浅析我国氯碱工业发展特点

王方

新材料、化工、节能环保

  • 2019-07-03
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氯碱行业是最基本的化工行业之一,我国已成为氯碱工业大国。本文介绍了氯碱工业、氯碱产业链以及我国氯碱行业的发展历程,分析了我国氯碱行业的氯碱平衡问题。

摘要:氯碱行业是最基本的化工行业之一,我国已成为氯碱工业大国。本文介绍了氯碱工业、氯碱产业链以及我国氯碱行业的发展历程,分析了我国氯碱行业的氯碱平衡问题。

氯碱是指以饱和食盐水为原料制取烧碱、氯气和氢气的方法,工业上用电解法制取烧碱、氯气和氢气,并以三者为原料生产化工产品,称为氯碱工业,是最基本的化工行业之一,除了化工行业本身外,下游行业还包括纺织、轻工、冶金、石化、公用事业等多个行业。

烧碱主要用于生产氧化铝、造纸、粘胶、水处理等,氯在工业上的主要用途则是生产聚氯乙烯(PVC)、环氧丙烷、氯仿、四氯化碳等化工产品,其中PVC是液氯最主要的工业产品(见图1)。

图1 烧碱和氯的下游需求构成

(资料来源:公开资料整理)

我国已成为世界氯碱工业大国

世界氯碱工业可追溯至18世纪,瑞典人K.W.舍勒通过二氧化锰和盐酸共热制取氯气,而当时烧碱由石灰和纯碱反应制取。19世纪末,大功率直流发电机研制成功,电解法制取氯气和烧碱得以工业化。

我国的氯碱工业始于1929年,天原电化厂是我国第一家隔膜电解工厂。解放前我国氯碱工业的发展较为缓慢,至建国时我国仅有9家氯碱厂,每年总产量仅有1.5万吨左右。虽然我国氯碱工业相对国外起步较晚,但是改革开以后,在氯碱从业人员的不断努力下,我国氯碱工业得到飞速发展,目前已成为世界氯碱生产大国,无论规模还是生产技术均位居世界前列。

生产技术方面,我国氯碱技术经历了不断的迭代:电解技术一直在转变,从水银电解、隔膜电解、离子膜电解升级到氧阴极电解和燃料电池技术,这一转变过程中,电流密度从0.8kA/m2提高到了6kA/m2,所消耗的电力也一直在下降;盐水一次精致技术从重力分离、粗过滤、精密过滤发展到膜过滤;膜的发展则经历了从石棉隔膜、改性隔膜、离子膜等基础隔膜到带面涂层离子膜,再到牺牲纤维离子膜。

我国氯碱产能从2000年开始十多年间一直保持高速增长,2013年开始去产能,然后趋于平稳(见图2)。截至2017年底,中国共有160家氯碱企业,产量3365吨,产能4102万吨,占世界烧碱产能的44%;中国共有75家PVC生产企业,产量1790万吨,产能2406万吨,占世界PVC产能的41%。我国已成为名副其实的氯碱工业大国。

图2 中国烧碱产能变化趋势图

(资料来源:中国知网)

我氯碱行业长期面临氯碱不平衡问题

烧碱和氯气通过电解食盐水制取,二者按比例同时产出,每生产一吨烧碱固定产出0.88吨氯气。由于烧碱和氯的下游消费增长情况存在差别,因此很容易出现氯碱不平衡问题(见图3)。

图3 氯碱产业链示意图

(资料来源:国泰君安证券研究)

近年来由于以氧化铝为代表的烧碱下游行业需求始终保持较快增长,我国烧碱消费量也随之保持快速增长趋势,但以PVC为代表耗氯产品普遍增长较为平缓,液氯需求长期弱于烧碱,“碱短氯长”成为近年来行业常态(见图4)。

图4 2008-2018中国烧碱和PVC的表观消费量增长趋势

(资料来源:公开资料整理)

氯碱失衡背景下,烧碱和液氯间跷跷板效应明显

通常而言,烧碱价格和PVC价格存在一定的跷跷板效应,烧碱好的时候,PVC 就差,烧碱差的时候,PVC 就好。液氯具有剧烈刺激性,易燃易爆,属于危险品,运输成本高,因此氯碱企业一般根据液氯的下游市场需求决定氯碱的开工率,就地消化液氯后就对外销售烧碱。一般来说,我国西北地区的氯碱厂采用以氯定碱模式,PVC为主产品,烧碱为副产品。但我国上海和山东地区配套氧化铝产业的氯碱厂,还采用以碱定氯的模式,氯为副产品。烧碱需求旺盛时,过剩的氯无法消化,企业就会低价出售液氯甚至以倒贴运费的方式销售液氯,液氯的亏损由烧碱的盈利补充,即以碱补氯。2011-2012年,日本大地震导致国内烧碱货源紧俏而价格快速上涨,刺激烧碱供应量增长,而液氯因供给过剩导致价格低迷。2016年由于氧化铝、化纤、印染、造纸等行业表现良好,拉动烧碱行业消费量及价格上行,“以碱补氯”现象重现。烧碱和液氯近年来价格对比见图5,可以看出,氯碱平衡对液氯的价格具有强烈刺激作用。

图5 烧碱和液氯价格的跷跷板效应

(资料来源:中国产业信息网)

结语

不论从生产技术还是规模角度看,我国已成为氯碱工业大国,产量和产能均居世界首位;烧碱价格和液氯价格间的跷跷板效应明显,我国曾几次出现“以碱补氯”现象;“碱长氯短”是近年来我国氯碱行业的常态,氯碱工业发展长期伴随着氯碱平衡问题。


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