气相法白炭黑的生产现状及发展前景

气相法白炭黑的生产现状及发展前景来源:中国化工信息网2006年12月29日气相法白炭黑是硅的卤化物在氢氧火焰中高温水解生成的纳米级白色粉末，学名叫气相二氧化硅或气溶胶二氧化硅，是一种多功能的添加剂，可起到补强、增稠、触变、抗沉淀、消光等作用。它是一种在世界范围内真工业化的纳米材料。气相法白炭黑耐高温、不燃烧，具有极高的电绝缘性、巨大的比表面积及高分散性能，可广泛应用于有机硅弹性体、涂料、胶粘剂、油墨、造纸、食品、化妆品、化学机械抛光等领域。在汽车制造业和建筑业有着十分广阔的应用和市场前景，其最大用途是作为硅橡胶及其密封胶的补强剂。1生产和发展现状气相法白炭黑在国外已有60多年的生产历史。美国、德国、日本等国经过多年的开发与研究，已大量生产和销售气相法白炭黑。2005年国外气相法白炭黑的总生产能力为21万t左右，其中德国瓦克公司的年生产能力为4.5万t，美国卡博特公司的年生产能力为6万t，德国德固赛公司的生产能力为8.5万t，日本德山公司的年生产能力为1.5万t，乌克兰卡路什公司的年生产能力为0.55万t。目前，中国气相法白炭黑市场几乎被国外大公司如德固赛、卡博特、瓦克等垄断，国内仅有几套小规模装置，年产量只有2000t。国外气相法白炭黑单套装置年产能力都在4000t以上，单套装置年产规模最大可达9000t，而且品种全、牌号多。其中，美国卡博特公司非处理型气相法白炭黑共有10多种，处理型白炭黑主要有3种。与国外先进水平相比，我国亲水性白炭黑系列牌号少，改性白炭黑系列刚刚起步，气相法白炭黑单套装置能力和品种牌号有很大差距。目前我国的同类产品在生产规模、生产技术、自动化程度以及产品牌号等方面远不及国外大公司，占总需求量80%以上的产品需要从国外进口。根据国内供需现状和发展趋势，中国正在加快发展气相法白炭黑，一些较大型的装置也在建设和投产之中。我国从20世纪60年代开始小规模生产气相法白炭黑.截至2005年，国内仅有沈阳化工股份有限公司、上海氯碱化工股份有限公司和广州吉必时科技实业有限公司3家公司生产气相法白炭黑。其中广州吉必时科技实业有限公司年产能为1500t，沈阳化工股份有限公司的年生产能力为1000t，上海氯碱化工股份有限公司年产能为100t。沈阳化工股份有限公司是国内气相法白炭黑最早的生产单位。早在二十世纪60年代，为满足军工需要，原沈阳化工厂通过自行开发，建成了第一套气相法白炭黑装置，年产能力为50t。1995年该公司通过引进乌克兰技术，建成了一套年产能为250t的生产装置。通过近几年扩建，2003年产能达到了1000t。该公司一直采用四氯化硅为原材料，利用硅粉自行合成，上世纪90年代引进乌克兰技术建成年产5000t四氯化硅生产装置，并实现了生产连续化，四氯化硅含量达到99.5%以上，保证了气相法白炭黑的纯度。2005年沈阳化工股份有限公司产量达到1200t。上海氯碱股份有限公司于20世纪70年代建成了一套年产能为50t的装置，1985年通过扩建达到年产100t。当时上海氯碱的气相法白炭黑项目引进是为利用三氯氢硅的副产物四氯化硅，工艺较为简单，也未引用自动控制系统。包装方面也比较简单，采用2.5kg塑料袋包装模式。2003年上海氯碱和上海华东理工大学合作，增设了一条年产200t规模的中试装置，该装置在上海氯碱的白炭黑旧工艺上进行部分改进，主要集中在预混合辅助反应器和流化床脱酸方面，但是由于各种原因，该生产线至今未正式投产。2005年，上海氯碱股份有限公司产量为102t。广州吉必时科技实业有限公司2001年开始消化吸收国外四氯化硅为原材料的气相法白炭黑生产技术，2002年在国内首次实现以有机硅单体工业副产物--甲基三氯硅烷为起始原材料合成气相法白炭黑，成为世界上少数几个掌握完全利用甲基三氯硅烷为原料生产气相二氧化硅核心工艺技术的公司之一。广州吉必时在有机硅副产物的综合利用、气相法白炭黑的生产工艺和纳米粉体包装技术等方面已经获得4项国家发明专利授权。为缩小与国外的差距，该公司率先在国内建成利用有机硅副产物的气相法白炭黑生产线，单机年产量达到500t，可生产4个型号的亲水型产品；吉林化工研究院也用有机硅副产物生产该产品。公司的生产线(下属双吉化工新材料有限公司)2005年的实际产量已超过1000t，关键设备全部实现了国产化。目前，公司现有的生产装置能生产HL-150、HL-200、HL-300、HL-380四个牌号的产品，产品质量达到国外同类产品水平。为了满足市场不同客户的需求，公司还相继推出HL-200B、HL-150P、HL-150H、HL-200P等牌号的专用亲水型产品，HB-215、HB-615等牌号的疏水型产品，产品已经走向系列化。吉必时公司与浙江新安化工集团共同出资1亿元组建了浙江新吉新材料有限公司，分期建设年产5000t的气相法白炭黑项目，全部投产后预计年新增销售收入1.8亿元、利税5000万元。项目于2006年2月开建，预计一期工程8月建成，全部工程预计2008年竣工。届时新吉新材料公司将成为国内具有规模经济的气相法白炭黑生产基地。广州吉必时公司及其下属公司亲水型气相法白炭黑年生产能力将突破8000t，表面处理型产品达到年产1000t，将成为在世界上有影响力的气相法白炭黑供应商。新吉新材料公司的白炭黑项目将吉必时公司在白炭黑生产方面的技术优势与新安化工的原材料优势相结合，以新安化工硅单体副产物为原材料，同时白炭黑生产过程中产生的副产物氯化氢再返还单体厂用于氯硅烷的合成，形成一个相互促进的良性循环，是清洁生产、综合利用资源、大力发展循环经济的具体体现，对我国有机硅产业的发展将产生积极影响。我国还攻克了纳米白炭黑技术，打破了德国、美国、日本等少数发达国家在这一领域的垄断。华东理工大学教育部超细材料制备与应用重点实验室和上海氯碱化工股份公司共同承担完成的纳米二氧化硅(白炭黑)气相燃烧制备技术与设备研制项目，如能成功推广将形成10亿元年产值，有力推动我国有机硅等行业的发展。由民营企业上海久琛精细化工有限公司自筹资金1.2亿元自主研发的年产3万t级无凝胶白炭黑生产线，于2006年7月底在上海金山区第二工业区投产，首批1000t产品已交付给新加坡客商SP能源公司，标志着我国的无凝胶白炭黑新工艺已在技术和产业化方面全球领先，产品开始走向世界。100%的去掉凝胶是困扰白炭黑行业数十年的世界性难题。久琛公司无疑胶白炭黑新工艺的研制始于2000年，采用的工艺路线与国外完全不同。经鉴定认为，无凝胶白炭黑技术属世界领先，填补国内空白。该技术已申报了两项国家发明专利，获得多种奖项；同时在美国、欧盟和日本也申请了专利。这种无凝胶白炭黑新产品，具有高分散、纳米级等优良特性，技术指标达到国际水平，产品特别适用绿色轮胎产业，仅国内年需求就达30万t。面对中国气相法白炭黑市场巨大的发展潜力，国外几大气相法白炭黑公司纷纷增加了在中国或亚洲的投资，以强化和扩大在中国的业务。美国卡博特公司和中国蓝星(集团)总公司合资的卡博特蓝星(江西)化工公司，总投资2950万美元，年产4800t气相法白炭黑项目的第一期年产2300t，已于2006年6月投产。项目全部达产达标后，可实现年销售收入3亿元，创利税8000万元。该公司也将成为国内规模最大、技术世界一流的气相法二氧化硅生产企业。美国道康宁公司与德国威凯化学品有限公司也宣布计划在亚洲地区成立合营公司，生产有机硅原材料及气相法白炭黑，其中气相法白炭黑生产规模为年产8000t。日本德山公司投资6000万美元在浙江嘉善港建设年产5000t气相法二氧化硅生产装置，2005年投入建设，预计2006年下半年投产。预计2007年我国气相法白炭黑的生产装置年生产能力将会达到1.54万t，其中国内企业产能将占38%。2消费现状气相法白炭黑作为重要的无机化工原料，除传统应用行业外，新的应用领域正在拓展。我国气相法白炭黑以前主要应用于军工领域，在上世纪90年代开始大量用于民用工业，如硅橡胶、聚酯、密封胶、涂料和油墨等领域。但是由于价格较高，限制了广泛应用，如橡胶行业目前还大量使用沉淀法白炭黑。2005年我国气相法白炭黑的总消费量为11184t，其中硅橡胶的消费量约占总消费量的61.6%，聚酯制品约占8%，涂料约占9.4%，油墨约占5.6%，其他方面约占15.4%。气相法白炭黑主要应用在室温硫化硅橡胶(RTV)和热硫化硅橡胶(HTV)领域，在后者中添加量高达40份，它在硅橡胶领域的使用量大概占了其总产量的60%，因而硅橡胶使用的广度和深度将直接影响气相法白炭黑的市场需求。我国硅橡胶的大规模应用已经起步，今后必将有巨大的市场潜力。硅橡胶的市场多集中于广东、江苏、浙江一带，目前大约占全国市场的85%。近几年我国的气相法白炭黑市场保持高速增长，气相法白炭黑的净进口量增长率连续5年超过20%。2005年进口量超过9000t，进口金额达到5209万美元。根据不完全统计，目前我国气相法白炭黑的年均增长率高达32%。预计2007年消费量将达到1.37万t。3发展前景我国气相法白炭黑的生产工艺和规模近年来得到了很大的发展，生产的气相法白炭黑可以部分替代进口，其产品质量已接近世界先进水平，但与国外大公司相比还存在着装置规模小、产品品种少等问题。国外白炭黑公司正在积极加入国内市场，我国气相法白炭黑产业面临巨大的生存压力与挑战。国内厂家应尽快增加产能，提高产品档次，增加产品品种，努力开发高质量的气相法白炭黑以满足各行业的需求。市场对表面改性疏水型气相法白炭黑的需求量很大，在这方面国内产业化生产已开始起步，强化这类产品的技术研究与生产，增强产品市场竞争能力迫在眉睫。