我國有機硅產業(yè)從無到有,從小到大五十多年的發(fā)展過程中,沒有也不可能引進任何技術,是完全依靠自己的力量發(fā)展起來的。盡管目前與發(fā)達國家相比,還存在一定差距,但從目前的水平和發(fā)展勢頭看,“十一五”期間繼續(xù)依靠自己的力量,完全有可能進一步提高我國有機硅工業(yè)的技術水平,縮短與發(fā)達國家的差距,將我國的有機硅產業(yè)做大做強。
一、發(fā)展現(xiàn)狀
1. 基本情況
有機硅高分子材料具有優(yōu)異的耐高低溫、耐紫外光、臭氧及氣候老化、電絕緣性能優(yōu)良及生理惰性等一系列特性,廣泛應用于航天、航空、電子電氣、汽車、造船、機械、食品、日用化學品及醫(yī)療衛(wèi)生等國民經濟各部門,特別是在國防軍工和高新技術領域,有機硅材料更是不可缺少的重要材料。
我國有機硅產業(yè)始于20世紀50年代初,經過幾十年的努力,90年代步入了高速發(fā)展期,最近十幾年取得了令人鼓舞的業(yè)績。我國有機硅產業(yè)的快速發(fā)展是在我國制造業(yè)快速發(fā)展的牽引下取得的,反過來有機硅的發(fā)展又為制造業(yè)水平的提升發(fā)揮了重要作用。我國是紡織大國,但過去由于我國的印染、后整理助劑跟不上,出口的紡織面料基本是白坯,國外將之印染整理后,面料的手感、風格等都有了很大改善,質量有了很大提高,價格猛增數(shù)倍。現(xiàn)在我國出口的紡織面料主要用國產有機硅進行了整理,使產品檔次大幅度提升;我國建筑裝修隨著經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,越來越高檔化,有機硅建筑密封劑逐漸被接受。上世紀80年代末90年代初,我國有機硅建筑密封劑生產尚處于起步階段,因此建筑業(yè)所用的有機硅建筑密封劑幾乎全部為進口產品,價格昂貴,2004年我國消費了有機硅建筑粘接密封劑12~13萬噸,其中國產品11萬噸,使建筑裝修成本下降,節(jié)約大量外匯,為我國建筑業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了重要作用;汽車的密封部位、電路系統(tǒng)使用有機硅材料可提高汽車使用的耐久性和可靠性,目前我國生產的小汽車平均每輛用硅橡膠1千克左右,距發(fā)達國家的3千克還有較大差距;上世紀80年代,家電制造業(yè)需要的高檔有機硅粘接劑全部靠進口,每公斤價格800~900元,80年代末國產品產品上市,價格不到進口貨的四分之一,現(xiàn)在更加便宜。為降低國產家電的生產成本,增加了對洋貨的競爭力;有機硅材料的生理惰性及與人體良好相容性,使其成為優(yōu)良的生物醫(yī)學材料,我國有機硅生物醫(yī)學材料也有一定的發(fā)展;我國的電氣工業(yè)、信息產業(yè)、輕工、食品業(yè)、制藥業(yè)等每年也都需要大量的有機硅產品。
國防和高技術領域也離不開高性能的有機硅材料,如各種航天器、軍用飛機、軍艦、反應堆、戰(zhàn)車等需要的耐高溫、耐低溫、耐輻射、耐紫外光、耐臭氧、耐鹽霧、耐燒蝕、無毒性等苛刻條件下使用的有機硅彈性體、粘接劑、密封劑、特種硅油及涂料等,基本全是我國自已生產的。可以說,有機硅材料為我國國防建設和高新技術產業(yè)的發(fā)展起了十分重要作用。
甲基氯硅烷
甲基氯硅烷生產是有機硅工業(yè)的基礎,是技術密集型、資本密集型產業(yè)。目前,國外僅有美國道康寧和通用電氣、德國瓦克、日本信越、法國羅地亞等少數(shù)幾家公司掌握此技術。
我國有機硅產業(yè)1951年實驗室研究開始,從無到有從小到大50年的發(fā)展過程中,是主要依靠自己的力量發(fā)展起來的。
1957年沈陽化工研究院(后轉入北京化工研究院)進行了Φ200mm攪拌床直接法合成甲基氯硅烷的研究;1968年北京化工研究院(后轉入晨光化工研究院)開始了流化床直接合成甲基氯硅烷的研究開發(fā),并于七十年代初期,在上海樹指廠完成了Φ400mm流化床合成甲基氯硅烷裝置的試驗工作,奠定了我國甲基氯硅烷合成工業(yè)化的基礎。八十年代后期,國家選定在星火化工廠建設了萬噸級甲基氯硅烷工業(yè)試驗性裝置。進入九十年代以來,我國有機硅單體在單套規(guī)模和合成技術方面都得到了快速發(fā)展。
進入21世紀,我國甲基氯硅烷生產技術取得了長足的進步。我國自主研究開發(fā)的用于甲基氯硅烷生產的銅催化劑活性高,選擇性好,其改進型于 2004年3季度經有關企業(yè)應用,取得了十分滿意的效果;甲基氯硅烷合成粗單體中,主產物二甲基二氯硅烷含量己達90%,收率可達84% (2000年以前只有65%~70%), 而且生產能力也有大幅度提高,這一水平已達到了目前的國際先進水平;單套設備生產能力己達50kt/a并正在建設100kt/a的生產裝置;原材料消耗和能耗也有明顯下降。
苯基氯硅烷
苯基氯硅烷的用量比甲基氯硅烷要少得多,但卻是不可缺少的重要有機硅單體。在硅油、硅橡膠分子中引入苯基硅氧鏈節(jié),可明顯提高硅油、硅橡膠的耐高溫性能,適量引入(~7.5% mol)可大大改善硅油、硅橡膠的低溫性能;硅樹脂合成中苯基單體更是不可缺少的,單用甲基三氯硅烷水解合成出的硅樹脂太脆,須與苯基氯硅烷共水解,苯基的引入不僅增加了硅樹脂的韌性,還增加了耐高溫性能及與基材的粘接性。
苯基氯硅烷的合成方法有直接法、熱縮法、格氏法及鈉縮合法。1953年我國研發(fā)出格氏法; 隨后1956年開發(fā)出臥式攪拌床技術; 1964年開發(fā)出立式攪拌床技術,并分別在天津、大連、西安及哈爾濱建立了生產裝置; 1976年開始研究流化床直接法合成技術,并先后在安徽和四川建成了φ400mm流化床生產苯基氯硅烷的裝置。
目前我國苯基氯硅烷主要采用直接法和熱縮法,總生產能力約2600t/a,實際產量1500t/a左右。隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展,對耐高溫的硅樹脂、硅油、硅橡膠的需求也迅速增加,對苯基氯硅烷的需求也越來越大,國產苯基氯硅烷已遠遠滿足不了需要,從俄羅斯及美國Dow Corning大量進口,進口量約3000t/a。
氣相白炭黑
氣相白炭黑(氣相二氧化硅)單個粒子尺寸在10~50nm,具有優(yōu)良的物理化學特性,應用廣泛。除了以四氯化硅為原料外,甲基氯硅烷生產中過剩的甲基三氯硅烷等可用于生產氣相白炭黑。
目前全世界氣相白炭黑的消費量約130kt/a~140kt/a,年均消費增長率在5%左右。主要用于硅橡膠、聚酯樹脂、油漆涂料、膠粘劑和密封膠等領域,用于硅橡膠的氣相白炭黑約70kt/a。
我國的氣相白炭黑從上世紀六十年代開始研究,但技術進步很緩慢,在產量、質量、品種等方面與國外公司相比有很大的差距。進入“十五”時期以來,國內氣相白炭黑行業(yè)有了很大的發(fā)展,不僅掌握了四氯化硅生產法,而且還掌握了用甲基三氯硅烷為原料生產氣相白炭黑的技術,產品的產量和質量有了很大提高,已達到千噸級規(guī)模,產品的各項技術指標基本達到進口產品水平。但生產規(guī)模、產品的微觀質量、品種數(shù)量及系列化程度與國外比,仍存在一定差距。
“十五”期間國內氣相白炭黑產品的使用量平均以20%以上的速度增長,2004年的進口量為6961t,國內產品的產量為1600t,國內的氣相二化硅表觀消費量為8561t,其中進口產品占據(jù)了超過80%的份額。由此可以看出,國內氣相白炭黑產業(yè)仍然有較大的發(fā)展空間。
表1 “十五”期間我國氣相二氧化硅消費增長情況 單位:噸
|
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005(預計) |
進口量 |
2787 |
3436 |
5759 |
6961 |
8350 |
產 量 |
580 |
850 |
1150 |
1600 |
2000 |
表觀消費量 |
3367 |
4286 |
6909 |
8561 |
10350 |
增長率 |
26% |
27% |
61% |
24% |
21% |
基礎聚合物及其下游產品
有機硅基礎聚合物主要有熱硫化(HTV)硅橡膠基膠、縮合型室溫硫化(RTV)硅橡膠基膠、加成硫化硅橡膠基膠、硅油及硅樹脂。
(1)HTV硅橡膠
目前我國HTV生膠生產能力約142kt/a、2004年實際產量約85 kt/a(含合資公司的產量),采用的生產工藝主要有靜態(tài)混合連續(xù)法和雙釜并聯(lián)半連續(xù)法,目前單套能力已達5000t/a。
(2)液體硅橡膠
各類液體硅橡膠我國都有產品,特別是用于建筑的液體硅橡膠發(fā)展十分迅速,生產企業(yè)已有30多家,總生產能力超過200 kt/a,估計2004年產量超過130 kt/a(不含國外獨資企業(yè))。除建筑業(yè)外,液體硅橡膠還用于彈性模具制造、汽車工業(yè)、電子電器、電力輸送、計算機按鍵等行業(yè),用量也十分可觀,估計總量在20 kt/a以上。2004年液體硅橡膠消費的初級硅氧烷量超過75kt/a。我國生產的液體硅橡膠與發(fā)達國家相比,產品的系列化及質量穩(wěn)定性尚需進一步提高。
與液體硅橡膠生產配套的設備、助劑、填料等的生產近10多年也取得了很大的發(fā)展,但仍存在品種不夠齊全、質量水平偏低的問題。
(3)硅油及其二次加工產品
硅油的應用范圍十分廣泛,主要用于紡織助劑、化妝品、消泡劑、脫模劑、表面活性劑、涂料、紙張涂層、電子電氣等領域,我國自已生產的這些產品折合成純硅油約20 kt/a,估計跨國公司銷于我國的硅油產品折合成純硅油超過20 kt/a。。
(4)硅樹脂
與硅油、硅橡膠相比,我國硅樹脂需要量要低的多,估計全國實際產量在5000t/a左右,而且高檔產品主要依賴進口。
(5)硅烷偶聯(lián)劑及RTV硅橡膠交聯(lián)劑
目前我國各種硅烷偶聯(lián)劑的總產量8 kt/a~10 kt/a,各種RTV硅橡膠交聯(lián)劑產量約6.5 kt/a。硅烷偶聯(lián)劑主要品種有γ-氯丙基三烷氧基硅烷,Si-69、KH-570、KH-560、N-β氨乙基-γ-氨丙基三烷氧基硅烷、N-β-氨乙烯-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷等。RTV硅橡膠交聯(lián)劑主要有甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯等。
2. 存在的問題和差距
甲基氯硅烷
盡管近10年來我國甲基氯硅烷生產在規(guī)模和技術上都取得了顯著的進步,但仍然存在不少問題。主要問題如下:
(1)硅塊的質量控制。硅的質量是影響甲基氯硅烷單體合成的主要因素,由于我國化學硅廠規(guī)模較小,往往一家甲基氯硅烷單體生產廠由多家硅廠供貨;硅生產廠在冶煉過程中,由于缺少嚴格的質量控制和先進的檢驗手段,質量的穩(wěn)定性存在一定問題,因此目前甲基氯硅烷生產用的硅質量難以保證。
(2)我國甲基氯硅烷生產中,原材料單耗,產品質量都與國外有一定差距。
(3)國外流化床采用內旋風,而我國因技術尚沒解決,采用外旋風,旋下的觸體進入貯罐,由貯罐分批返回流化床反應器。為減少床內觸體的帶出,氣速較低,使流化床反應器傳質傳熱效果和生產能力的提高受到限制。
(4)氯的回收利用率低只有60%~70%,而國外在85%以上。
(5)主產物二甲基二氯硅烷的收率偏低,總體水平在78%~83%,而國外為84%~88%。
(6)原材料主要在我國的西部地區(qū),但生產企業(yè)卻集中在東部。
苯基氯硅烷
我國苯基氯硅烷生產裝置規(guī)模小,技術水平不高。目前主要采用直接法,由于催化劑用量大(觸體中催化劑含量約35%),氯苯的單耗也高,造成生產成本偏高。更主要的問題是生產過程中產生多氯聯(lián)苯,會對環(huán)境和生態(tài)造成嚴重污染和影響。發(fā)達國家已淘汰直接法合成苯基氯硅烷的工藝。美國Dow Corning公司用格氏法連續(xù)化生產,生產過程中不產生多氯聯(lián)苯。 我國有兩家企業(yè)采用熱縮法生產苯基氯硅烷,產品為苯基三氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷。德國、俄羅斯也采用熱縮法。熱縮法由于反應溫度高,雖然停留時間很短,也會產生少量多氯聯(lián)苯。
有機硅聚合物及其后續(xù)產品
(1)高檔產品較少
我國生產的有機硅產品品種有數(shù)百個,總產量約有350kt/a,但基本為中低檔產品,高檔產品較少。
(2)產品質量及穩(wěn)定性有待提高
由于工藝、技術、設備、管理及客戶的消費觀念等原因,使我國有機硅聚合物及其后續(xù)產品的質量普遍較跨國公司的產品遜色,而且有些產品的質量波動較大。
(3)對產品的應用研究工作重視不夠
國外跨國公司投入大量人力、物力進行產品的應用研究,解決產品應用中遇到的問題及探索新的應用領域,而我國生產企業(yè)都對產品的應用研究重視不夠,所進行的工作常常是為了應付客戶在產品使用過程中遇到的問題,往往缺乏深入的應用基礎研究和開拓新應用領域的研究。
(4)生產企業(yè)規(guī)模小、數(shù)量多(超過1000家),技術水平和裝備水平有待繼續(xù)提高。
二、“十一五”面臨的發(fā)展環(huán)境分析
1. 有利條件和制約因素
有利條件:(1)快速發(fā)展的大市場
一個國家對有機硅產品的需求量可以反映出該國的經濟發(fā)展情況。改革開放以來,我國經濟實現(xiàn)連續(xù)多年的快速發(fā)展,以及人民生活水平的大幅度提高,使我國有機硅產品的需求量以平均每年近30%的速度增長,快速發(fā)展的市場是我國有機硅產業(yè)發(fā)展的最有利條件。
(2)初步形成了自我發(fā)展的產業(yè)基礎及人才隊伍
經過50多年的發(fā)展,目前已有近200kt/a(不含在建或停產的能力)甲基氯硅烷、140kt/a HTV生膠、220kt/a液體硅橡膠、15kt/a硅烷偶聯(lián)劑、40kt/a硅油及后加工產品、7.5kt/a硅樹脂生產能力,可以說我國的有機硅產業(yè)已初具規(guī)模。只要把技術水平、管理水平和市場開拓水平再上個臺階,就能發(fā)展成為世界有機硅生產大國。
通過多年的培養(yǎng)和實踐鍛煉,已形成了自已的研究開發(fā)、工程設計、工業(yè)生產、市場開拓及企業(yè)管理的人才隊伍。
(3)可持續(xù)發(fā)展的技術基礎。經過50多年的積累和技術創(chuàng)新,我國已基本掌握了有機硅單體、聚合物、后加工的工業(yè)生產技術,只要相關政策跟上、管理科學、增加科技投入,用不了很長時間我國有機硅生產的主要技術就會達到世界的先進水平。
(4)發(fā)展中的配套條件。九十年代以來,由于有機硅產業(yè)的快速發(fā)展,促使了與之配套的助劑、原料、儀器、設備的蓬勃發(fā)展,為我國有機硅工業(yè)發(fā)展提供不可缺少的保障條件。
制約因素:(1)甲基氯硅烷單體生產能力不足,使生產有機硅聚合物的原料環(huán)硅氧烷或水解料僅能提供國內需求量的1/3左右,主要依賴進口,致使我國有機硅聚合物及下游產品的生產受制于人。由于原料緊缺,2004年相當數(shù)量的下游企業(yè)產量低于2003年。
(2)金屬硅原料的質量是決定甲基氯硅烷生產水平的重要因素,采用優(yōu)質化學硅與我國有機硅企業(yè)目前普遍采用的普通化學級硅相比,在反應工藝條件相當?shù)那闆r下,主產物二甲基二氯硅烷在粗單體中的含量要高4%~5%,而目前這種優(yōu)質硅數(shù)量有限,滿足不了國內企業(yè)的需求。
(3)下游產品生產能力過剩導致無序競爭。企業(yè)為了取得客戶,不惜采用各種手段營銷自已的產品,造成經營成本增加,而成品價格卻漲不上去,為了生存,采用低質原料或偷工減料,導致產品質量下降。
(4)創(chuàng)新能力不足。我國各種有機硅生產企業(yè)1000多家,重視技術進步技術創(chuàng)新的企業(yè)并不多,用于研發(fā)的資金十分有限。我國每年用于有機硅研究開發(fā)的資金很少(含國家和企業(yè)投入),不到有機硅產品銷售額的0.6 %。
2. 國內外市場環(huán)境分析
(1)近幾年國外有機硅產品市場概況
亞洲有機硅市場增長最快,但1997年~1998年間該地區(qū)消費量明顯下降,1999年起又恢復了上升的趨勢。雖然北美此期間保持了繼續(xù)增長,但亞洲的經濟危機使其1998~1999年出口價格明顯下降。1995~2004年間日本由于國內經濟的不景氣及制造業(yè)向海外轉移,有機硅的需求增長十分緩慢。
2003年美國經濟的復蘇,加快了世界經濟增長的步伐,有機硅產品由生產能力過剩,轉為供應偏緊。
近幾年世界有機硅生產及消費情況見表4。
1998年全球有機硅氧烷產量為65萬噸,產值為73.5億美元,以此為依據(jù),估計2004年全球有機硅市場約為90億美元。
有機硅市場的規(guī)模取決于社會和經濟發(fā)展的水平,并隨時代進步而提高。據(jù)統(tǒng)計,一個國家有機硅消費量的增長與國民經濟GDP增長有內在的聯(lián)系,以制造業(yè)為主的發(fā)展中國家有機硅市場消費量的增長約為GDP增長的3倍,而成熟的工業(yè)化國家約為1-2倍。
可以推測,到2010年全球有機硅市場至少可以再增加40~50億美元,中國有機硅市場的發(fā)展將起著十分重要的作用。
世界發(fā)達地區(qū)(含北美、歐洲和日本)各種有機硅產品所占的市場份額可見表2,全球聚硅氧烷的生產能力見表3。
表2 近年世界發(fā)達地區(qū)各種有機硅產品的消費構成
產品種類 |
份額/% |
有機硅彈性體 |
52 |
硅 油 |
42 |
硅 樹 脂 |
6 |
表3 全球聚硅氧烷的生產能力 單位:kt/a
公司
名稱 |
2004年
生產能力 |
所占比例/% |
新增生產能力 |
2010年生產能力 |
所占比例/% |
道康寧 |
410 |
36.3 |
200 |
610 |
35.7 |
GE |
250 |
22.1 |
|
250 |
14.6 |
Wacker |
130 |
11.5 |
70 |
200 |
11.7 |
信越 |
140 |
12.4 |
|
140 |
8.2 |
羅地亞 |
100 |
8.8 |
|
100 |
5.8 |
其它 |
100 |
8.8 |
310 |
410 |
24.0 |
合計 |
1130 |
|
580 |
1710 |
|
(2)國內市場
自上世紀90年代以來,隨著世界制造業(yè)向中國的轉移,中國的有機硅市場得到迅猛發(fā)展,聚硅氧烷的表觀消費量(國內產量+進口量-出口量)從1993年的9.8 kt/a增長到2004年的180 kt/a,年均增長為30 %,是全球有機硅市場發(fā)展最快的國家。
估計2004年國內對各種有機硅產品的需求量折合成純有機硅聚合物,熱硫化硅橡膠約85kt、液體硅橡膠75 kt、硅油40 kt。其它有機硅產品中,硅樹脂約5 kt、硅烷偶聯(lián)劑12 kt、交聯(lián)劑6.5 kt。海關統(tǒng)計2004年我國初級硅氧烷進口量為143.76 kt,出口20.84 kt,由廢膠裂解制得的初級硅氧烷20 kt左右,扣除出口的數(shù)量,2004年國內消費初硅氧烷約205kt(含外資企業(yè)在華生產所消耗的初級硅氧烷),由于各方面原因造成這一數(shù)字的偏差,實際消費量可能要大于205 kt。
雖然近年來我國有機硅材料消費量快速增長,但人均消費量仍處于低水平。1998年美國人均消費約1kg,日本約0.8kg,我國當時只有0.03kg,2004年增至0.16kg。可見,市場潛力是很大的。
3. 競爭力分析
(1)建設投資及運行費用
同樣規(guī)模的有機硅工廠建設投資,國外一般是國內的2~3倍;工廠操作工人平均工資國外是中國的30多倍。我國企業(yè)在這方面有很大的競爭優(yōu)勢。但如果國外跨國公司在我國建廠,這一優(yōu)勢會有較大削弱。
(2)生產成本
國外有機硅生產廠由于規(guī)模大、單耗低、收率高,有利于降低成本,但由于投資大、人工費用大,又對其成本帶來不利的一面。據(jù)測算,國外D4生產成本約為12200元/噸,與國內相差不大。
(3)產品質量及品牌
國外各大有機硅生產商不僅產品品種多(如DC公司有7000種),而且系列化、配套化,產品質量穩(wěn)定、性能高、包裝質量好。多年的優(yōu)質服務,使其產品在客戶中產生了良好的信譽,名牌價值高。相比之下,我國有機硅產品的品牌價值要低的多,企業(yè)還有許多工作需要跟上。
(4)研究開發(fā)
國外有機硅生產商十分重視新產品、新技術的研究開發(fā),為此每年都投入了大量的人力、物力。DC公司每年投入銷售額的7%,約2億美元作為研發(fā)經費。我國每年用于有機硅研究開發(fā)的費用十分有限,除了科研院所及少數(shù)規(guī)摸較大的企業(yè)外,絕大多數(shù)企業(yè)基本沒有研發(fā)能力。
專利數(shù)是知識產權情況的重要標志之一,而我國有機硅企業(yè)和專業(yè)技術人員對申請專利,長期以來不夠重視,這也與我國在知識產權保護方面工作不力有關。到2004年底,我國從事有機硅研究開發(fā)及生產的主要單位,共申請中國專利400篇左右(企業(yè)申請的不到30篇),跨國公司申請的有關有機硅方面的中國專利總計超過600篇。
(5)管理水平及市場開拓能力
隨著我國有機硅產業(yè)的發(fā)展,我國一些大型有機硅生產企業(yè),管理水平和市場開拓能力都有了明顯的提高和增強。但也應看到,與跨國公司相比,仍存在相當?shù)牟罹啵饕憩F(xiàn)在現(xiàn)代企業(yè)制度尚沒完全建立起來,眾多中小型有機硅企業(yè)管理尚處于初級階段;在經營上缺乏服務意識,低價銷售成為主要的競爭手段,導致產品走向低端市場。長期下去,將會使客戶對國產品失去信任。
4. 需求預測和發(fā)展趨勢
表5 近年我國初級硅氧烷消耗情況
年 份 |
國內產量
kt |
裂解料
kt |
凈進口
kt |
表現(xiàn)消費量
kt |
增長率
% |
2000 |
19.6 |
7.0 |
47.8 |
74.4 |
|
2001 |
23.8 |
7.0 |
57.2 |
88.0 |
18.3 |
2002 |
36.7 |
8.0 |
72.9 |
117.6 |
33.6 |
2003 |
47.3 |
10.0 |
90.7 |
148.0 |
25.9 |
2004 |
62.0 |
20.0 |
122.9 |
204.9 |
38.4 |
由表5數(shù)據(jù)可見,2001~ 2004年間我國有機硅行業(yè)對初級硅氧烷的年需求量仍以2位數(shù)的速率增長,4年的平均增長率為29.1%,遠高于世界平均增長率的6%。專家們認為在今后相當一般時間內,我國經濟仍處于高速發(fā)展期。但隨著我國總體經濟趨于更平穩(wěn)的發(fā)展,有機硅行業(yè)的增長率雖然會繼續(xù)高于國民經濟的增長率,但已不可能繼續(xù)維持前幾年膨脹式的增長。預計今后幾年我國有機硅需求量的年均增長率為15%~20%,2010年我國市場將需要470kt~610kt/a初級硅氧烷。
三、“十一五”發(fā)展目標
“十一五”期間,我國有機硅產業(yè)不僅規(guī)模上要大幅度擴大,而且在技術水平上應該也有較大提升。
1. 發(fā)展方針
以國家的發(fā)展戰(zhàn)略和產業(yè)政策為指導,按照科學發(fā)展觀和循環(huán)經濟的要求,增大科技投入,提高技術水平; 以結構調整為主線,向規(guī)模化、大型化發(fā)展,加速向技術密集和效益型轉移; 走向集約化經營,上下游協(xié)調發(fā)展; 提高管理水平,節(jié)能降耗,不斷提升產品質量,逐步實現(xiàn)環(huán)境友好生產,走可持續(xù)發(fā)展的道路。
2. 發(fā)展目標
(1)擴大甲基氯硅烷單體的生產能力
2010年,我國甲基氯硅烷的生產能力要達1100kt/a,產量為990kt/a(含跨國公司)相應的初級硅氧烷的生產量為490kt/a。“十一五”期間形成5~8個甲基氯硅烷生產能力超過100kt/a的生產基地,中國企業(yè)總產能900kt/a,可滿足國內需求量的80%以上。
(2)甲基氯硅烷生產的技術水平
單套設備能力:50kt/a~100kt/a
選 擇 性:二甲基二氯硅烷平均收率83%以上。
原料單耗(t/t):
硅 粉 0.23~0.24
氯甲烷 0.82~0.84
銅 0.003~0.004
精二甲二氯硅烷純度:≥99.98%
水解、裂解總收率:≥97%
氯回收利用率:≥80%
(3)苯基氯硅烷
提高技術水平,降低原材料單耗,提高時空產率。通過技術進步,減少生產過程中多氯聯(lián)苯的產生,最終實現(xiàn)無多氯聯(lián)苯生成。2010年苯基氯硅烷的產量達到10kt/a。
(4)氣相白炭黑
目前我國氣相白炭黑總生產能力為2500t/a,預計2010年我國對氣相白炭黑的需求量將達20kt/a,考慮到美國Cabot、德國Wacker、日本Tukryama都宣布在中國投資建設氣相白炭黑生產裝置,“十一五”期間,我國企業(yè)再增加5000t/a的生產能力,使總生產能達7500t/a。產品質量應達到國外企業(yè)生產水平,并能穩(wěn)定生產,同時進一步實現(xiàn)產品的系列化。
(5)基礎聚合物及后加工產品
基礎聚合物(硅油,RTV、HTV硅橡膠基膠)的質量達到進口產品水平,品種系列化、多樣化。大品種的單套設備生產能力≥5000t/a。
硅油、改性硅油及其后加工產品
產品質量:二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氫硅油、聚醚改性硅油、氨基硅油及其乳液等產品質量要達到進口產品水平。創(chuàng)建一批知名產品品牌;產品系列化:針對不同產品及應用領域實現(xiàn)產品的配套化和系列化。硅油產品品種總數(shù)達到200個左右;2010年硅油產品總量折合成純硅氧烷140kt。
液體硅橡膠(LSR)
“十一五”期間,液體硅橡膠要逐步淘汰低劣產品品種,形成高、中、低系列產品,滿足不同使用需求。
①縮合型室溫硫化(RTV)硅橡膠要研究開發(fā)并投產一批電子、信息、汽車、建筑及其它行業(yè)用的高檔產品,質量達到進口同類產品水平。提高基膠、助劑、添加劑、包裝材料等的質量。
②加成型液體硅橡膠增加新品種,特別是用于信息產業(yè)、電力輸送、電線電纜等產業(yè)用的新產品,并使質量達到進口產品水平。
③2010年液體硅橡膠產品總產量250kt,品種500個左右。加強應用研究,形成一批知名品牌。
熱硫化(HTV)硅橡膠
①建立單套產能為5000t/a~10000t/a的生膠生產裝置。2010年形成200kt/a總產量,提高產品質量,揮發(fā)份≤2.0%,特別要求的產品揮發(fā)份≤0.5%。
②混煉膠:增加品種,形成針對不同領域的配套化、系列化產品;提高產品質量,開發(fā)并生產出長期(1年以上)貯存穩(wěn)定、二段硫化黃變性小的高品質混煉膠產品,2010年總產量275kt。
③鼓勵發(fā)展高性能、高品質的新品種。
硅樹脂
研究開發(fā)并生產出一些高水平的硅樹脂品種;2010年我國硅樹脂總產量達30kt/a。
硅烷偶聯(lián)劑及RTV硅橡膠交聯(lián)劑
“十一五”期間,提高已有硅烷偶聯(lián)產品質量,使產品質量水平基本達到國外同類產品水平。實現(xiàn)產品系列化、配套化。采用硅醇直接法合成硅烷偶聯(lián)劑。2010年硅烷偶聯(lián)劑總產能達到25kt/a左右。
用于縮合型室溫硫化硅橡膠的各類交聯(lián)劑,應在大幅度提高質量的基礎上提高產量,增強特殊結構的新品種,實現(xiàn)系列化、配套化。2010總產量10kt/a左右。
修定完善已有行業(yè)標準,并制定一批新的行業(yè)標準。
3. 發(fā)展重點與布局原則
發(fā)展重點:(1)甲基氯硅烷及初級硅氧烷的生產
目前我國有機硅產業(yè)所需的最主要原料初級硅氧烷主要靠進口,國產化率只有1/3左右,而且質量的穩(wěn)定性與國外產品比尚有一定差距。發(fā)展甲基氯硅烷及初級硅氧烷生產應是“十一五”期間的首要任務。要在現(xiàn)有技術的基礎上,將生產規(guī)模上和技術水平都要再上一個臺階。為此應抓好以下幾項工作:
①建立幾個有一定規(guī)模的有機硅生產用化學硅的生產基地
2010年我國有機硅行業(yè)需要專用化學級硅300kt/a左右,目前我國化學硅的產量和質量都滿足不了有機硅生產的需要。硅的質量對甲基氯硅烷生產的水平有很大影響,“十一五”我國應抓好這一環(huán)節(jié)。
②甲基氯硅烷合成的專用催化劑
催化劑是甲基氯硅烷合成的又一關鍵性因素。中藍晨光化工研究院(國家有機硅工程技術研究中心),研究的三元銅粉催化劑有較高的活性和選擇性,特別是近年為配合我國甲基氯硅生產,進行了一些提高選擇性和活性的研究開發(fā)工作,取得了很好的結果,但生產規(guī)模小,遠遠滿足不了快速發(fā)展的甲基氯硅烷生產的需求,應將穩(wěn)定生產、擴大規(guī)模作為“十一五”重點任務。
(2)加大對有機硅各生產環(huán)節(jié)的新技術、新工藝、新產品、新設備的研究開發(fā)力度,全面提升我國有機硅產業(yè)的競爭能力。
①甲基氯硅烷
流化床結構及內旋風分離技術的研究,這對提高反應的傳質傳熱效果及設備的產能,實現(xiàn)單套設備大規(guī)模和超大規(guī)模的生產能力有重要意義;
②苯基氯硅烷
通過對新生產工藝或新型催化劑的研究開發(fā),實現(xiàn)無多氯聯(lián)苯副產物的生產;
③規(guī)模化生產有機硅基礎聚合物(HTV、RTV基膠)的新工藝、新設備的研究開發(fā);
④聚合物后加工高性能新產品的研究開發(fā);
⑤規(guī)模化生產熱硫化硅橡膠混煉膠新工藝、新設備的研究開發(fā);
⑥研究開發(fā)無多氯聯(lián)苯副產物的苯基氯硅烷單體生產技術;
⑦功能有機硅材料的研究開發(fā);
⑧加強國防軍工和高技術配套的有機硅新材料研發(fā);
⑨加強新型氟硅橡膠、苯基硅橡膠、硅樹脂、硅烷偶聯(lián)劑的研究開發(fā)。
發(fā)展布局原則
目前有機硅生產基本集中在東部地區(qū)。而東部地區(qū)生產甲基氯硅烷的硅塊、甲醇主要從西部運去,這種狀況從經濟上并不合理,應鼓勵在西部建設新的大型有機硅生產基地。
四、政策措施建議
1. 支持民營企業(yè)投資建設大型甲基氯硅烷生產裝置,鼓勵有機硅行業(yè)科技創(chuàng)新,保護和發(fā)展國產品牌。
2. 有機硅工業(yè)的重要原料──化學級硅的生產是一種高耗能、對環(huán)境和生態(tài)都會造成不良影響(需要大量木炭作還原劑),建議國家限制化學硅的出口。
3. 加大對有機硅新技術、新工藝、新產品及新裝備研究開發(fā)投入的力度,提高企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。
4. 國家應在各行各業(yè),倡導使用國產有機硅材料,并對采購材料實行標準化、規(guī)范化管理,有助于我國的制造業(yè)水平的提升,也有利于遏制材料產品的低檔化、劣質化趨勢。
5. 鼓勵企業(yè)建設50kt/a以上甲基氯硅烷生產裝置,重點扶持100kt/a以上的甲基氯硅烷生產裝置建設。
6. 鼓勵上、下游企業(yè)的聯(lián)合重組。我國有機硅下游企業(yè)相對比較大的有100~200家不但具有一定規(guī)模,而且掌握生產技術和一定的市場份額,這些企業(yè)實際是跨國公司和我國有機硅單體廠的客戶。由于歷史原因,我國有機硅單體生產企業(yè)一般不生產下游產品,如現(xiàn)在開始生產下游產品,勢必造成對下游企業(yè)打壓,對我國有機硅行業(yè)發(fā)展不利。應以單體企業(yè)為核心,先與下游的客戶組成松散協(xié)作網(wǎng),逐漸通過資本的相互滲透,形成緊密的聯(lián)合體。政府應出臺相關政策鼓勵和引導這種聯(lián)合,逐步提高下游產品生產的集中度。
7.保護民族品牌,培育名牌產品,創(chuàng)造中國名牌產品。
8.規(guī)范市場,建立健全各類有機硅產品的行業(yè)標準及管理模式。