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以创新绿色技术为后盾 建立烷氧基硅烷工业体系
2009年19期 发行日期:2009-05-19
作者:廖俊
以创新绿色技术为后盾   建立烷氧基硅烷工业体系
——访湖北武大有机硅新材料股份有限公司总经理  廖俊
自有技术助推产能扩张
  周刊:武大有机硅今年投资建设的烷氧基硅烷生产装置于两个月前在湖北开工建设,据悉该装置是迄今为止世
界上最大的直接法烷氧基硅烷装置,请您简单介绍一下这个项目的相关情况?
  廖俊:武大有机硅已经拥有近万吨的直接法三甲氧基硅烷生产能力。目前我们正在建设的直接法乙氧基硅烷生
产装置规划产能是3万t/a,其中一期工程1.2万t/a装置正在快速推进,预计将于近期投产。这套装置投产后,
武大有机硅烷氧基硅烷总产能将达到约2万t/a,成为世界最大的直接法三烷氧基硅烷供应商。全部工程建设完工
后,根据市场情况,我们位于湖北鄂州的生产基地还将继续扩大,以满足市场对高品质烷氧基硅烷的需求。
  值得骄傲的是,这套新装置完全利用我们具有自主知识产权的直接法工艺建设,这是武大有机硅自上世纪90
年代中期以来从无到有,从小到大,完全依赖自主创新发展起来的成熟技术。与间接法工艺相比,直接法能大幅降
低成本、明显提高产品质量,同时还解决了间接法难以克服的环境污染问题。

高品质产品需求快速增长
  周刊:过去武大有机硅生产的烷氧基硅烷产品主要作为公司生产硅烷偶联剂的中间产品,目前大规模上马烷氧
基硅烷装置是否意味着公司业务方向的调整?
  廖俊:过去受下游产业规模较小的限制,烷氧基硅烷主要是作为合成硅烷偶联剂等下游产品的中间原料出现,
较少作为商品流通。但是经过多年的发展,烷氧基硅烷下游的工业化开发已经逐渐展开,特别是在电子、电力等高
端市场领域,需求非常大,未来市场十分光明。这些领域对高品质烷氧基硅烷的需求增长很快,2008年以来,公
司现有的烷氧基硅烷生产装置已难以保障客户的需求,为了满足下游客户的需求,我们进行了扩能建设,同时也增
加了产品的种类。武大有机硅投资建设的万吨级装置建成后,将拥有大规模供应三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、三
乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷的能力。
  有了这些高品质、多样化的单体和公司的技术实力做后盾,我们还将通过与下游客户合作开发或技术服务的形
式进入下游市场。

高附加值应用前景光明
  周刊:刚才您提到烷氧基硅烷下游应用已经逐渐展开,未来前景也十分光明。武大有机硅目前在下游应用领域
又有哪些新的突破?
  廖俊:目前我们的研究人员正在研究用烷氧基硅烷制备低成本多晶硅的技术。该技术采用直接法制备的低成本、
高纯度的烷氧基硅烷为初始原料,在普通的实验室环境中很简单的制备出纯度达到4N-5N级高纯度二氧化硅后,采
用与冶金工业中类似的还原炉将二氧化硅“冶炼”为高纯度的多晶硅。通过分析,该技术得到的二氧化硅和多晶硅
中的杂质大部分均是从大气中引入。该路线在普通的实验室环境中已取得了令人满意的结果。
  我们正努力争取在无尘环境中改进现有试验,以最大限度减少杂质进入,同时控制成本。与西门子法相比较而
言,由于不采用气相沉积方法,也没有副产物的治理问题,单程转化率高,其量产成本较改良西门子法有望最多降
低2/3,同时,我们还在关注多晶硅其他合成路线。目前正在对使用烷氧基硅烷制备薄膜太阳能电池原料和使用三
烷氧基硅烷生产多晶硅的可能性进行研究,初步的研究结果表明,这两种工艺的生产成本、可行性和安全环保方面
也非常具有优势。一些多晶硅厂家正在与我们探讨合作的可能性。
    此外,由于直接法合成的烷氧基硅烷质优价廉的优势,开发下游产品如超纯石英、纳米二氧化硅、硅溶胶、硅
树脂都已进入产业化阶段。

  周刊:目前我国多晶硅产业的发展现状如何?直接法烷氧基硅烷制备多晶硅与氯硅烷路线相比,有哪些优势?
  廖俊:过去国内多晶硅的生产都是以氯硅烷为原料来制备,主要是用三氯氢硅来生产多晶硅。这一路线在我国
多晶硅产业发展很快的情况下,对国家资源消耗过大。技术水平较高的厂家,平均多消耗30%~40%的资源;而技术
水平较低的企业,对原料的实际消耗甚至达到理论消耗值的2~2.5倍,应该说这样的发展状况并不是很健康。在前
一段时间市场状况很好的情况下,这种不健康的发展模式还显现不出来,但是随着多晶硅的价格逐渐回归理性,使
用氯硅烷路线制备多晶硅,在环境方面和副产物四氯化硅应用方面的问题日益突出。有些生产企业对副产物四氯化
硅的处理,采取从环境标准高的地方向环境标准低的地方转移或者将四氯化硅直接排放到环境中,对环境造成很大
的危害。另外,四氯化硅到目前为止,其下游应用还没有得到有效开发,只有部分企业应用四氯化硅生产白炭黑。
  与国内生产企业相比,发达国家多晶硅生产厂家在和氯硅烷厂家的闭路循环利用方面做得比较好,下游开发也
做得比较好。而我国的多晶硅生产比较分散,在技术方面还需要进一步完善。
  在新的生产工艺方面,欧美、俄罗斯等国很早就开始开发用烷氧基硅烷路线制备多晶硅。烷氧基硅烷路线的主
要原料是三甲氧基硅烷或三乙氧基硅烷,其基本性能在合成多晶硅这一方面和三氯氢硅比较接近,但是与三氯氢硅
路线相比,三烷氧基硅烷不含氯、杂质少、品质较高、对设备的腐蚀比较小,另外,副产物四烷氧基硅烷的利用处
理以及原材料的提纯都相对简单。预计该法将在短时期内实现产业化。

扩大规模建立优势产业链
  周刊:作为一家以技术优势起家的企业,您对目前烷氧基硅烷产业链作何评价?对整个产业链的发展有哪些设
想和建议?
    廖俊:烷氧基硅烷产业链的发展主要有甲氧基硅烷和乙氧基硅烷两个方向。过去我国烷氧基硅烷主要作为硅烷
偶联剂中间原料。与国外硅烷偶联剂生产往往依托大的氯硅烷厂家进行循环利用的生产模式相比,我国硅烷偶联剂
的生产一直以来处于分散、小规模的发展。截至目前,国内大的氯硅烷厂家还没有规模化生产硅烷偶联剂的,致使
国内在产品运输、使用、氯化氢的回收利用等方面都受到很大的限制,成本也很居高不下。基于这一原因,武大有
机硅自主研发了利用烷氧基硅烷生产硅烷偶联剂的工艺技术,目前已经实现规模化生产。
  另外,经过近些年市场和技术的开发,烷氧基硅烷的下游应用已相当广泛,目前除了比较热门的烷氧基硅烷路
线生产多晶硅以外,烷氧基硅烷还可用于制备硅溶胶、MQ树脂、倍半硅氧烷等高性能材料。
  总体来看,利用直接法合成的烷氧基硅烷,除了硅烷偶联剂这个大的方向以外,还可以向多晶硅以及其他各种
新型材料方向发展,最终形成一个以直接法烷氧基硅烷为基础的工业体系。从我国目前所具备的规模来看,直接法
烷氧基硅烷体系已经初步体现出在绿色环保、节能减排、成本低、质量高等方面的优势。随着将来规模的越来越大,
其价值将会逐渐显现。此外,通过与下游企业的通力配合,烷氧基硅烷在降低能耗、降低原料成本以及下游开发成
本等方面的优势也将越来越明显。我们希望通过将来的不断完善、扩大规模建立起一个完整的产业链。

迅速成长的武大有机硅:
  2000年12月正式成立的湖北武大有机硅新材料股份有限公司,其前身是武汉大学化工厂。作为由教育部组建
的国家级有机硅研发中心,武大有机硅凭借其强大的研发平台,驱策公司发展壮大,不断研发高附加值产品并实现
产业化。其业务范围也从研发向生产、市场、甚至技术服务延伸。随着近几年有机硅行业的快速发展、高性能材料
的兴起,武大有机硅也由当年的一家校办工厂迅速成长为有机硅行业的翘楚。
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