沉淀法白炭黑快速发展中有隐忧
□ 中海油天津化工研究设计院 朱春雨
产能扩张势头未减
经过近十年的高速发展,我国沉淀法白炭黑市场供需基本平衡。2008年直接从事沉淀法白炭黑生产的企业共
有54家,总生产能力为99万t/a,产量71.2万t,产能和产量均居世界第一位。其中规模在5万t/a以上的厂家
共6家,分别为赢创嘉联化工公司、株洲兴隆化工实业公司、漳平(正昌、正盛、赛吉元)化工有限公司、青州联
科白炭黑有限公司(含和卡尔迪克合资部分产量)、永安(丰源、丰润)化工有限公司和无锡确成硅化学有限公司,
生产能力共40万t/a,占全国的40.4%;产量共32.5万t,占全国的45.6%。详见表1。
目前民营企业占国内市场的大半江山,生产能力占67.7%,产量占65.4%;国有企业生产能力占9.09%,产量
占8.57%;因看好中国白炭黑消费市场巨大潜力,近两年外资企业在国内的生产能力不断增加,2008年外资(独资或
合资)企业生产能力已占国内总产能的23.2%,产量占26.0%。
2008年全国沉淀法白炭黑在建项目的生产能力共有11.4万t/a,除广安化工有限公司外,大多数在2009年已
建成投产。2009年全国沉淀法白炭黑在建项目的生产能力共有27.5万t/a,大多数在2010年建成投产。见表2。
沉淀法白炭黑作为橡胶补强原材料,主要用于鞋类、轮胎和其他浅色橡胶制品。2008年我国沉淀法白炭黑在
制鞋方面的用量为30万t左右,约占总消费量的42%;轮胎是沉淀法白炭黑第二大用户,也是消费需求增长最快
的领域,尤其在雪地轮胎、防滑轮胎和“绿色轮胎”方面得到大量的应用,目前沉淀法白炭黑在轮胎的消费量约占
16%。另外,沉淀法白炭黑在硅橡胶、碾米胶辊、胶带和电缆等橡胶制品中的消费量约占12%。我国沉淀法白炭黑
的消费结构见图1。因华东和中南地区是我国橡胶和制鞋工业的集中区,因此我国的沉淀法白炭黑产能90%以上分
布在华东和中南地区,主要为福建、山东、江苏、湖南四省。
表1 2008年全国沉淀法白炭黑生产能力和产量 万t/a
企业规模 企业数/家 生产能力 所占比例/% 产量/万t
≥5 6 40.0 40.4 32.5
2~5 11 27.4 27.7 18.1
1~2 21 25.7 26.0 17.2
0.5~1 8 4.0 4.0 2.2
<0.5 8 1.9 1.9 1.2
合计 54 99.0 100 71.2
表2 2009年全国沉淀法白炭黑在建项目 万t/a
企业名称 新建或扩建 建设规模 计划投产年限
福建省沙县金沙白炭黑制造有限公司 扩建 1.5 2009
湖南金大地材料股份有限公司 新建 1.0 2010
凤阳赛吉元无机材料有限公司 新建 6.0 2010
安徽确成硅化学有限公司 新建 6.0 2010
福建三明巨丰化工有限公司 扩建 1.5 2009
罗地亚白炭黑(青岛城阳)有限公司 新建 8.5 2010
清流县津城化工有限公司 新建 1.5 2010
山东大地盐化集团 扩建 1.5 2009
合计 27.5
高规格产品有待开发
随着产能和技术水平的不断提高,国内沉淀法白炭黑的原材料及动力消耗不断降低,目前已接近国际水平。普
通产品质量基本能够满足国际市场的需要,出口量逐年上升,主要出口至韩国和东南亚各国。但特殊用途的白炭黑
(如气相法白炭黑及用于硅橡胶和涂料的专用超细二氧化硅品种)则需进口。从价格来看,我国二氧化硅的进口价
格远高于出口价格。由于受到国际经济持续衰退和国内取消出口退税的影响,2008年二氧化硅出口量较2007年有
较大下降(见表3),因此扩大内需和研制高附加值产品是国内白炭黑发展的必由之路。
近年国内加快了新产品的开发,目前沉淀法白炭黑的新品种主要有子午胎用造块白炭黑、高温硅橡胶用白炭黑、
牙膏摩擦剂和增稠剂用白炭黑、喷墨打印纸用白炭黑、医药载体用白炭黑、开口剂用白炭黑、消光剂用白炭黑等。
表3 2001~2009年我国二氧化硅进出口情况 万t
年份 进口量 出口量 进口总额/万美元 出口总额/万美元
2001 3.2 6.6 6001.3 4357.7
2002 4.1 8.2 7764.7 4735.1
2003 5.3 10.5 10197.7 5284.2
2004 6.9 12.6 13088.4 6056.8
2005 7.2 15.1 13445.8 7770.3
2006 8.0 30.7 15232.4 13574.7
2007 9.7 28.0 17752.6 12941.1
2008 9.3 19.4 18590.8 11709.4
2009(1~7) 4.0 14.7 8257.7 8251.9
技术创新推动产业发展
近两年我国沉淀法白炭黑技术进步主要体现在节能减排和资源综合利用方面。
1.节能方面
反应器、板框滤机、喷雾干燥塔等设备大型化(反应器单台最大达90m3、板框滤机单台最大达500m2、喷雾干
燥塔单台年生产能力达2万t/a),同时22kW以上用电设备均采用变频调速装置。由于设备大型化和变频调速装置
的应用,每吨白炭黑耗电量由原来的450kW·h降至现在的250kW·h。
炭黑生产过程中能量回收工作取得较好成效,如白炭黑料浆和母液余热得到回收,白炭黑干燥带出的水蒸汽得
到利用等。每吨白炭黑的煤耗由原来的2.5t下降到现在的1t。
2.环境保护和资源综合利用方面
⑴实现生产废水零排放
如江苏澄星磷化工股份有限公司结合自身的产品特点,采用磷酸和水玻璃反应生产白炭黑,产生的母液和洗水
全部用作磷酸一钠和二钠的生产原料,实现了沉淀法白炭黑生产的资源利用最大化;焦作多氟多股份公司和天津化
工研究设计院合作利用磷肥副产氟硅酸和氟硅酸钠氨化法制冰晶石联产白炭黑,既实现了资源利用最大化,又治理
了困扰磷肥行业可持续发展的氟硅污染问题,是一条值得推广的节能减排和循环经济的样板工程。
⑵传统工艺废水综合利用
在传统硫酸沉淀法白炭黑生产中,每吨成品要外排15t含硫酸钠的工业废水,国内外多数厂家采用碱中和后澄
清排放,这不仅对水体造成一定的污染,而且使废水中硫酸钠资源白白流失。株洲市天隆化工实业有限公司将沉淀
法白炭黑生产所产生的含硫酸钠废液,经过除杂、过滤、浓缩后和硫化钡反应生产沉淀硫酸钡和硫化碱技术在株洲
兴隆白炭黑厂得以实施,每吨白炭黑生产可减少0.6t的硫酸钠排放,同时可节水8t。
太原工学院和山西省化工设计院研究人员通过对传统沉淀法白炭黑生产洗涤工艺的改进,采用循环洗涤,逐级
提浓方法,获得含硫酸钠6%的溶液,硫酸钠浓度达6%的洗涤废水再进行蒸发、浓缩、结晶回收硫酸钠副产品,基本
上实现了白炭黑生产废水的零排放。
我国沉淀法白炭黑市场日趋成熟,但受全球性的金融风暴的影响,白炭黑在发展进程中出现了危机,主要表现
为出口量大幅下滑。要应对目前的危机,白炭黑生产企业首先要在扩大内需上做文章,如开拓造纸行业、保温材料
行业等新的应用领域;还要加强管理,在节能降耗上下工夫,提高原料利用率;同时要加大精细产品的研发力度,
特别是高附加值的进口替代产品的研发和生产,如高档硅橡胶用白炭黑、高档消光剂用白炭黑、绿色轮胎用高分散
白炭黑产品。
