聚丁二烯橡胶产能趋于过剩 竞争日益激烈
□ 晓 铭
聚丁二烯橡胶(简称PBR)是以丁二烯为单体,采用不同催化剂和聚合方法合成的仅次于丁苯橡胶的世界第二大通用合成橡胶。它具有弹性好、耐磨性强、耐低温性能好、生热低、滞后损失小、耐屈扰性、抗龟裂性以及动态性能好等优点,可与天然橡胶、氯丁橡胶以及丁腈橡胶等并用,在轮胎、抗冲击改性、胶带、胶管以及胶鞋等橡胶制品的生产中具有广泛的应用,开发利用前景广阔。。按照聚合物的微观结构,聚丁二烯橡胶可以分为高顺式聚丁二烯橡胶(顺式-1,4结构90%以上)、低顺式聚丁二烯橡胶(顺式-1,4结构35%~40%,简称LCBR)、中乙烯基聚丁二烯橡胶(1,2结构35%-65%)和高反式聚丁二烯橡胶(反式-1,4-结构65%以上)4种产品。其微观结构的不同主要取决于催化剂、聚合溶剂和聚合反应温度。钴系、钛系、镍系和稀土催化剂主要用于生产高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶,其他聚丁二烯橡胶品种则主要采用锂系催化剂体系。
产能和产量稳步增长,民营企业发展迅速
自1971年北京燕山石油化工公司合成橡胶厂建成我国第一套镍系聚丁二烯橡胶生产装置以来,我国聚丁二烯橡胶的生产稳步发展。2010~2012年是我国顺丁橡胶生产能力增长最多的几年,先后有多套装置建成投产。截至2012年12月底,我国聚丁二烯橡胶的生产厂家有14家,总生产能力达到119.5万吨,同比增长约24.09%,超过美国成为世界上第一大聚丁二烯橡胶生产国家。除中石化茂名石油化工公司、中石化高桥石油化工公司、中石油独山子石油化工公司的低顺式聚丁二烯橡胶生产装置采用引进比利时Fina公司、日本旭化成(Asahi-Kasei)公司和意大利Polimeri Europa(原EniChem)公司专利技术,以及台湾宇部(南通)化学工业有限公司采用日本宇部公司技术外,其余均采用国内生产工艺。
由于近两年多套民营企业生产装置的建成投产,打破了原来我国聚丁二烯橡胶由中国石化和中国石油一统天下的局面。目前,我国聚丁二烯橡胶的生产形成了中国石化、中国石油和民营或者合资企业拥有生产装置的格局,其中中国石化的生产能力为45.8万吨,约占总生产能力的38.33%;中国石油的生产能力为27.5万吨,约占总生产能力的23.01%;民营或者合资企业的生产能力为46.2万吨,约占总生产能力的38.66%。其中中石化上海高桥石油化工公司是目前最大的生产企业,生产能力为17.8万吨,约占总生产能力的14.90%。在产品品种上,除了传统的镍系之外,还有稀土顺丁以及钴系和低顺式聚丁二橡胶等产品。2012年我国聚丁二烯橡胶的主要生产厂家情况见表1。
随着生产能力的不断增加,我国聚丁二烯橡胶的产量也不断增加,2012年达到75.00万吨,同比增长约8.07%。
表1 2012年我国聚丁二烯橡胶主要生产厂家情况万吨
生产厂家 生产能力
中石化北京燕山石油化工公司 15.0
中石化上海高桥石油化工公司 17.8
中石化齐鲁石油化工股份有限公司 6.0
中国石化集团巴陵石化有限公司 6.0
中石油锦州石化分公司 5.0
中石油独山子石化分公司 6.5
中国石油大庆石油化工总厂 16.0
中石化茂名石油化工股份有限公司 1.0
台塑宇部(南通)化学工业有限公司 7.2
福建福橡化工有限责任公司 5.0
山东玉皇化工有限公司 16.0
新疆天利蓝德公司 5.0
山东华懋新材料有限责任公司 10.0
山东万达化工有限公司 3.0
合计 119.5
新技术开发层出不穷
在生产技术方面,中科院长春应化所经过多年的技术攻关,在世界上首次以铁系催化剂成功合成出乙烯基含量大于80%的高乙烯基聚丁二烯橡胶(HVBR),突破了国外锂系催化体系乙烯基含量不超过70%,乙烯基聚丁二烯橡胶机械性能不佳的问题;所生产的高乙烯基聚丁二烯橡胶的性能指标达到了高成本、高性能溶聚丁苯橡胶的水平,而且生产成本低、工艺简单,是适合我国工业水平现状的高性能、低成本、有广阔市场和发展前景的轮胎橡胶新品种。新合成路线的溶剂体系和聚合工艺可方便地在现有镍系顺丁橡胶装置上推广。
巴陵石化公司借鉴其他合成橡胶凝聚的生产技术,自行开发出顺丁橡胶三釜凝聚新技术。在同等条件下,采用该技术使每吨顺丁橡胶生产的蒸汽单耗下降0.4吨以上,循环水每小时消耗减少70多吨。同时,由于凝聚效果增强,生产过程中溶剂油的挥发减少,不但降低了物耗,还消除了因溶剂挥发而产生的安全隐患,经济效益明显。
独山子石化公司研究院利用橡胶聚合中试装置试生产出稀土橡胶新产品。据悉,这次试生产成功的20L连续聚合中试装置在满足镍系顺丁橡胶合成评价的同时,还能用于聚丁二烯橡胶、溶聚丁苯橡胶和热塑性弹性体工艺研究和产品评价。装置包括聚合反应、胶液凝聚和较为先进的自控系统,特别是新增的胶液凝聚过程使试验更加接近工业化装置。
北京燕山石油化工公司与北京化工大学合作,掌握了稀土顺丁的关键环节-催化剂配制的工艺条件和影响规律,取得了编制3万吨稀土工艺包所需的一切数据,并于2012年建成3万吨稀土顺丁橡胶生产装置。
中国石油兰州石化公司研究院技术中心和山东大学化学与化工学院联合开发出高性能端羟基聚丁二烯液体橡胶新技术,并通过了有关部门组织的技术评议。用户应用评价认为,在室温下,负离子聚合法与自由基引发聚合制备的端羟基聚丁二烯液体橡胶相比,在强度相当的情况下,前者的性能优异,可应用于航天材料领域。
产能过剩凸显
今后几年,我国仍将有多套聚丁二烯橡胶装置建成投产。预计到2016年,我国聚丁二烯橡胶的生产能力将达到约190.0万吨,产能过剩凸显,未来竞争激烈。2013~2016年我国计划新建或者扩建聚丁二烯橡胶装置情况见表2。
表2 2013~2016年我国计划新建或扩建聚丁二烯橡胶装置 万吨
企业名称 新增产能 品种类型 计划建成时间
中国石油四川石化有限责任公司 15.0 镍系 新建,2013年
中国石化茂名石油化工公司 10.0 镍系 新建,2013年(已投产)
扬子金浦石化公司 10.0 镍系 新建,2013年
中国石化镇海炼化公司 6.0 镍系 新建,2015年
山东淄博齐翔滕达化工股份有限公司5.0 稀土 新建,2013年
浙江传化公司 10.0 镍系 新建,2013年
辽宁胜友橡胶科技有限 3.0 镍系 新建,2014年
台塑石化(宁波)公司 5.0 - 新建,2013年
上海华谊丙烯酸公司 7.0 镍系 新建,2014年
山东寿光骏腾 5.0 镍系 新建,2014年
合计 76.0
消费量稳步增长,未来竞争激烈
随着我国橡胶制品等工业的快速发展,对聚丁二烯橡胶的需求量也迅速增加。2007年我国聚丁二烯橡胶的表观消费量为68.58万吨,2009年增加到76.69万吨,同比增长约 27.39%。2012年的表观消费量约为95.03万吨,同比增长约6.20%。相应自给率2007年为70.14%,2009年下降到62.20%,2012年增加到约78.92%。近年来我国聚丁二烯橡胶的供需情况见表3。
目前我国聚丁二烯橡胶主要用于轮胎、制鞋、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)以及ABS树脂的改性等方面,其中轮胎制造业方面对聚丁二烯橡胶的需求量约占总需求量的70.3%,制鞋业方面的需求量约占9.1%,高抗冲聚苯乙烯(HIPS)和ABS树脂等塑料改性方面的需求量约占10.2%,车力胎方面的需求量约占6.8%,胶管、胶带等其他方面的需求量约占3.6%。随着我国轮胎产品结构由斜交胎向子午轮胎转化,由内胎向无内胎转化,高性能轮胎、绿色轮胎日益增多,对聚丁二烯橡胶,尤其是高性能稀土聚丁二烯橡胶的需求量将不断增加。此外,随着国内电子电器行业的快速发展。HIPS和ABS树脂的消费快速增长,而聚丁二烯橡胶作为塑料的抗冲改性剂也将得到了进一步应用。预计2016年需求量将达到约110.0万~115.0万吨,而届时的生产能力将达到约190.0万吨,产能已经过剩,未来竞争激烈。
表3 近年来我国聚丁二烯橡胶的供需情况 万吨
年份 产量 进口量 出口量 表观消费量 产品自给率/%
2007 48.10 21.95 1.47 68.58 70.14
2008 44.09 18.65 2.54 60.20 73.24
2009 47.70 30.61 1.62 76.69 62.20
2010 60.50 26.20 3.06 83.64 72.33
2011 69.40 24.68 4.60 89.48 77.56
2012 75.00 23.56 3.53 95.03 78.92
发展建议
目前,我国聚丁二烯橡胶的生产能力已经超过美国位居世界第1位,随着今后多套装置的建成投产,产能过剩已经是客观现实,虽然如此,但我国目前装置的开工率不是很高,所生产的产品牌号仍主要是通用的镍系聚丁二烯橡胶产品,低顺式、充油以及稀土聚丁二烯橡胶的产量很少,不能满足国内实际生产的需求,仍需要进口;另外,产品应用范围主要集中在轮胎领域,非轮胎领域的用量还较少。在新增产能中,除中石油、中石化两大集团及少数企业外,多缺乏同期建设的原料配套,橡胶产品同质化严重,多数仍以镍系产品为主,缺乏理性的投资快速增长,伴随的或将是市场的严酷竞争。
(1)随着今后几年多套装置的建成投产,产能将大大过剩,未来市场竞争将十分激烈;因此新建或者扩建应十分慎重。
(2)虽然我国已经建成稀土以及低顺式聚丁二烯橡胶工业生产装置,但由于技术以及市场推广等方面的原因,发展较为缓慢,市场接受程度还较低,装置的开工率也很低,应该尽快使装置实现达产,同时加快新型催化剂的研究开发以及加大产品的应用开发,以提升我国聚丁二烯橡胶的整体技术水平,避免国外产品的竞争。
(3)对于现有占据主导地位的镍系生产装置,应该进一步优化现有镍系聚丁二烯橡胶生产催化体系和工艺条件,开发新型聚合釜及新型搅拌器,开发直接干燥技术,用单一溶剂代替混合溶剂,实现全过程及品种牌号切换的TDC控制,从而降低物耗能耗,提高产品内在质量,以继续保持我国镍系聚丁二烯橡胶在世界上的领先地位。
(4)加快新产品牌号的技术和应用开发,尤其是不同门尼粘度、不同充油量的产品,用于塑料改性及制造高尔夫球的高顺式聚丁二烯橡胶、充环烷油的非污染充油聚丁二烯橡胶,氯化聚丁二烯橡胶、环氧化、羧化、卤磺化改性聚丁二烯橡胶等新产品,使之多样化、系列化、专业化、高性能化和高附加值化发展,以满足国内市场不同的需求。
(5)开辟聚丁二烯橡胶在非轮胎制品中的应用市场,如增加聚丁二烯橡胶在工程轮胎、拖拉机轮胎、农用轮胎中的使用比例,占领塑料改性用聚丁二烯橡胶市场等。
(6)在提高产品质量和供应稳定性的前提下,积极扩大出口,以化解国内供需矛盾,使我国聚丁二烯橡胶行业健康稳步快速发展。