目,加剧了行业产能过剩的危险;而且中国氯碱生产工艺较落后,其中电石法生产聚氯乙烯给环境带来了极大的污染。为此,氯碱行业的快速发展需要宏观产业政策进一步调整,为了限制行业盲目发展,国家已于2007年底出台《氯碱(烧碱、聚氯乙烯)行业准入条件》,将氯碱行业的准入门槛提高;氯碱生产企业应积极研发节能减排的新技术,保护环境,实施可持续发展的策略。3国内烧碱市场需求情况近些年随着各行业产品结构的调整,烧碱在轻工行业的应用呈明显下降趋势,其他行业(如化工、有色金属冶金、纺织等)需求有上升趋势。1995~2005年中国烧碱在各行业的用量分布情况见表6。随着国民经济的发展,我国烧碱消费量还将持续增长。据统计1990~1998年中国国内烧碱需求平均增长率为4.4%,1998~2004年则为11.7%。参考《中国化工市场信息》相关资料,我国近年烧碱供需平衡情况见表7。从表7可见,中国烧碱出口总量波动很大,这主要是受国际市场供求关系变化的影响再加上国内烧碱市场情况的变化而致,目前我国的建材、轻纺、造纸业等行业的快速发展拉动了烧碱的内需。然而近几年大规模地新建和扩建氯碱装置将会联产更多的烧碱,尽管烧碱的下游消费企业的需求量也在增加,但是其增长速度低于其产量的增速,这必然形成烧碱过剩的局面。显然,扩大烧碱出口规模是缓解国内烧碱市场压力的重要途径。4列需求预测4.1烧碱的消费情况随着我国经济的快速发展,近年来我国烧碱的消费量一直呈较快速度增长的态势,1990~1998年,我国烧碱消费年均增长率为4.4%,1998~2004年为11.7%。专家认为,未来我国烧碱需求增长速度仍将保持一个较高的水平,据测算2006~2011年间我国烧碱需求量将以每年8%~10%的速度增长,增长率略超过GDP的增长率,其预测结果见表8。4.2烧碱需求及供给增长情况由于氯碱工业的发展速度与国民经济发展水平有一定关系,即烧碱的消费增长率与GDP增长率呈正向变化,现汇总近年来我国烧碱消费量与GDP指数的数据,利用弹性系数法计算1998~2004年烧碱需求的弹性系数,并以此预测到2011年我国烧碱需求弹性系数及需求量。计算及预测结果详见表9。由表9可见,1998年至2004年烧碱消费年均增长速度为11.33%,同期GDP年均增长速度为8.0%,弹性系数为1.4,弹性较为充足,表明国民经济发展对烧碱工业的促进因素比较积极。有关资料预测表明,2010年以后国内生产总值将比2000年翻一番,据此测算2005~2011年间,我国GDP年均增长率为8.0%。若我国烧碱需求与GDP增长率的弹性系数2006年至2011年为1.1,则我国烧碱年均需求增长率2001年至2011年为9.0%,烧碱需求量2006年为1218万t,2011年为1874万t。两种预测法汇总结果见表10,表明2006年至2011年我国烧碱需求量年平均增长率为8.0%,到2011年,我国烧碱需求量将达到1832万t·a-1。5企业经营的压力我国的烧碱行业属于传统的基础化工产业,其行业特点是集中度低、规模小、厂家多、市场属性强。并且随着目前原材料、能源供应日趋紧张和价格上涨,使得各生产厂家都面临着考验。为了争取客户,保证销售渠道的稳定,在原材料能源价格上涨的同时,烧碱价格增长幅度并不同步,也就等同于在降低销售价格。这种现象毫无疑问地给企业经营带来了很大的压力,同时说明了目前的国内烧碱市场竞争已经达到了激烈的程度。烧碱属于“三酸两碱”之一,是基本化工原料,其作用是其他产品所不能替代的。因其和纯碱在化学性质上存在某种共同属性,在纯碱价格低廉的时候,一些行业利用纯碱代替离子膜烧碱来使用。但这种情况很少出现,何况纯碱也有其广泛的应用领域,其未来的发展方向决不会是用来做烧碱的替代品。所以,目前烧碱行业中,来自替代品的威胁可以忽略不计。横向分析我国的烧碱行业,可以看出目前各地氯碱行业调整的变化、地区投资的发展、物流成本的影响,使得作为液体产品的烧碱的销售区域化趋势逐渐明朗化。为了壮大本区域的烧碱行业,今后各区域都将会加速培育自己的优势市场,会积