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中國合成橡膠工業現狀及展望 |
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暫無
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中國 合成橡膠 工業 現狀 展望 |
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| 所屬學科： |
通用高分子材料 |
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來源網絡 |
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作者：曹湘洪，張 勇，梁愛民
(中國石油化工股份有限公司，中國 北京 100029)
摘要：合成橡膠作為重要的三大合成材料之一，在中國經過 40 多年的快速發展，已形成 7 大主要產品系列，年產量超過 100 萬 t 的重要產業。本文對中國大陸現有聚丁二烯橡膠、SBR、IIR、丁苯熱塑性彈性體等 7 大合成橡膠品種的生產現狀、市 場供求狀況和市場消費結構進行了分析；闡述了聚丁二烯橡膠、SBR 和丁苯熱塑性彈性體的技術開發情況和其各自的技術特 點；并針對中國未來市場需求，對合成橡膠品種、牌號、工藝的發展趨勢、原材料的供給狀況以及合成橡膠生產企業的經營 策略進行了展望。 關鍵詞：合成橡膠；工業生產技術；市場分析；發展預測
中國合成橡膠工業起始于 20 世紀 50 年代末， 丁苯熱塑性彈性體 SBS 生產能力為 17 萬 ta–1； 經過 40 多年的發展，開發了處于世界先進水平的鎳 CR 生產能力為 4.8 萬 ta–1；NBR 總生產能力為 系聚丁二烯橡膠(Ni-BR)、丁苯熱塑性彈性體(SBS)、 3.9 萬 ta–1；EPDM 生產能力為 2 萬 ta–1，各生 溶聚丁苯橡膠(SSBR)等成套工業生產技術，已形成 產廠生產的品種、牌號、能力以及技術來源詳見表 7 大產品系列、年產量超過百萬噸的重要產業。2003 1。中國石油化工股份有限公司是目前中國大陸產 年中國合成橡膠(含SBS和膠乳)總生產能力達141.9 能最大的合成橡膠生產者，擁有 5 個合成橡膠生產 萬 t，產量達 123.3 萬 t，約占世界合成橡膠總產量 廠，總生產能力為 84.7 萬 ta–1，約占全國合成橡 的 11%，但仍不能滿足國內市場的需求，每年需進 膠總生產能力的 60%，共生產 SBR(包括 ESBR 與 口 100 萬 t，進口量約占國內市場需求量的 47%。 SSBR)、聚丁二烯橡膠(鎳系聚丁二烯橡膠和鋰系低 目前，合成橡膠總消費量約占國內橡膠消費總量的 順式聚丁二烯橡膠)、苯乙烯類熱塑性彈性體(包括 57%，合成橡膠尚有較大的市場發展空間。在可預 SBS 和 SIS)、IIR 和 SBR 膠乳 5 大系列產品。 見的未來，中國經濟的持續高速增長將為中國合成 1.2 產量 橡膠工業繼續創造更加廣闊的發展空間。 近年來，中國大陸合成橡膠的消費量迅速增 加，產量也逐年增加。2001 年為 105 萬 t，2002 年 1 中國大陸合成橡膠生產現狀 為 115.2 萬 t，2003 年產量達到 123.3 萬 t[1]。近 3 1.1 生產能力年，產量增加量最大的依次是 SBR、聚丁二烯橡膠 中國大陸目前共有 15 家合成橡膠生產廠，能 和 SBS 彈性體，產量增長幅度最大的依次是 IIR、 生產除異戊橡膠外的７大基本膠種，2003 年總生 NBR、EPDM 和 SBS 彈性體，年平均增長率均達 產能力為 141.9 萬 ta–1，位居世界第 3 位。其中，15%以上。SBR 和聚丁二烯橡膠約 7%，而 CR 等 聚丁二烯橡膠總生產能力為 45.5 萬 ta–1，約占國 其它膠種的產量變化不大。近 3 年各品種產量變化 內合成橡膠總產能的 32%，占世界聚丁二烯橡膠總 情況詳見表 2。 生產能力的 14%，是僅次于美國的世界第 2 大聚丁 二烯橡膠生產國。中國聚丁二烯橡膠生產裝置除茂 2 中國大陸合成橡膠市場概況 名鋰系低順式聚丁二烯橡膠生產裝置采用引進技 2.1 需求情況 術外，其余裝置均采用自主開發的專有技術；SBR 在世界發達國家主要合成橡膠品種總的供需 總生產能力為 42.5 萬 ta–1，約占國內合成橡膠總 形勢是供大于求。而中國由于經濟的快速增長，國 產能的 30%；SBR 膠乳共有 10 多家企業生產，總生 內合成橡膠產量的快速增長仍不能滿足國內市場 產能力約為 23.2 萬 ta–1；IIR 生產能力 3 萬 ta–1； 的需求。20 世紀 90 年代初我國合成橡膠的年表觀
表 1 中國大陸合成橡膠生產裝置及其生產能力(2003 年底) 萬 ta–1 項 目 產能 所占比例/% 投產年份 技術來源 項 目 產能 所占比例/% 投產年份 技術來源 聚丁二烯橡膠 茂名 1.0 5.9 1997 FINA 技術 SINOPEC 合計 17.0
燕化 12.0 26.3 1971 國內技術 IIR 高橋 10.0 22.0 1994 國內技術 SINOPEC
齊魯 4.0 8.8 1977 國內技術 燕化 3.0 100 1999 PI 技術 巴陵 5.0 11.0 1979 國內技術 SBR 膠乳 茂名 1)1.0 2.2 1997 FINA 技術 SINOPEC
合計 32.0 70.3高橋巴斯夫 12.0 51.7 1987 BASF 技術 CNPC 高橋 1.2 5.2 1990 蘭化技術 錦州 5.0 11.0 1974 國內技術 燕化 0.5 2.1 1989 燕化技術 大慶 5.0 11.0 1997 燕化技術 合計 13.7 59.0
獨山子 3.5 7.7 1995 齊魯技術 CNPC
合計 13.5 29.7 蘭化 1.2 5.2 1989 蘭化技術 合計 45.5 其它 ESBR 地方 8.3 35.8 2001 SINOPEC 合計 23.2
齊魯 13.0 35.6 1987 ZEON 技術 EPDM CNPC CNPC
吉化 9.0 24.7 1982 JSR 技術 吉化 2.0 100 1997 三井技術 蘭化 4.5 12.3 1960 前蘇聯技術 NBR 合計 13.5 37.0 CNPC
其它 吉化 1.0 25.6 1993 JSR 技術 申華 10.0 27.4 1988 臺橡技術蘭化 1.9 48.8 2000 Zeon 技術 合計 36.5 合計 2.9 74.4 SSBR 其它 SINOPEC 南帝 1.0 25.6 2002 中國臺灣 燕化 3.0 50 1996 燕化技術 合計 3.9
茂名 3.0 50 1997 FINA 技術 CR 前蘇聯技術， 合計 6.0 其它 自己技術 SBS 彈性體 山西合成 2.0 41.7 1965 SINOPEC四川長壽 2.8 58.3 1958
巴陵 10.0 58.8 1990 燕化技術 合計 4.8
燕化 6.0 35.3 1994 燕化技術 總計 2) 141.9
注：1)為鋰系低順式聚丁二烯橡膠；2)其中 SINOPEC：84.7，CNPC：33.1，其它：24.1。 括 SBS 和合成膠乳)的表觀消費量約為 216 萬 t。其 表 2 2001～2003 年中國大陸主要合成橡膠 中，SBR 的表觀消費量為 60.4 萬 t，聚丁二烯橡膠 品種產量 萬 t 45.1 萬 t，NBR9.4 萬 t，IIR9.8 萬 t，EPDM6.5 萬 t， 同比增 同比增 項 目 2001 2002 2003 長/% 長/% CR5.8 萬 t，SBS 彈性體約 38 萬 t，其它為 41.3 萬 聚丁二烯橡膠 33.40 33.75 1.05 39.37 16.65 t。2003 年中國合成橡膠消費總量已位居世界第 1， SBR 35.30 35.69 1.10 40.80 14.32 但人均合成橡膠消費量與美國、日本、法國、加拿 NBR 1.58 1.63 3.16 2.40 47.24 CR 4.00 3.53 –11.75 3.59 1.70 大及韓國等經濟發達國家的人均消費量(7.5～14 EPDM 1.50 2.00 33.33 2.04 2.00 kg)相比差距仍較大。 IIR 0.70 2.15 207.14 2.70 25.58 SBS 彈性體 16.50 21.60 30.91 22.44 3.88 2.2 進出口情況
消費量僅為 35 萬 t，1997 年首次突破 100 萬 t，2002 由于國內生產量不能滿足國內市場需求，需通 年上升至 198 萬 t，2003 年突破 200 萬 t，最近 4 過進口來彌補市場缺口，中國大陸已成為世界最大 年年均增長率約為 13%。2003 年我國合成橡膠(包 的橡膠進口國。20 世紀 80 年代我國以進口 NR 為
主，90 年代以后，合成橡膠進口量逐年增長，從 總量的 18%，聚丁二烯橡膠進口 8.7萬 t約占 9%， 1990 年的 5.3 萬 t 上升到 2003 年的 100.6 萬 t。2003 IIR 進口 8.3 萬 t 約占 8%，EPDM，NBR 和 CR 年國產合成橡膠總體市場占有率約為 53%，其中聚 的進口量合計約 13.9萬 t，約占總進口量的 14%。 丁二烯橡膠市場占有率約為 81%，SBR 約 66%， 進口合成橡膠主要來自俄羅斯、韓國、日本、 CR 約 62%，SBS 約 56%，IIR，NBR 和 EPDM 等 我國臺灣省、伊朗等國家和地區，約占總進口 品種的市場占有率都不足 1/3。 量的 75%。 在進口合成橡膠中，SBR 進口量最大，依 我國合成橡膠也有少量出口，最近幾年的出口 次是 SBS、聚丁二烯橡膠、IIR、NBR 和 EPDM。 量在 6～8 萬 ta–1。其中出口量最大的是聚丁二烯 2003 年 SBR 進口量為 20.4 萬 t，約占進口總量橡膠，年出口量約為 3 萬 t，其它出口量較大的還 的 20%，SBS 的進口量約為 18 萬 t，約占進口 有 SBR，IIR 和 SBS(詳見表 3)[1~4]。
表 3 中國主要合成橡膠品種的供需平衡狀況 萬 t 年份 項 目 1996 1998 2000 2002 2003 SBR 產量 21.76 24.72 29.05 35.69 40.80 進口 8.10 7.63 12.62 22.43 20.37 出口 0.15 0.07 1.41 1.70 0.81 表觀消費量 29.71 32.28 40.26 56.42 60.36 聚丁二烯橡膠 產量 26.40 22.30 31.34 33.75 39.37 進口 2.16 2.25 5.25 6.87 8.71 出口 0.29 1.52 3.67 3.30 2.95 表觀消費量 28.27 23.03 32.92 37.32 45.13 EPDM 產量 – 1.09 0.73 2.00 2.04 進口 1.04 1.29 2.29 3.46 4.53 出口 0.01 0.22 0.11 0.12 0.03 表觀消費量 1.03 2.16 2.91 5.34 6.54 NBR 產量 0.88 0.88 0.86 1.63 2.40 進口 1.83 1.75 4.06 5.54 7.18 出口 0.01 0.02 0.02 0.01 0.15 表觀消費量 2.70 2.60 4.90 7.16 9.43 CR 產量 2.87 2.50 3.05 3.53 3.59 進口 1.14 1.58 2.06 2.11 2.22 出口 0.02 0.04 0.06 0.01 0.02 表觀消費量 3.99 4.04 5.05 5.63 5.79 IIR 產量 – – 0.41 2.15 2.70 進口 1.74 2.69 3.93 5.54 8.34 出口 – 0.23 0.10 1.00 1.27 表觀消費量 1.74 2.46 4.24 6.69 9.77 其它合成橡膠及膠乳 產量 6.16 9.11 19.37 36.45 32.40 進口 20.74 30.11 40.17 45.65 49.23 出口 0.79 0.81 0.28 2.16 2.35 表觀消費量 26.11 38.41 59.26 79.94 79.28 合計 產量 58.07 60.60 84.81 115.2 123.3 進口 36.75 47.30 70.38 91.6 100.6 出口 1.27 2.91 5.65 8.3 7.6 表觀消費量 93.55 104.99 149.54 198.5 216.3
2.3 市場消費結構制造輪胎，其次是醫藥瓶塞。EPDM 具有良好的耐臭 輪胎工業和制鞋業是中國大陸最大的橡膠消 氧、耐熱、耐老化等性能，主要應用于汽車部件、 費領域，在我國橡膠總消費量中(不含膠乳)，輪胎 建材用防水材料、電線電纜、耐熱膠管、汽車密 用膠量約占 44%，制鞋業約占 16%，其次是力車胎、 封件及潤滑油添加劑和聚烯烴改性劑等方面，其 膠管膠帶、汽車部件、建筑防水材料及其它橡膠制 中汽車部件約占消費量的 38%，聚合物改性約占 品。2002 年，輪胎用膠約占合成橡膠總消費量(不 18%，潤滑油粘度指數改性劑占 11%。CR 在我國 包括膠乳及其它特種橡膠)的 38%，鞋類約占 26%， 最大的應用領域是制鞋及建筑用膠粘劑，約占總 其它約占 36%。SBR 總消耗量的 52%用于輪胎制 消費量的 60%，汽車制品約占 30%，電線電纜等 造業，其次為鞋類約占 14%，管帶制品約占 11%， 其它領域約占 10%。NBR 中，高溫聚合的硬膠， 其它橡膠制品約占 23%。聚丁二烯橡膠消費量中的 主要應用于軍工產品，低溫聚合的軟膠廣泛應用 68%用于輪胎，11%用于制鞋，部分用于高抗沖聚 于民用產品。SBS 主要應用于鞋類產品約占 74%， 苯乙烯改性。IIR 由于其良好的氣密性，主要應用 瀝青改性占 10%，粘合劑與密封劑占 9%。2002 于制造汽車輪胎和醫藥瓶塞，2002 年我國消費的 年我國主要合成橡膠品種的消費量及消費結構如 6.7 萬 t IIR(含 2.7 萬 t 鹵化丁基橡膠)67%用于 表 4 所示。
表 4 2002 年我國合成橡膠主要品種消費構成情況 萬 t
消費領域 項 目 合計 輪胎 鞋 管帶 力車胎 汽車部件 其它 合成橡膠品種 SBR 29.4 8.0 6.1 5.0 1.4 6.5 56.4 BR 25.4 4.2 2.0 2.4 3.3 37.3 NBR1.0 0.8 1.7 3.7 7.2 IIR 4.5 0.2 0.20.1 1.7 6.7 EPDM 0.5 0.2 2.0 2.6 5.3 CR 0.7 1.6 3.3 5.6 SBS 彈性體 28 10 38
消費量 59.8 40.2 10.2 8.4 6.8 31.1 156.5 消費構成/% 38.2 25.7 6.5 5.4 4.3 19.9 100
注：不包括膠乳及其它特種橡膠。
從消費總量上看，我國合成橡膠在橡膠總消費 彈性體(SBS)等品種上都形成了具有中國自己特 量中所占的比例雖呈逐年上升趨勢，從 1999 年的 色的成套工業生產技術，其中鎳系聚丁二烯橡 54%上升到 2002 年的 57%，但仍低于 60%的世界 膠、SSBR 和 SBS 彈性體生產技術均處于世界先 平均水平，更低于發達國家的 65%～70%。我國輪 進水平。 胎耗膠量約占全國橡膠總消費量的 44%，因此，輪 1971 年我國建成了第一套萬噸級 Ni-BR 生產 胎工業中合成橡膠的使用比例對整個合成橡膠使 裝置，隨著技術的進一步完善和發展，采用此技術 用比例有很大影響，目前，我國輪胎中合成橡膠的 又陸續在全國各地建成了 7 套裝置。1998 年實現 比例只有 41%，仍有很大的發展潛力。 了 Nd-BR 的工業生產。鋰系聚合物的研究開發始 于 1975 年，1983 年完成了年產 100 t SBS 間歇聚 3 中國大陸合成橡膠技術開發情況 合中試技術開發，1989 年和 1994 年先后建成了 2 中國大陸合成橡膠生產技術的開發研究始于 套萬噸級 SBS 生產裝置，并于 1986 年和 1991 年 20 世紀 60 年代，經過 30 多年的努力，在鎳系聚 先后將 SBS 技術轉讓給意大利 Enichem 彈性體公 丁二烯橡膠(Ni-BR)、稀土釹系聚丁二烯橡膠 司和臺灣合成橡膠股份有限公司。1996 年建成了 3 (Nd-BR)以及烷基鋰為引發劑的低順式聚丁二烯 萬 ta–1SSBR 工業生產裝置，并于 2003 年在此裝 橡膠(LCBR)、溶聚丁苯橡膠(SSBR)和丁苯熱塑性 置上成功地進行了 LCBR 的工業試生產。具有自主
知識產權的 5 萬 ta–1Ni-BR 和 3 萬 ta–1SSBR 或 力，國產聚丁二烯橡膠的國內市場占有率達 80%以 SBS 成套工業生產技術，經過多年的不斷創新開發 上。單位產品的消耗定額達國際先進水平，每噸干 和改進，在產品牌號、催化劑以及工藝上形成了中 膠消耗丁二烯 1 011 kg，溶劑 25 kg，蒸汽 3.6 t， 國自己的技術特點。 電 155 度，催化劑 0.57 kg，循環水 185 t[5]。 3.1 鎳系聚丁二烯橡膠 3.2 丁苯熱塑性彈性體 中國石油化工股份有限公司擁有的鎳系聚 中國石油化工股份有限公司自主開發的 3 萬 丁二烯橡膠成套工業生產技術，采用環烷酸鎳、 ta–1SBS 工業生產技術，其工藝是由丁二烯和苯 三異丁基鋁和三氟化硼乙醚絡合物為催化劑，以 乙烯通過烷基鋰引發劑在有機溶劑中經嵌段共聚 沸程 65～85 ℃來自煉油廠的抽余油(不含芳烴， 而成。 己烷為主要成份)為溶劑，進行丁二烯連續聚合而 在工藝開發方面，將聚合釜體積由 30 m3擴大 制得。 到 54 m3，采用夾套和內冷管同時撤熱，攪拌為上 在品種牌號開發方面，在原有通用牌號 置式 4 層 CBY 型復合懸臂槳，使聚合釜單釜生產 BR9000 的基礎上，開發了 3 個用于 HIPS 改性的 能力達到 1.5 萬 ta–1；采用絕熱閃蒸，充分利用 專用牌號 BR9002，BR9004A 和 BR9004B；3 個污約 100 ℃聚合膠液的顯熱，通過閃蒸出一部分溶 染型充油牌號 BR9071，BR9072 和 BR9073 以及 1 劑降低了溶劑回收單元的負荷；通過改進凝聚釜內 個非污染型充油牌號 BR9053，已在國內 HIPS、輪 攪拌及蒸汽分布，將 60 m3凝聚釜擴大為 100 m3， 胎及制鞋行業廣泛使用。 并采用雙釜逆向串聯凝聚工藝，提高了單線生產能 在工藝技術開發方面，一是將催化劑的陳化方 力和凝聚效果；溶劑回收采用脫水脫重為一塔的溶 式由三異丁基鋁/三氟化硼、三異丁基鋁/環烷酸鎳 劑精制流程并由常壓精餾改為帶壓精餾，降低了能 雙二元催化劑陳化改進為三異丁基鋁/環烷酸鎳陳 耗和物耗；在聚合物后處理單元采用擠壓脫水、帶 化，稀三氟化硼單加并添加了第四組分，不但降低 式干燥技術及抗產品粘結技術，提高了裝置的生產 了催化劑用量和凝膠含量，同時加快了聚合反應速 能力；采用吸收式熱泵(AHT)技術回收凝聚釜頂汽 度，聚合反應時間由原先的 4 h 縮短為 2 h。二是 提氣 40%的低溫余熱等措施，使整體能耗物耗得 采用了特殊結構的 3 釜串聯連續聚合工藝和防堵掛 到大幅度降低，每噸 SBS 干膠消耗丁二烯和苯乙 技術：將聚合反應器從 12 m3擴大至 30 m3；開發了 烯 1 015 kg，溶劑 35 kg，蒸汽 5.0 t，引發劑 3.0 kg， 帶刮刀攪拌器作為第二反應器，使傳熱系數提高了 循環水 250 t，電 500 度。 55 W(m2℃)–1，聚合釜生產強度達 530 tm3， 在品種牌號開發方面，為滿足不同客戶的需 聚合釜運轉周期達 600 多天，聚合單元單線生產能 求，進行了目標市場的細分，在原有線型、星型及 力由 1 萬 ta–1提高到 5 萬 ta–1。三是通過優化 充油型牌號基礎上開發出適應不同應用領域的眾 凝聚首釜操作溫度和壓力；降低凝聚過程的水膠 多 專 用 牌 號 。 在 典 型 的 6 個 牌 號 ( 線 型 比；優化凝聚釜攪拌漿組合，改善膠粒循環流動效 YH-SBS1401、YH-SBS1301、星型 YH-SBS4402、 果以增加噴膠量；采用新型膠液噴嘴降低膠粒粒徑 YH-SBS4303 和充油型 YH-SBS4452、YH-SBS1551) 等措施降低了能耗。四是利用吸收式熱泵技術 的基礎上先后開發出了 YH-803、YH-788、道改-1、 (AHT)回收約 40%左右的凝聚釜汽提氣中 100 ℃ 道改-2、YH-815、YH-719H、YH-825、YH-845、 左右的低溫熱能，使每噸干膠節約 0.4 t 蒸汽并可 YH-875、YH-898、YH-762、YH-763、YH-768 等 提高溶劑的汽提效果，降低了溶劑殘留率。五是通 14 個新牌號以及 SIS-1105，SIS-1209，SIS-1188， 過采用自終止技術，取消乙醇終止劑，采用無甲醇 SIS-1225，SIS-1106 等 5 個苯乙烯、異戊二烯嵌段 分散劑和新型防老劑，減少了這些組分在回收溶劑 共聚物(SIS)新牌號，另外開發出 6 個 SEBS 牌號， 中的積累，減少了溶劑的排放量。通過以上技術進 并實現了工業化生產，應用領域包括瀝青改性、膠 步，使整體技術水平得到了明顯提高，物耗能耗大 粘劑、制鞋、聚合物改性等。在中試裝置上開發了 幅度降低，進一步提升了產品在市場中的競爭能 用于熱熔壓敏膠的線型 SBIS 新牌號 YH992L 和星
型 YH992；此外，還開展了雙鋰引發劑及其聚合 4 中國大陸合成橡膠工業展望 物的制備研究[6]。 未來 10 年，中國經濟將以 7%～8%的速度增 3.3 SSBR 長，作為國民經濟支柱產業的汽車制造業將以 中國石油化工股份有限公司所擁有的 SSBR 18%～30%的速度遞增，與汽車工業密切相關的輪 成套工業生產技術，其工藝過程除后處理單元外與 胎制造業，年均增長率也將達 14%以上，輪胎及各 SBS 大體相同，總體工藝特點和技術水平與 SBS 種橡膠制品的產量將大幅度增長，再加上自行車 大體相當。 胎、膠鞋等產量仍將位居世界首位，中國必將成為 在品種牌號開發方面，除 3 個已工業化生產的 世界合成橡膠及其制品的重要生產基地。 SSBR2305，SSBR2306 和 SSBR2305x 牌號及正在 4.1 市場需求趨勢 進行工業試生產的 SSBR2205，SSBR2535 和 1996～2003 年，中國合成橡膠的表觀消費量 SSBR4235 外，在 100 ta–1 中間試驗裝置上開發 年均增長率為 12.6%。預計 2005 年、2010 年和 2015 了 8 個新牌號：為滿足非輪胎制品業對產品流變性 年我國合成橡膠需求量將分別達到 231～243 萬 t、 能和加工性能的要求，采用多螯鋰引發劑合成出 4 292～336 萬 t 和 356～432 萬 t。由于各膠種應用領 個寬分布充環烷油 SSBR 牌號 YH834，YH836，域的不同，其需求年增長率也有一定的差別，2010 YH834B 和 YH836A；采用丁基鋰和多螯鋰引發劑， 年之前，SBR 的年需求增長率約為 5%～7%；聚丁 使用不同調節劑制備了生熱性和耐屈撓性優異的2 二烯橡膠約為 2%～3%，其中鋰系低順式聚丁二烯 個充芳烴油 SSBR 新牌號 YH837 和 YH839；為改 橡膠將有較大的增長；EPDM，IIR 將以 10%～15% 善濕路面抓著性，又不損失滾動阻力和耐磨性，開 的速度增長； NBR 為 7%～8%，SBS 約為 4%～5%。 發了2個高乙烯基SSBR新牌號YH851和YH852， 2005 年，SBR 的市場需求將達 67 萬 t，聚丁 所采用的新型結構調節劑有效地解決了錫偶聯效 二烯橡膠達 47 萬 t；IIR 隨著無內胎輪胎對氣密層 率問題。此外還進行了三元集成橡膠 SIBR 的探索 要求的擴大以及國家《醫用瓶塞丁基化標準》的出 性研究，開展了充油型、嵌段型、中高乙烯基型和 臺，醫用膠塞將成為鹵化丁基橡膠的第二大市場， 含氮封端、錫鋰引發劑型以及部分氫化型 SSBR 等 預計到 2005 年我國 IIR 的年需求量將達到 12～13 牌號的開發研究。此外，在 3 萬 ta–1SSBR 工業 萬 t，其中普通 IIR 的需求量約為 6.0 萬 t，鹵化丁 生產裝置上進行了輪胎用和塑料改性用低順式聚 基橡膠的需求量為 6.0～7.0 萬 t；NBR 國內產量低， 丁二烯橡膠的工業試生產，2 個輪胎級牌號 市場需求增長迅速，預計 2005 年需求量為 9.5 萬 t； LCBR3505R 和 LCBR3554R 的性能指標完全滿足 CR2005 年需求量將達 6.5 萬 t；2005 年我國 EPDM 輪胎子口膠的要求；2 個塑料級牌號 LCBR3515P 的市場潛在需求量將超過 8 萬 t；2005 年 SBS 的需 和 LCBR3503P 的門尼粘度分別為 50±5 和 40±5， 求量達 44 萬 t。我國合成橡膠主要品種需求預測情 色度<15APHA，苯乙烯中不溶物<50 ppm，完全滿 況詳見表 5。 足 HIPS 的生產要求。 在新工藝技術開發方面，建設了一套 50 kgh–1 表 5 2005～2015 年我國合成橡膠
的鋰系連續聚合中試裝置以及一套 50 kgh–1的聚 主要品種需求預測 萬 t 年份 合物膠液直接干燥裝置，開展了 SSBR，LCBR 連 項 目 2005 年 2010 年 2015 年 續聚合工藝研究以及 SBS 直接干燥工藝研究，并 SBR 65~69 83~98 96~120
取得了可喜的結果。 聚丁二烯橡膠 46~48 54~57 60~69 EPDM 8~9 12~15 20~25 除以上３個膠種外，中國獨立自主開發的稀 IIR 12~13 19~26 30~41 土釹系聚丁二烯橡膠(Nd-BR)工業生產技術采用 NBR 9~10 12~15 17~21
非氧化型均相催化劑，具有準活性特征；產品分 CR 6~7 7~8 8~11 SBS 43~44 52~56 63~71 子量分布窄；采用己烷為溶劑，毒性低，有利于 其它 42~43 53~61 62~74 回收精制。 小計 231~243 292~336 356~432
4.2 主要原料供需狀況 用可獲得 30～40 萬 t 的異戊二烯。因而，到 2010 中國生產合成橡膠的主要原料是丁二烯和苯 年中國大陸增加合成橡膠產能所需的丁二烯、苯乙 乙烯，還有一定量的異丁烯、丙烯腈、乙烯、丙烯、 烯以及異丁烯等基本原料是可以落實的[7]。 異戊二烯和氯丁二烯。目前，中國大陸生產的丁二 4.3 新產品、新工藝技術的發展趨勢 烯全部來自乙烯裂解副產粗 C4餾分抽提，共有 19 中國大陸合成橡膠的 38%左右應用于輪胎行 套生產裝置，總生產能力約為 94 萬 ta–1。2003 業，輪胎行業的技術進步和發展直接影響著合成 年產量約為 86 萬 t，加上進口的 14 萬 t，全年共消 橡膠的發展。隨著環保要求的不斷提高，輪胎將 費丁二烯 100 萬 t，其中 85%以上用于生產聚丁二 向著子午化、扁平化和無內胎化方向發展。因而， 烯橡膠、SBR 及其膠乳、苯乙烯熱塑性彈性體 SBS 環境友好的“綠色”環保產品以及高性能化和功 和 NBR，也用于 ABS 等合成樹脂的生產；共有苯 能化的合成橡膠品種將是今后合成橡膠總的發展 乙烯生產裝置 12 套，總生產能力約為 105 萬 ta–1， 趨勢。 2003 年產量為 95 萬 t，進口約 240 萬 t，全國消費 (1)品種的高性能化和功能化 量約為 335 萬 t，其中 7%左右的苯乙烯用于生產 ESBR 仍占 SBR 的主導地位。其發展方向是增 SBR、SBR 膠乳以及丁苯熱塑性彈性體，90%以上 加非污染型充油牌號；SBR 炭黑母煉膠以及高苯乙 用于生產聚苯乙烯、ABS 合成樹脂等；共有 MTBE 烯含量牌號；用于制造淡色、透明制品的低門尼牌 裂解制異丁烯生產裝置 7 套，總生產能力達 7.2 萬 號；用于輪胎胎面的充油牌號以及預交聯、粒狀、 ta–1。2003 年產量為 6 萬 t，其中 2.7 萬 t 用于生 液體、粉末、羧基及防滑 ESBR 等品種。 產 IIR。 SSBR 將逐漸成為發展的重點。充油 SSBR 以 依據中國大陸未來市場需求趨勢，到 2010 年， 及中、高乙烯基 SSBR 牌號；改善 SSBR 回彈性和 中國合成橡膠的年需求量約為 292～336 萬 t，如果 生熱性的分子鏈末端改性技術；能降低滾動阻力的 全部或新增的需求量都通過在國內新建或擴建相 SSBR 加氫技術；能減少分子鏈自由末端、降低滾 應裝置加以滿足，原材料單體的年需求量將達到約 動阻力的錫鋰引發劑制備技術以及三元集成橡膠 220～310 萬 t，其中丁二烯 150～190 萬 t，苯乙烯 SIBR 的制備技術將成為未來開發的重點。 42～55 萬 t，異丁烯 14～22 萬 t，乙烯和丙烯 9～ 聚丁二烯橡膠將繼續保持第二大膠種的地位， 13 萬 t，異戊二烯、丙烯腈等其它單體約 15 萬 t 但鎳系聚丁二烯橡膠在輪胎消費中所占的比例會 以上。 有所下降。在牌號上更注重充油、氯化、環氧化、 中國大陸以乙烯產量為標志的石油化工工業 羧基化等改性聚丁二烯橡膠的開發。稀土釹系聚丁 的高速發展，為合成橡膠所需原料的供給奠定了基 二烯橡膠及低順式聚丁二烯橡膠和中、高乙烯基聚 礎。2003 年中國大陸乙烯產能已達 571 萬 t，隨著 丁二烯橡膠將在輪胎工業中引起更多關注。鋰系聚 南京揚子-巴斯夫 60 萬 ta–1乙烯石化聯合裝置、 丁二烯橡膠的重點是發展用于 HIPS 改性的低順式 上海賽科石化公司 90 萬 ta–1乙烯石化聯合裝置、 聚丁二烯橡膠 LCBR、滾動阻力和抗濕滑性均衡的 殼牌和中海油的 80 萬 ta–1乙烯石化聯合裝置的 中乙烯基聚丁二烯橡膠 MVBR 和高乙烯聚丁二烯 陸續建成以及福建、鎮海、天津等大型乙烯裝置建 橡膠 HVBR 以及適用于全天候輪胎胎面膠的分子 設計劃的陸續實施，到 2010 年，中國乙烯總產能 鏈端基改性聚丁二烯橡膠。 有可能達到 1 200 萬 ta–1，聯產的丁二烯產量約 IIR 重點是發展提高氣密性和相容性的鹵化丁 為 160 萬 t，扣除 ABS 生產所需的約 30 萬 t 丁二 基橡膠并形成系列化產品。如提高硫化膠物理性能 烯，再進口 60 萬 t 左右丁二烯即可滿足需求。屆 和耐侯性的高粘度IIR、改善其加工性能的星型IIR。 時苯乙烯的總生產能力將超過 300 萬 t。丁二烯抽 苯乙烯類熱塑性彈性體生產技術總的發展趨 余液中充足的異丁烯資源及所擁有的從 MTBE 合 勢是品種的多樣化，牌號的精細化和專用化。用于 成到熱裂解制高純度異丁烯的成套工業生產技術, 瀝青改性、建筑材料、粘合劑和塑料改性的專用牌 可滿足異丁烯的需求。通過擴大碳五資源的綜合利 號將成為今后發展的重點，高檔產品如 SEBS，
SEPS，SIS 等氫化和功能化產品的市場需求和應用 們將更加重視合成橡膠生產工藝中有關化學物 領域將進一步增大。 質對人體健康的影響。合成橡膠生產及加工應用 EPDM 傳統的溶液聚合工藝將面臨茂金屬 中使用非芳烴油代替芳烴油作為填充劑將引起 催化劑與氣相聚合等新工藝技術的挑戰，用于潤 關注。ESBR 的高效低毒新型助劑技術；能降低 滑油改性劑的低粘度系列牌號；通過離子化、接 廢水 COD、生化需氧量和懸浮物含量的無鹽凝聚 枝、鹵化、環氧化和官能團化等化學改性制備的 工藝；NBR 的廢水生物降解乳化劑技術、可大幅 特殊牌號，采用 1,7-辛二烯作第三單體制備具有 度降低水消耗量和污水排放量的有機復合水溶 高無規度并有良好加工性能的中低門尼新牌號 性鈣鹽凝聚劑制備技術都將得到大力發展。 將成為今后開發的熱點。 4.4 經營策略 NBR 繼續向高性能化發展，具有代表性的產 中國大陸合成橡膠工業經過 20 世紀 60 年代 品是高飽和度氫化丁腈橡膠、耐油性和耐寒性得到 配位絡合聚合產品的快速發展；70 年代各種彈性 更好平衡的窄分布 NBR、低含量非橡膠組分的 體改性技術的采用；80 年代品種多元化和微觀結 NBR、液體端羥基 NBR 及羧基粉末 NBR。 構調控技術的發展過程，現已進入智能化設計階 此外，合成橡膠的改性技術亦是新品種開發 段，正向著品種的高性能化和功能化、工藝的節 的重要手段。改性技術最突出的方向是化學改性 能化和環境友好化方向發展。隨著國內市場的逐 技術(如鹵化、環氧化、羧基化、羰基化、環化和 步國際化，市場競爭將日趨激烈，同時也帶來了 氫化等)、共混改性技術、動態硫化技術與增容技 發展的機遇。中國合成橡膠生產企業將與各國合 術、互穿網絡技術以及其它改性技術等。在鏈端 成橡膠生產及加工企業一道，共同營造一個良好 改性方面，主要是有機錫氯化物偶聯改性、N- 的市場環境。 取代胺基類有機物鏈末端改性及有機酯類化合 首先在品種牌號上要進一步擴大市場需求的 物的偶聯改性以此改善與其他橡膠的共混性和 IIR、SBR、低順式聚丁二烯橡膠、EPDM、NBR 加工性。等品種的產量，調整中國合成橡膠各品種的比例， (2)工藝的節能化和環境友好化 以適應橡膠加工業的用膠需要。同時產品質量要與 合成橡膠工藝改進的方向，一是能量的綜合 國際標準接軌以滿足用戶的要求。二是合成橡膠生 利用，二是提高生產裝置的處理能力，簡化生產 產企業要加強與下游應用企業在應用技術方面的 過程。在能量的綜合利用方面，對于聚丁二烯橡 合作，使合成橡膠品種牌號的開發更有針對性，下 膠、SSBR、SBS 熱塑性彈性體等采用溶液聚合 游產品應用研究更有適用性，橡膠加工應用企業的 的品種，其有機溶劑與聚合物分離的工藝有水蒸 原料來源更有保障性，實現資源互補，利益共享。 汽氣提和直接干燥兩種，在水蒸汽氣提工藝中， 三是合成橡膠生產企業與廣大用戶要建立起廣泛 100 ℃左右的低溫汽提氣熱能可以利用吸收式 的聯盟，積極適應下游企業結構性調整，相互進行 熱泵技術(AHT)加以回收。對于在聚合過程中引 資本融合，并在機制上與國際大市場的格局相適 發劑用量少或殘留催化劑對聚合物性能影響不 應，溶入國際市場，與世界合成橡膠生產和應用企 大的品種可采用直接干燥工藝將聚合物直接進 業一道，共同創建繁榮的未來。 行濃縮和干燥，這種工藝取消了能耗較大的汽提 脫溶劑工序，使后處理過程大為簡化，投資大幅 參考文獻: 度減少。在新工藝方面：IIR 開發的重點是提高 [1] 中國合成橡膠工業協會《第十六次行業年會技術交流文集》. 2003. 11. . [2] 中國石化股份有限公司化工事業部.《合成橡膠生產技術交流會文 生產能力的淤漿穩定技術。聚丁二烯橡膠的重點 集》. 2004.5. 是開發節能型乙腈萃取蒸餾技術、C6窄餾份溶劑 [3] 中國橡膠工業協會.《中國橡膠材料工業現狀與發展》. 2004.5.
技術。溶聚丁苯和低順式聚丁二烯橡膠等鋰系高 [4] 中國石油化工集團公司《科技進步“十五”計劃和 2015 年規劃》. . 2000.6. 聚物的重點是發展連續聚合工藝,重點進行反應 [5] 曹湘洪，張愛民. 合成橡膠的節能技術和節能的合成橡膠. 中國工 器形式，凝膠抑制技術的開發。在環保方面，人 程科學. 2001，3(7).
[6] 梁愛民. 熱塑性彈性體 SBS 的生產技術現狀和發展趨勢. 現代化 工. 2003，23(7)：10-14. 作者簡介：曹湘洪(1947-)，男，江蘇省江陰市人，南京化工學院 [7] 賈自成，等. 我國抽提丁二烯裝置的技術進展與述評. 石油化工. 高分子材料專業畢業，中國工程院院士，中國石油化工股份有限公司 1998，27(12)：920-924. 高級副總裁，長期從事合成橡膠領域技術開發及技術管理工作。 |
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2006-04-05 10:58:20 |
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