担当社会责任 拓展下游市场
——《禁止化学武器公约》附表3化学品光气分析及思考
□ 中国监控化学品协会 吴锦容
光气化学名称为碳酰二氯。由于光气有两个酰氯，化学性质活泼，能与伯胺类化合物生成异氰酸酯，与二羟基化合物，如双酚A生成聚碳酸酯，所以作为化工产品而大批量生产，广泛应用于有机合成工业中。《禁止化学武器公约》（下称公约）附表3共有17种化学品，其中光气排列为首。我国于1996年5月15日发布化学工业部第11号令，所附各类监控化学品名录中，将附表3化学品也称为“第三类 可作为生产化学武器主要原料的化学品”。追溯化学武器的历史，早在第一次世界大战中，交战双方德国、英国、法国大量使用毒气钢瓶、毒气炮弹进行攻击，所用毒气就有光气、双光气、氯气及其混合物以及芥子气等。
行业整体水平大幅提升
1． 产业集中度增加
自1997年到2012年，历经15年，我国光气生产能力由12万吨发展到320万吨，增加25倍多；产量由4.8万吨增加到245万吨，增加了50倍多；生产企业40家到41家，装置由40套到48套。2012年我国光气产量为245万吨，开工率 76.6%。其中2/3的企业生产能力超过1万吨，超过10万吨的有8家（套）。开工率由40%提高到76.6%，2007～2012年，生产能力由108万吨增到320万吨，增加近2 倍；产量由83万吨增到245万吨，也增加近2 倍。
目前国内光气生产企业呈现以下特点：⑴一些规模小、管理水平落后的企业和装置已被淘汰；⑵原位于大城市、风景区、环境敏感及人口密集地区（如大连、上海、苏州、无锡、江阴市等地）的企业都已经被关、停，许多企业搬迁到经济（科技）开发区、工业或化工园区，企业新改扩建厂址基本上都在经济（科技）开发区或化工园区（如宁波万华、沧州大化、上海联恒、巴斯夫、拜耳等）；⑶上规模、上水平的企业所占比例大大增加。合资、外资企业及新改扩建企业素质提高，不仅规模大，而且技术、管理水平先进或比较先进，使光气行业总体水平上了一个新的台阶。
2．技术大踏步前进
光气行业近年的发展和进步主要体现在：一是通过净化措施、分子筛吸附等，提高了原料气一氧化碳的纯度和质量，减少和消除杂质对催化剂的影响；二是改进反应器的结构、材质、体积，使反应均匀、散热效果好、催化剂温度均匀，反应条件得到改善；三是生产工艺由过去几乎全部人工控制，到采用部分自控与部分人工控制相结合，逐步发展为自动化控制，并采用集散控制系统（DCS）；四是安全保障体系方面，发布《光气及光气化产品生产安全规程》(GB19041-2003)、《光气及光气化产品的生产装置安全评价通则》(GB13548-1992)等标准，绝大部分厂的生产装置都进行了安全技术改造，建立健全了安全保障体系，同时进一步完善了含光气废气破坏处理设施。
国外光气产业发展已趋成熟，先进的生产装置体积小、密封性强、安全可靠性好、使用调节方便。与国外先进的光气生产装置相比，国内的技术水平和生产设备、自动化控制都有不小差距，行业发展也很不平衡，企业之间差别很大，特别是多数中小企业生产管理水平不高，主要差距恰恰也正是体现在以上四个方面存在的问题与不足。
特别值得一提的是，光气主要下游产品MDI因生产技术的高难度和复杂性，目前全球仅有六个国家（中、美、德、日、韩、匈）、七家公司（拜耳、巴斯夫、亨斯迈、陶氏、三井、东曹、万华）掌握了核心生产技术。我国自主开发了这一生产技术，烟台万华“年产20万吨大规模MDI生产技术开发及产业化”项目荣获2007年国家科技进步一等奖，“烟台万华科技创新系统工程”项目荣获2010年国家科技进步二等奖，烟台万华已创建成为国际一流的生产光气及其MDI等下游产品的化工新材料公司。
下游市场蓬勃发展
光气是重要的有机化工中间体，主要消耗用于高分子材料的原料（异氰酸酯类和聚碳酸酯）、农药、医药、染料等精细化学品行业。我国2012年光气生产耗氯量为176万吨以上，占全国氯气消耗量的7%以上，与美国2005年前大体相当，略小于西欧2005年前比例，估计与美国、西欧现在的比例数尚有一定差距。
异氰酸酯类产品 主要是甲苯二异氰酸酯（TDI）和二苯甲基甲烷二异氰酸酯（MDI），其下游主要产品为聚氨酯制品。目前我国已成为全球异氰酸酯、聚氨酯生产和消费大国。据报道，2013年我国聚氨酯总产量已达870万吨，聚氨酯产品生产和消费居世界首位。2013年我国TDI总产能为89万吨，市场需求60万吨，为全球第一生产国和消费国，产能已有过剩。生产厂家主要有甘肃银光、沧州大化、山东莱阳巨力、东南电化 、拜耳、巴斯夫等。2013年我国MDI总产能达215万吨，消费量170万吨，其中聚合MDI 108万吨，纯MDI及改性MDI 62万吨，产能已有过剩。MDI主要生产厂家包括万华化学、联恒异氰酸酯（巴斯夫与亨斯迈合资）、拜耳、日邦聚氨酯（分离装置）等。由于产能过剩，近年我国TDI和MDI呈现进口减少、出口增加的趋势。近7年，TDI年进口量由4万吨增至13万吨，2009年最高，之后大体呈减少趋势；出口量由4万多吨增至7万多吨，大体呈增加趋势。纯MDI进口量由近9万吨增至13万多吨，2010年最多，2012年最少；出口量由7千多吨至5万多吨，大体呈增加趋势。
聚碳酸酯 2011年我国聚碳酸酯产能为30万吨，随着新建项目的投产，近年产能将增加2倍以上，新增产能一半采用光气法。聚碳酸酯主要用于生产电子电器配件、建筑板材、光盘、汽车零配件、包装、医疗设备、纺织、光学透镜、航空航天等。
农药 光气可以用来生产农药，氨基甲酸酯类杀虫剂、杀菌剂、除草剂（克百威、甲萘威、异丙隆、对氟隆等）
其他精细化学品 光气还可以生产医药、染料、造纸化学品等精细化学品（如皮革、纺织品防水剂等）。
据报道，世界2012年消耗光气830万吨，2013年估计880万吨，产能超过1000万吨。2006～2011年光气消耗年增长率平均为4.3%，其中中国增长最快，增长率约为21.5%。光气消耗量的80%用于异氰酸酯，16%用于聚碳酸酯，2%～5%用于其他精细化学品。
2011年部分国家和地区光气消耗情况见表1。其中美国2011年光气产量（预计数）为230.7万吨。光气主要消耗：异氰酸酯类179.8万吨，占消耗总数的78% ；聚碳酸酯41.5万吨，占18%；酸性氯化物及其他9.4万吨，占4%。
我国光气应用消耗于几个行业的比例，与美国、西欧、日本相比，前些年差别很大。据2005年发表的数据，我国生产的光气约65%用于生产农药，约36%用于生产异氰酸酯，1%用于生产聚碳酸酯、医药、染料、精细化学品。2012年我国光气应用消耗于几个行业的比例已经发生很大变化。据测算，用于异氰酸酯类MDI、TDI的比例约为81.6%，与国外2006～2011年平均数（约80%）大体相当。
表1 2011年部分国家和地区光气消耗情况 万吨
国家/地区 产量 异氰酸酯类 聚碳酸酯 其他
消耗光气量 所占比例/% 消耗光气量 所占比例/% 消耗光气量 所占比例/%
美国 230.7 179.8 78.0 41.5 18.0 9.4 4.0
西欧 232.5 187.0 80.0 41.5 17.8 5.0 2.2
日本 86.2 654.0 76.0 19.0 22.0 1.8 2.0
行业积极履约
1．企业担当履约社会责任
光气生产企业有责任、有义务履行《公约》，做到：每年2次宣布数据；接受现场核查；遵守条例，办理生产特别许可；新、改、扩建项目上报审批，工程竣工验收合格、上报批准后方可投产；设施停产拆除时拍照、录像、数据资料保存。
需要注意的是，不仅光气作为附表3化学品属履约范围，而且光气的诸多下游产品，如农药、医药、染料和精细化学品都是公约规定的“特定有机化学品”，也属于履约范围。
截至2013年底，我国民用工业接受核查257次，其中附表3化学品接受核查97次，占核查总数的37.7%。附表3化学品中光气接受核查13次，占核查总数的5.06%，占附表3化学品核查数的13.4%。我国光气生产企业历年接受核查情况见表2。
此外，有些光气生产企业也接受了光气的下游产品（即特定有机化学品）的核查，如江苏安邦电化有限公司（2005年5月）、江苏快达农化股份有限公司（2008年5月）、山东泰安华阳农药化工集团有限公司（2008年12月）、山东德州信达化工有限公司（2009年4月）、 海利贵溪化工农药有限公司(2010年8月)、天津市有机化工二厂（2010年11月）等。
虽然特定有机化学品核查的要求不比附表3核查要求高，但据江苏安邦电化有限公司、江苏快达农化股份有限公司等反映，由于附表3化学品光气核查只查一种产品，特定有机化学品核查却可能查到多种产品，所以应对核查的工作量更大。
2．履约促进企业的管理和发展
光气系列产品（包括双光气、三光气）以及光气许多下游产品，因其本身或分解物具有剧毒、有害的特性，生产安全与环境保护是头等大事。1984年12月3日，美国联合碳化物公司在印度博帕尔的农药厂发生地下储槽异氰酸甲酯 (液体，易挥发)泄漏事件，剧毒气体（异氰酸甲酯及分解物）造成2.5万人直接致死、 55万人间接致死、20多万人永久残废的人间惨剧。这是民用化工骇人听闻的特大安全事故，毒气的巨大杀伤力绝不亚于使用化学武器，30年来光气行业一直引以为戒。为此，许多光气生产企业在履约、接受核查过程中，发现相关的生产管理，特别是安全生产、环境保护方面所存在的问题时，都积极面对，认真解决这些问题，不仅圆满完成履约任务，而且促进了企业的管理和发展。
如江苏安邦电化有限公司通过接受光气、三氯化磷及特定有机化学品核查，加强了物料衡算，改进计量，从基础管理和技术革新两方面采取强有力改进措施，保证安全生产，提高了企业管理水平。烟台万华合成革集团有限公司制定“重大事故应急预案与泄漏光气的应对措施”；甘肃银光聚银化工有限公司根据安全标准、规范，对光气及光气化产品装置进行安全自我评估，控制危险因素，消除隐患，降低事故风险；江苏常隆化工有限公司不断完善光气化产品的HSE保障措施；天津市有机化工二厂规范设计和施工、投入安全资金、加强安全培训及管理。德州市禁化武办在对3家小光气生产厂履约进行指导监督的同时，加强服务，积极组织光气厂参加行业活动，使企业了解光气化产品发展前景，进行扩能改造，产品由单一向多种、大吨位发展。
履约与企业的技术进步相互促进。上海联恒异氰酸酯有限公司“通过精确控制减少光气生产中的一氧化碳的消耗”、烟台万华合成革集团有限公司“大型可移动式光气（氯气）捕消粉装置”等项目荣获中国监控化学品协会技术进步二等奖，甘肃银光聚银化工有限公司“关于光气物料平衡问题的探讨”及“增设光气破坏塔III，降低500单元碱液消耗量，实现废气达标排放”、海利贵溪化工农药有限公司“DCS控制系统在光气生产中的应用”等项目荣获三等奖。
表2 我国光气生产企业历年接受核查情况
生产企业 核查时间
江苏安邦电化有限公司 2000.6
上海东风农药厂 2000.10
江苏快达农化股份有限公司 2003.7
宁波万华聚氨酯股份有限公司 2007.7
烟台万华聚氨酯股份有限公司 2008.12
上海联恒异氰酸酯有限公司 2009.5
浙江帝人聚碳酸酯有限公司 2010.5
沧州大化TDI有限责任公司 2010.7
甘肃银光聚银化工有限公司 2011.10
安徽广信农化股份有限公司 2011.11
甘肃银光银达化工有限公司 2012.3
烟台巨力精细化工有限公司 2013.4
宁夏新安科技有限公司 2013.10
关于行业发展的几点思考
1．光气计量问题值得重视
通过履约反映出原料消耗、安全、环保等多方面的问题，其中之一是计量问题。国家禁化武办曾对北方某企业生产的光气进行模拟核查，发现氯气消耗多出1000多吨，原因是氯气由供方计量，误差太大，而企业对进厂的原料氯气无计量。企业整改后增加了对进厂氯气的计量。在后来的核查中物料衡算顺利通过，圆满完成接受核查的任务。
多数中小企业生产的光气无计量，接受核查时要从下游产品量倒推光气量，非常繁琐。光气计量不仅是履约核查的急需，也是加强企业生产管理的需要。建议通过履约主管部门的支持，协会起到桥梁作用，协助解决部分企业光气计量问题，一则满足了履约核查的需要，二则帮助企业加强基础管理，三则体现政府对光气生产中小企业履行社会责任的鼓励。
2．产能已有过剩
2006～2011年世界光气消耗年平均增长率为4.3%，中国为21.5%，发展速度远远高于世界平均增长速度。但与此同时，还应看到我国光气生产装置开车并没有达到满负荷生产，2012年我国光气的开工率仅为76.6%，供已大于求，产能已显过剩。为此，对光气生产发展应有清醒的认识。
3．长远看还有发展余地和空间
我国光气用于生产异氰酸酯的比例与国外2006～2011年大体相当。光气消耗氯气占氯碱工业总氯的比例，与先进国家2005年前大体相当。由此看来，今后我国光气生产还应有一定的发展余地。
特别是从长远看，光气的下游产业——聚氨酯制品产业还将大有可为。因为虽然从总量上我国已成为聚氨酯的生产和消费的大国，但从人均消费量的角度来看仍是聚氨酯的低消费国，我国聚氨酯仍有大的发展空间。当然，聚氨酯上游原料光气的生产也将会有发展的空间。
4．下游产品市场有待开拓
光气下游产业，特别是聚氨酯产业如何更快发展，聚氨酯消费量如何增上去，这是光气生产能否得以发展的关键。聚氨酯广泛应用于家具、汽车、冷链物流（冷藏火车、冷藏汽车、冷藏集装箱、冷库等）、建筑保温防水、木材胶黏剂以及与人们衣食住行紧密相关的传统应用领域（冰箱冰柜、鞋革树脂、氨纶、弹性体等）。如果这些光气下游产品应用更加广泛，下游市场进一步开拓，那么光气的需求量将会增长，光气生产还将有新的发展。