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改革开放四十周年石化化工行业发展回顾与展望 ——氯碱行业
作者:蔡杰
日期:2018-11-27
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1 四十年发展历程

 

1.1 概述

 

  氯碱工业是传统的资金、技术与能源密集型的基础化工原料行业,在国民经济中占有重要地位。其主要产品烧碱、氯气和氢气,具有较高的经济延伸价值,耗碱、耗氯和耗氢产品有数千种,广泛应用于轻工、化工、纺织、建材、农业、电力、电子、国防、军工、冶金和食品加工等国民经济各个部门。作为基本化工原料的“三酸二碱”中,氯碱工业就占据了盐酸、烧碱两种。氯碱工业的发展能带动和促进一大批相关行业的迅速发展,对国民经济的发展具有重要意义。自建国以来,我国一直将主要氯碱产品产量及经济指标作为国民经济统计的重要指标。

 

1.2 改革开放前的发展历史

 

  中国氯碱工业始于20世纪20年代末期。1929年,国内第一家氯碱厂—天原电化厂在上海正式建立,从此揭开了我国氯碱工业发展的序幕。但在内忧外患的旧中国,氯碱工业不可能有大的发展。解放前夕,我国共有10个氯碱厂(点),年产烧碱只有1.2万吨,主要氯产品仅有液氯、漂白粉、盐酸、三氯化铝等简单几种。

  新中国成立以后,为满足国家经济建设对烧碱和氯产品的迫切需要,各氯碱厂迅速进行了恢复生产和改扩建。“一五”规划时期,以上海天原化工厂为试验基地,研制成功我国第一台接近20世纪50年代世界先进水平的立式吸附隔膜电解槽。这一阶段我国烧碱产量实现平均年增长20.3%,为国民建设提供了支撑和保障。

  1958年,国家为发展工业建设,在全国布点13个中型企业及一批小型企业。全国氯碱企业数目从10家增加到40多家,氯产品也从解放初期的几种扩至20余种。伴随新建企业扩产,作为我国50年代有机氯产品的试验基地,锦西化工厂在1958年建成了国内第一套3000吨/年悬浮聚合法聚氯乙烯(PVC)生产装置,随后在1959年,天津、北京、上海等7套6000吨/年PVC生产装置相继投产。在虎克12型吸附隔膜电解槽的基础上,国内相关技术人员又设计出了虎克16型电解槽及天原32型隔膜电解槽。

  1966年,文化大革命爆发。受此影响,国内部分氯碱厂产品质量下降明显,消耗成本上升,企业经济效益严重滑坡。但在困难的情况下,氯碱行业坚持发展和技术改造,文革末期,行业逐步恢复正常生产。1974年,国内首批40台30m2金属阳极隔膜电解槽在上海天原化工厂建成投产,标志着我国氯碱工业技术水平上了一个新台阶。

 

1.3 改革四十年发展历程

 

1.3.1 “五五”末期和“六五”时期(1978年-1985年)

 

  1978年召开的十一届三中全会,将全党的工作重心转移到社会主义现代化建设上来,在十一届三中全会精神的指引下,我国氯碱产品产量稳步增长。“五五”末期和“六五”时期,国内烧碱产量年均增长率为5.3%,产量从164.0万吨增加至235.3万吨,位居美国、前西德、前苏联、日本之后,列世界第五位。

  在此期间,国内氯碱行业更为注重产品结构的调整和技术进步。1983年,国家决定停止占总耗氯量近13%的六六六、DDT等有机氯农药生产,对氯碱行业的“碱氯平衡”产生重大影响。行业和企业积极调整产品结构,聚氯乙烯(PVC)的产量从约32万吨增加至50.8万吨,耗氯比例提高,逐渐发展成为最重要耗氯产品。甲烷氯化物、环氧丙烷、液氯、盐酸、氯化钡等其他氯产品生产的增长也很快,保证了行业的“碱氯平衡”。在技术进步方面,金属阳极隔膜电解槽在行业内大规模替代石墨阳极电解槽,有效降低了产品能耗和污染物的排放。

  离子膜法制碱技术是20世纪70年代中期出现的具有划时代意义的电解制碱技术,具有能耗低、产品质量和自动化程度高、无汞和石棉污染等优点,被世界公认为技术最先进和经济上最合理的氯碱生产工艺。

  “六五”期间,在改革开放的有利国际环境下,氯碱行业积极引进国际先进技术,一批采用引进技术建设的离子膜烧碱项目开工。同时,北京化工机械厂引进了旭化成、旭硝子离子膜法电解槽制造技术、阳极活性涂层、活性阴极等技术,采用这些引进技术先后制造了复极式电解槽和单极式电解槽,通过消化、吸收和创新,为今后制造具有自主知识产权的国产化离子膜法电解槽奠定了基础。

 

1.3.2 “七五”时期(1986年-1990年)

 

  “七五”期间,我国氯碱行业发展速度加快。烧碱产量年均增长率提高到7.3%,1990年烧碱产量达到335.4万吨,超过前苏联和前西德,位居世界第三位。

  产品结构得到进一步改善,氯产品达到200余种,主要品种约70个,初步形成了PVC、漂白消毒剂、甲烷氯化物、C2氯溶剂、环氧化合物等几大类产品。1990年,PVC产量达到78.5万吨,产量年均增长率为9.1%,耗氯比例继续提升。

  生产规模趋于大型化是“七五”期间我国氯碱工业技术进步的一个重要标志。1988年,山东齐鲁石化公司20万吨/年改性隔膜扩张阳极烧碱装置和20万吨/年乙烯氧氯化法PVC装置投产,成为国内建成的最大规模烧碱、PVC装置。1990年,上海氯碱总厂建成15万吨/年离子膜烧碱装置和20万吨/年乙烯氧氯化法PVC装置,并通过技术改造形成20万吨/年金属阳极隔膜法烧碱产能,烧碱总产能达到35万吨/年,生产规模跃居国内首位,并进入世界大型氯碱企业行列。

  1986年,从日本旭化成公司引进的我国第1套离子膜法烧碱装置(1万吨/年)在甘肃盐锅峡化工厂投入运行。齐齐哈尔化工厂、大连染料厂、大沽化工厂、北京化工二厂等引进的离子膜法烧碱装置也陆续投产。随后,全国各地数十家企业相继签约引进先进的离子膜制碱技术与设备。“七五”期间,我国13家氯碱企业引进离子膜法烧碱能力达37万吨/年,其中有11家企业的32万吨/年的生产能力投产。离子膜法烧碱从无到有并形成一定规模,不仅在节能降耗、生产优质烧碱方面做出贡献,而且为今后离子膜电解技术在国内氯碱行业的普及奠定了基础。

 

1.3.3 “八五”时期(1991年-1995年)

 

  “八五”期间,我国开始全面建设社会主义市场经济体系,改革不断深化,开放进一步扩大。为满足国民经济快速发展对基础原材料的需求,国家大力扶植氯碱工业,并重点发展节能环保的离子膜烧碱,国内氯碱行业持续高速增长。

  1995年,全国烧碱生产能力达到586.1万吨/年,产量506.8万吨,仅次于美国,跃居世界第二位。烧碱产量增速加快,年均增长率提高至8.6%。20世纪80年代,我国烧碱生产尚不能满足国内需求,平均每年需进口20万吨烧碱来补充不足,十年间共进口烧碱184万吨。自1991年起,我国开始出口烧碱,从此成为烧碱净出口国,1995年烧碱出口量达到23.9万吨。

  PVC树脂作为重要的塑料原料之一,也是氯碱生产的主要氯平衡产品。为满足农用塑料、日用品、建筑业等日益增长的需求,“八五”期间国内PVC树脂生产速度加快,产量年均增长率达到11.8%。1995年,我国PVC生产能力165万吨/年,产量137.4万吨,仅次于美国和日本,位居世界第三位。

  “八五”期间,“通过技术引进和国内自主开发,我国氯碱行业的技术水平和装备水平进一步提升。代表世界先进水平的离子膜法烧碱得到较快发展,提高了我国高质量烧碱的比例。1995年,离子膜法烧碱生产能力64.3万吨/年,产量约为53万吨,分别占国内总产能和产量的11%和10.5%。

  1993年7月,由北京化工机械厂设计制造的我国第1套国产化离子膜烧碱生产装置在沧州化工总厂建成投产,使我国成为第6个具有设计生产离子膜电解槽的国家。到1995年底,国内已有4家企业采用国产化离子膜烧碱技术和设备,总规模达到8万吨/年,标志着我国离子膜法烧碱生产技术从引进、消化吸收阶段进入了国产化创新全面发展的新阶段。国产化离子膜烧碱技术获得国家科技进步二等奖。

  生产装置大型化是氯碱工业技术水平的重要标志,也是“八五”企业技术改造的目标之一。1995年国内氯碱企业共约240余家,生产能力在10万吨/年以上的企业增加了4家,达到12家,总能力为170.6万吨/年,占全国总生产能力的29.1%。

  1993年巨化氟化厂投产3万吨/年甲烷氯化物装置,1995年潍坊亚星化工公司建成1.5万吨/年氯化聚乙烯(CPE)生产装置,成为世界第二大生产企业,将我国有机氯产品的生产能力和技术装备提高到新水平。

  技术进步是氯碱生产发展的重要推动力。“八五”期间,除离子膜烧碱装置国产化外,国内氯碱行业还取得了建成万吨级PVC糊树脂国产化装置、低聚合度PVC聚合装置消化吸收创新以及节能型扩张阳极(DSA)隔膜电解槽研制成功等技术进步成果。

 

1.3.4 “九五”时期(1996年-2000年)

 

  “九五”期间,我国氯碱总体供求关系出现重大变化,实现了从烧碱需求为主导向以氯定碱方式的转变。一方面随着经济发展和人民生活水平提高,市场氯气下游产品供不应求,需大量进口PVC、甲烷氯化物、环氧丙烷、环氧氯丙烷等多种氯产品;另一方面由于环保要求造成下游造纸行业碱回收率大幅提高和小造纸、小印染等的关停,国内烧碱消费量增长大幅减缓,造成供应相应过剩。

  2000年,全国烧碱生产能力为775万吨/年,产量667.9万吨。产量增速放慢,1996年-2000年期间的年均增长率为5.7%。由于烧碱传统出口地区东南亚烧碱生产能力扩大,进口减少,使我国烧碱出口受到影响,出口量在“九五”期间一直徘徊在16-18万吨左右。

  随着人民生活水平提高,国内塑料消费量增长迅速。受此影响,国内PVC树脂生产速度继续快于烧碱,2000年PVC生产能力345万吨/年,产量239.7万吨,产量继续保持年均两位数增长,为11.8%。但仍然产不足需,2000年PVC进口量达到约181万吨。PVC、甲烷氯化物等主要氯产品净进口折合耗氯量在230万吨左右。

  “九五”期间国内氯碱行业继续顺应发展趋势加快技术进步,水银法和石墨阳极隔膜法迅速缩减并逐步淘汰,离子膜法和金属阳极隔膜法占据了主导地位。2000年,国内将最后3套水银法烧碱装置淘汰,并确定将剩余约占5%产能的石墨阳极隔膜法于2003年底以前完全淘汰。国内离子膜法产能占总产能的比例已由11%上升至30%左右,其中国产化离子膜法装置的产能达到离子膜法总产能的20%左右。

  国内氯碱行业产能集中度有所提高,烧碱生产企业由240余家减少至190余家,平均生产规模从2.5万吨/年提高至4万吨/年,缩小了与国际先进水平的差距。

 

1.3.5 “十五”时期(2001年-2005年)

 

  进入21世纪,随着经济的高速发展和加入世界贸易组织影响的显现,我国逐步发展成为世界工厂,由此带来对基础化工原材料的巨大需求,推动了我国氯碱工业的快速发展。同时,我国城市化进程加快,带动着城市建设、建材、汽车、电子等行业的高速发展,烧碱、PVC树脂、甲烷氯化物、环氧丙烷、氯化消毒剂等氯碱产品的需求量迅速增长。另外,国家推进的西部大开发战略,使西部地区凭借丰富的资源优势,大力发展氯碱工业,其氯碱产业规模扩张迅猛。以上因素成为推动我国氯碱工业进入新一轮高速增长期的巨大动力。

  2005年我国烧碱能力约1470万吨/年,产量达到1239万吨;PVC树脂生产能力达到约972万吨/年,产量为649.2万吨。“十五”期间,我国氯碱行业烧碱产能年均增长速度达到13.7%,产量年均增长速度为13.1%;PVC产能年均增速达到24.9%,产量年均增速19.7%。

  经过整合,我国氯碱行业继续向大规模、集约化方向发展,行业烧碱和PVC树脂平均生产规模分别约7.7万吨/年和13万吨/年,与2000年约4万吨/年和5.5万吨/年的平均规模相比,集中度大为提高。

  “十五”期间,国内氯碱企业大力拓宽出口地区和渠道,改变了一直依赖东南亚和韩国市场的局面。沿海企业的产品打入传统由欧美和日本垄断的澳大利亚市场,以及南亚、南美和非洲市场。一些中西部企业则利用自身优势打开了中亚地区的市场,我国烧碱出口量猛增,2005年烧碱出口量达到85.4万吨,成为世界最大的烧碱净出口国。

  “十五”时期,能耗高、污染重的石墨阳极隔膜法烧碱装置被彻底淘汰,代表世界最先进生产工艺的离子膜法的生产能力不断上升,新建和改扩建烧碱项目基本上都采用离子膜法技术,在总产能中的比重已达到50%左右。到2005年底,我国有80余家氯碱企业从日本、意大利、美国、德国、英国等世界九大公司引进各种规格型号的离子膜电解槽数十种,国产化离子膜电解槽也被国内20余家企业采用,在行业技术进步过程中占有了重要地位。

  聚合釜是PVC树脂生产最关键的设备,聚合釜大型化、高效化是提高PVC产能的关键。“十五”期间,国内研发的70 m3釜和100 m3以上釜开始在国内PVC生产中大量替代传统的48 m3釜和30 m3釜。国产聚合釜的总体技术水平达到同期国际先进水平,可用于生产各种型号的悬浮法PVC树脂,并实现全过程自动化控制,运行良好,为我国PVC装置的规模大型化奠定了基础。

  在氯产品生产技术上,山东潍坊亚星公司的氯化聚乙烯(CPE)生产规模和技术达到国际先进水平,带动了国内一大批CPE生产企业的发展,使我国成为世界最大的CPE生产国、消费国和出口国;MDI和TDI是国际上公认的投入大、科技含量高、生产控制难度大的产品,烟台万华合成革公司、沧州大化TDI公司和兵器部甘肃白银公司通过对引进技术的消化吸收和自主开发,成为世界上极少数拥有MDI和TDI核心制造技术自主知识产权的企业;浙江巨化集团股份有限公司的甲烷氯化物和有机氟系列产品、江苏梅兰集团公司的甲烷氯化物系列产品,在生产技术和规模上也达到国际先进水平,中国华陆工程公司和南京大学在大型甲烷氯化物生产技术国产化方面,也已取得了很大进展,有力地促进了我国甲烷氯化物和相关行业的迅速发展。

  “十五”期间,国家推动西部大开发战略,推动了西部氯碱工业的发展。新疆、内蒙古、四川、宁夏等地区的氯碱企业,以丰富的煤、盐、石灰石资源为依托,以电石法PVC为核心,通过实现煤、电、盐、化、材一体化,大幅度降低生产成本,利用低成本战略占领市场,取得良好的经济效益,并形成了较为完整的循环经济产业链。西部地区的氯碱生产开始成为国内氯碱行业增长的主要动力。

 

1.3.6 “十一五”时期(2006年-2010年)

 

  “十一五”是我国基础工业规模实力迅速增长的五年,在房地产、建材等行业快速发展的带动下,整个工业体系的发展也呈现出了明显的重型化特征。钢铁、水泥、化工等各个基础原材料行业规模纷纷赶超世界发达国家,标志着我国经济的工业化进程进入到了一个崭新的阶段。在这一大背景下,国内氯碱工业在产业规模、对外贸易、装备技术等领域同样获得了跨越式的发展。

  “十一五”开始的两年间,2006年和2007年国内烧碱和PVC的产能、产量超过美国,跃居全球首位,我国成为全球最大的氯碱产品生产国和消费国。

  “十一五”末期,国内烧碱和PVC的生产能力分别突破3000万吨/年和2000万吨/年的历史新高,相比“十五”末期,均实现了100%以上的增长,年均增长速度均超过13%,高于同期我国国民经济的总体增长速度。2010年,国内烧碱生产能力约3021万吨/年,产量为2087万吨;PVC生产能力约2043万吨/年,产量为1130万吨。

  由于产能持续较快增长,而房地产等下游市场受国家宏观调控政策影响,增长速度相对较低,造成生产装置开工率下降,导致行业和企业经济效益有所下滑,行业开始面临产能过剩的新形势。

  在行业整体规模迅速增长的同时,包括装置能力在内的各项行业资源也在逐渐向大型企业集中,行业整体的集中度也有较大幅度的提升,国内单个氯碱企业的规模实力也有了明显的增强。2010年,新疆天业集团成为了中国首个产能规模超百万吨级别的氯碱企业。国内氯碱企业烧碱平均规模超过16万吨/年,PVC平均产能接近21万吨/年。

  传统上东部沿海是国内氯碱行业分布较为集中的地区。“十五”末期和“十一五”期间,西部地区氯碱企业抓住国际能源价格大幅上涨以及国内房地产等行业发展的机遇,依托自身丰富的煤、电、盐资源,迅速在西部地区建成了一批以电石法PVC为核心的煤-电-盐-化-材一体化的大型氯碱化工项目,产能和产量增长迅速,在国内氯碱行业所占的比重逐年上升。西部地区氯碱工业在5年间实现了数倍于东部地区的跨越式发展。

  “十一五”期间,随着中国氯碱行业的发展,烧碱和PVC产品的自给能力大幅提升的同时,出口也明显增加,进口则逐步减少。我国烧碱的出口量由“十五”期间的30-80万吨增长至150-200万吨;PVC的出口量则由“十五”期间的个位数增至“十一五”期间的45万吨左右。

  “十一五”国内氯碱行业的技术进步很快。2010年,能耗低、污染小的离子膜法烧碱的产能比例增加至75%左右。一批节能减排的新技术开始在行业内得到推广,氧阴极电解槽、离子膜制造、低汞触媒等国际尖端技术的研发也在稳步推进。

  为规范市场秩序,避免低水平重复建设,“十一五”期间国家先后发布多项产业政策指导氯碱行业健康发展。2007年,国家发展和改革委员会公布《氯碱(烧碱、聚氯乙烯)行业准入条件》,根据行业技术、装备和管理水平,分三个等级量化了氯碱行业生产过程中的各项指标;2007年,国家标准化管理委员会公布《烧碱单位产品能耗限额》;2009年,国家环境保护部公布《清洁生产标准氯碱工业(烧碱)》和《清洁生产标准 氯碱工业(聚氯乙烯)》,制定了行业实施清洁生产的分步实施计划和保障措施。

 

1.3.7 “十二五”时期(2011年-2015年)

 

  “十二五”期间,我国氯碱行业通过产业结构调整在产业集中度、布局优化、工艺技术、能源利用效率和环境保护等方面均取得了较大的发展,产能增速过快和无序发展状况有所改善。

2015年,我国烧碱生产能力约3873万吨/年,PVC树脂产能约2348万吨/年,稳居世界第一大氯碱生产国地位,约为居第二位的美国产能的2倍。

  “十二五”期间,国内大型烧碱和PVC生产装置逐年增多,已形成拥有百万吨级别的化工集团。烧碱企业平均规模由2010年的16万吨/年提高至2015年的23.8万吨/年;PVC企业平均规模由2010年的21万吨/年提高至2015年的29.0万吨/年。进入产能排名前十位的烧碱和PVC企业从门槛规模和平均规模上都有了很大提高。2015年,我国烧碱、PVC产能排名前十位企业进入规模分别达到60万吨/年和48万吨/年,平均规模分别达到80万吨/年和82万吨/年,已经接近世界氯碱发达国家水平。大型化、规模化企业集团初步形成,促进了行业整体竞争力的不断提升。

  “十二五”时期,对资源和能源依赖程度较强的氯碱生产企业将发展重点进一步向自然资源储量丰富的西部地区转移,西部地区的氯碱化工产业迅速崛起。西北地区烧碱和PVC产能所占比例由2010年的16%和30%提高到2015年的24%和45%。

  “十二五”期间,国内氯碱行业加快技术进步步伐,能耗低、污染小的离子膜法烧碱的产能比例由2010年的84%增加至2015年97%左右。膜法盐水精制、膜法脱硝、高密度自然循环膜(零)极距离子膜电解槽、干法乙炔、低汞触媒、100m3以上大型聚合釜、余热回收、盐酸深度脱吸、PVC聚合母液处理和电石渣综合利用等一批节能减排技术在行业内得到广泛应用。通过引进和自主研发,国内甲烷氯化物、MDI、TDI、氯化聚乙烯、环氧氯丙烷等主要氯产品的生产技术达到了国际先进水平。

  通过结构调整、先进适用的节能减排技术的推广应用,促进了氯碱行业的节能减排水平不断提高。2015年全行业烧碱综合能耗水平相比2010年的402千克标煤/吨下降到了335千克标煤/吨(电能耗按当量计),下降幅度达到了16.4%。膜法除硝、干法乙炔发生、干法水泥、聚合母液离心废水处理和低汞触媒等技术的推广应用,以及大力推广循环经济的发展模式,提高了资源和能源的利用效率,环保水平有了进一步提高。

  2015年,我国烧碱和PVC产量分别达到3028.1万吨和1609.2万吨,生产装置的平均开工率分别为78.2%和68.5%,按照开工水平来看,国内氯碱行业出现了一定程度的产能过剩。

  国内经济“十二五”期间已进入平稳增长的“新常态”,同时国家加大了房地产行业的宏观调控力度,国内烧碱、PVC及其他氯产品市场需求萎缩,价格下滑。国内氯碱行业扩能热潮减退,产能增速减缓,行业转入优化结构调整的阶段。2012-2015年期间,氯碱全行业连续四年亏损,亏损面超过50%。在结构调整的综合压力下,行业新建及扩建项目趋于理性,同时按照市场规律进行的优胜劣汰、落后产能的退出速度加快,烧碱、PVC产能的净增长呈现快速下降的态势,2015年烧碱和PVC产能多年来首次出现负增长。

 

1.3.8 “十三五”前期(2016年-2017年)

 

  2016年以来,随着“去过剩产能”和环保督查力度的进一步加强,一批竞争力较差的产能退出,国内烧碱和PVC产能继续保持低速增长,供给侧改革作用初步显现。同时,氧化铝、粘胶纤维和建材等主要下游应用行业有所复苏,下游需求的良好支撑进一步推动了市场供求关系的改善,产品价格上涨,并持续处于历史高位,企业利润大幅度增长,开工率逐渐达到较为良好的水平。国内氯碱行业在经历了一段时期的低迷以后开始逐渐走出低谷。

  2017年,我国烧碱和PVC生产能力分别达到约4102万吨/年和2406万吨/年,稳居世界首位;产量分别达到约3365.2万吨和1790.2万吨;生产装置的平均开工率分别为82.0%和74.4%。

  我国是世界最大的氯碱产品生产国和消费国,同时也是最大的烧碱出口国。近几年,国内每年出口烧碱200万吨左右。2017年,由于国内市场烧碱价格高涨,烧碱出口有所减少,降至约152万吨。我国传统上是PVC净进口国,经过近几年的快速发展,已成为PVC净出口国,2016年和2017年净出口量分别为30.6万吨和10.1万吨。

  2017年,我国氯碱企业烧碱平均产能由2015年的23.8万吨提升到26万吨/年,PVC树脂平均产能由29万吨提升到当前的32万吨/年,产业集中度进一步提高。同时,技术装备水平也有较大提高,离子膜烧碱产能所占的比例已经达到99.6%。

  2016年,氯碱行业实现扭亏为盈,利润总额约52亿元,效益明显改善。2017年,行业利润进一步提高,达到130亿元。氯碱行业效益的大幅改善是多种因素共同作用的结果:既和宏观经济大环境工业原材料景气上升有关,又与多年来市场化主导的行业去产能促进供求关系转化、国家供给侧改革等政策引导以及行业和企业优化调整等因素密不可分。

 

2 重大成就

 

  改革开放40年是我国氯碱工业发展速度最快、变化最大的时期,取得的巨大成就举世瞩目,主要体现在以下几个方面:

  (1)生产规模不断扩大,稳居世界第一大氯碱生产国地位

  1978年改革开放初期,我国烧碱产量约164万吨,居世界第五位,不到美国烧碱产量的五分之一,约占世界总产量的5%;PVC树脂产量只有约32万吨,是美国PVC产量的七分之一,只占世界总产量的约3%。而经过改革开放近40年的高速发展,2017年,我国烧碱、PVC树脂的生产能力和产量均已位居世界首位,是位居第二的美国的2倍以上,在世界氯碱行业所占的比重已达约40%,我国已成为世界最大的氯碱产品生产国和消费国。

  (2)产业集中度提高,已形成世界级大型氯碱企业

  生产大型化、系列化、规模化是世界氯碱行业的发展方向。改革开放初期,国内氯碱工业基础薄弱,生产厂家众多,烧碱和PVC平均生产规模均不到1万吨/年,万吨级以下企业产量占总产量的70%以上,与世界先进国家相比存在巨大的差距。

  通过近40年改革开放的艰苦努力,我国氯碱生产规模不断扩大,已形成拥有百万吨级别的化工集团。2017年,烧碱平均规模达到26万吨/年,PVC平均规模达到32万吨/年,已经接近世界氯碱发达国家水平。新疆中泰、新疆天业、陕西北元化工等企业已进入世界氯碱行业排名前十位,新疆中泰集团的烧碱和PVC生产规模已位居世界第三位。

  (3)技术进步突飞猛进,引领世界氯碱行业发展

  改革开放40年期间,我国氯碱生产工艺结构发生巨大革新,技术进步突飞猛进。1978年,国内氯碱生产以能耗高、污染严重的石墨阳极隔膜法和水银法为主;2000年,这些落后工艺已基本被完全淘汰,国内氯碱市场基本全部采用离子膜法和改进金属阳极隔膜法工艺;2017年,隔膜法已被离子膜法完全替代,在离子膜法中,最先进、节能的膜(零)极距电解槽已成为行业的主流。

  自1986年引进离子膜法生产装置投产以来,国内氯碱企业从日本、美国、德国等引进了多种离子膜电解槽。与此同时,通过对引进技术的消化、吸收和再创新,国内研发、制造的具有自主知识产权的国产化离子膜电解槽已达到世界先进水平,以氯碱成套装置和电解节能改造技术为核心,向世界各地的150多家氯碱生产企业提供了年产能超过1600万吨烧碱的离子膜电解槽装置,为国外13个国家氯碱用户提供核心设备、工程和服务,业务范围覆盖亚洲、欧洲、北美洲、南美洲和非洲。

  改革开放40年来,我国PVC成套装置规模也由最初的万吨级生产线发展到20万吨/年生产线,开发设计了拥有自主知识产权的成套全自动20万吨/年PVC生产线的工艺技术,实现了我国大型PVC生产从工艺到设备的全套国产化。

  PVC聚合釜制造工艺复杂,设备投资高,是生产PVC树脂的核心设备。改革开放40年来,我国PVC聚合釜技术经历了从初期的30m3到中期的70 m3到目前的135 m3以上的大型化转变,生产强度提高了15倍以上。国内自主研发的137 m3聚合釜生产能力大、设计指标和制造精度高、外观和内在质量好,各项技术指标达到了世界先进水平,标志着我国大型PVC聚合釜技术已达到世界先进水平。

  (4)满足下游行业需求不断开发新品种,

  改革开放40年来,氯碱产品新品种不断开发成功。目前,我国氯产品种类达到了上千种,形成一些具有相当规模的氯产品生产体系,除核心产品烧碱和PVC树脂以外,还包括甲烷氯化物-氟硅系列、异氰酸酯系列、氯化高聚物系列、石蜡氯化衍生物、漂白消毒剂系列、氯化芳烃及其衍生物系列等。

  目前,我国甲烷氯化物、氯乙酸、氯代异氰尿酸、氯化芳烃(氯化苯、硝基氯化苯、氯甲苯、氯化苄等)、MDI、TDI、氯化聚乙烯(CPE)和环氧氯丙烷等主要氯产品生产技术已达到国际先进水平,产品产能均居世界第一位,分别约占世界总产能的30-70%。

  (5)能源利用效率和环境保护水平显著提高

  随着改革开放步伐的不断加快,我国氯碱行业通过产业结构调整和重视新技术研发与引进,特别是一批新技术、新设备的研发与引进,节能降耗水平不断提高。行业平均每吨烧碱交流电耗从改革初期的2607度下降到2017年2280度,吨碱耗蒸汽从4.6吨下降到0.7吨左右,烧碱综合能耗降至约325千克标煤/吨(电能耗按当量计),使得我国氯碱行业节能达到国际先进水平。

  改革40年期间,在全行业的共同努力下,氯碱生产中环境治理和综合利用技术的开发和推广取得较大进展。石棉、石墨等污染已得到彻底根治,膜法除硝、干法乙炔发生、电石渣综合利用、聚合母液离心废水处理和低汞触媒等技术的推广应用,以及大力推广循环经济的发展模式,提高了资源和能源的利用效率,新疆天业、四川宜宾天原、宁夏金昱元等成为国家级循环经济示范企业。

 

3 主要经验

 

  (1)坚定不移的以经济建设为中心,抓住关键改革开放国民经济大发展的有利时机,加快氯碱行业的发展,烧碱、PVC产量年均增长率达到8.1%和10.9%,为满足我国经济发展对基础原材料的需求提供了坚实保障。

  (2)技术进步是推动行业发展的主要动力。改革40年来,氯碱行业持续不断的采用新技术替代传统技术,从落后的石墨阳极隔膜法和水银法逐渐转变为金属阳极隔膜法和第一代低电流密度离子膜法,再进一步转变为扩张阳极隔膜法和高电流密度离子膜法,再实现离子膜法对隔膜法的完全替代以及节能的膜(零)极距对第一、二代离子膜法电解装置的改造。国内氯碱行业一直保持持续不断技术进步的进取精神,推动了行业的不断发展。

  (3)坚持对外开放,在引进先进技术的基础上,学习、分析、借鉴,进行再创新,形成具有自主知识产权的新技术。从我国烧碱与PVC装置的核心设备离子膜电解槽、PVC聚合釜,以及甲烷氯化物、环氧氯丙烷、MDI、TDI等产品的发展经验来看,消化、吸收再创新是提高自主创新能力的重要途径。

 

4 面临的形势

  (1)主要产品市场需求将保持平稳增长

  氯碱工业是基础化工原料行业,作为基本化工原料的“三酸二碱”中,氯碱工业就占据了烧碱和盐酸两种,其市场需求量通常与制造工业密切相关;PVC是最重要的合成树脂之一,主要用于建筑、包装、电子、汽车、农膜、灌溉等有关国计民生的行业,其市场需求变化趋势是国民经济总体运行情况和人民生活水平的重要指标。

  我国已发展成为世界制造业中心,轻工、化工、建材、纺织、冶金、电子、农药、医药等氯碱化工下游产业极为发达,为氯碱化工的发展提供了广阔的市场资源。今后一段时期,我国国民经济将继续保持平稳增长,基础设施建设投入和城镇化进程也将继续平稳快速发展,我国氯碱化工市场前景依然良好,烧碱、PVC等主要产品的市场需求将与国民经济总体发展走势同步。

  (2)国际汞公约生效对氯碱行业将产生重大影响

  由于我国特殊能源结构,以及行业间的分割,目前国内PVC生产以电石法为主,约占总产能的82%左右,主要集中在新疆、内蒙古、陕西等西部地区。电石法PVC生产需使用氯化汞-活性炭触媒,国内每年消耗氯化汞触媒11000多吨,折合消耗汞资源达到约1000吨,占到国内汞消耗量的60%,超过全球汞消耗量的10%。

  2013年10月,有关汞问题的联合国环境规划署特别会议通过了旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约《关于汞的水俣公约》。2016年8月16日,《公约》开始在我国生效,汞污染防治成为强制性法律,行业汞污染防治工作将与履约工作全面对接。国际汞公约的落实和电石法PVC的汞污染防治是对行业未来发展影响最大的问题。

  根据国家产业和环保政策要求,氯碱行业制定了“低汞→固汞→无汞”的汞削减路线图。从履行国际义务,维护国家形象,以及保持行业稳定健康发展考虑,氯碱行业对于汞污染防治问题,一方面,对于现有和在建电石法PVC产能,将加紧推广低汞催化剂等技术,落实汞削减路线图;另一方面,将与石油化工和现代煤化工发展相结合,发展能耗和污染较低的乙烯法工艺,以及研发适合电石法工艺的无汞触媒,多种途径从工艺源头减少汞用量,实现行业的减汞化和无汞化。

  (3)保持“碱氯平衡”是行业的永恒主题

  氯碱工业采用电解法生产工艺,烧碱和氯气按固定质量比例同时产出是氯碱生产的主要特点,而市场对碱和氯的需求一般较难符合这一比例,因此就出现了碱与氯的平衡问题,如何保持“碱氯平衡”是氯碱行业的永恒主题。

  近几年,尤其是在山东、河北等东部地区,由于在当地生产最重要的耗氯产品PVC树脂缺乏成本竞争力,PVC有效产能和产量迅速萎缩。同时,氧化铝、化工、纺织、轻工等烧碱下游消费领域对烧碱的需求增长较快。受此双重影响,碱、氯市场严重失衡。行业和企业只能采用“以碱补氯”的模式运营,大量液氯倒贴费用销售。既影响行业和企业的经济效益,也带来一定的安全和环境隐患。

 

5 未来发展趋势和重点

 

  未来我国氯碱行业的发展思路是摆脱单纯以追求规模扩张为目的的增长方式,提升行业增长质量。调整优化产业结构,包括原料结构(降低电石法PVC比例)、技术结构(进一步提高各项节能减排技术的应用比例和高技术含量氯产品的产出比例)、产品结构(提高PVC专用树脂、氯化法钛白粉等高端氯产品的比重),逐步解决积累的结构性矛盾和资源、环保约束问题,实现由氯碱大国向氯碱强国的转变。

  未来我国氯碱行业的发展重点包括:

  (1)利用政策平台,以安全、环保、能耗等指标为标准,对已有产能和新增产能执行严格监管,淘汰落后产能及工艺,实现行业的有序、高效发展。

  (2)针对氯碱失衡和履行国际公约的要求,利用履约和乙烯原料多元化时机,通过减汞化、无汞化引领行业结构调整升级。全面推广电石法PVC减汞集成技术,加紧无汞触媒和PVC新工艺路线的开发和工业化进程,在东部沿海地区,氯碱化工与乙烷裂解、甲醇制烯烃等石油化工相结合,采用乙烯法工艺生产PVC,既实现减汞化,又消费一定量过剩氯气;在西部地区,氯碱化工与煤制烯烃等现代煤化工相结合,逐步降低电石法PVC产能在总产能中的比例。

  (3)提高自主创新能力,优化产品结构。以产品低成本和差异化为重点,以高端产品、核心技术研发为引领,重点发展PVC专用树脂、氯化法钛白粉、氯化高聚物,以及新型含氯农药中间体、医药中间体、食品添加剂和化工新材料等高附加值氯产品,研发和推广氧阴极电解、膜(零)极距电解、催化制氯、国产化离子膜等高新技术,提高行业节能减排和自主创新水平。

  (4)氯碱企业通过退城入园化解安全和环保风险,在化工园区高起点建设,集聚发展,充分考虑资源可承载能力和环境容量,大力推进清洁生产和循环经济,建立健全安全、环保预警系统。信息化和工业化深度融合是推动氯碱行业产业转型升级的强大内在动力和转变经济增长方式的有效途径,今后氯碱行业和企业将积极推进两化融合,有效发挥信息化在改造和提升氯碱产业的国际竞争力和行业本质安全水平中的作用。