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氟化工行业“十一五”发展规划

日期:2009-3-27 9:32:52
氟化工行业“十一五”发展规划
中国氟硅有机材料工业协会
 
 
一、编制依据与指导思想
1. 编制依据
(1)中氟硅(2004)27号“请尽快落实《关于做好石油和化工行业‘十一·五’规划思路编制工作的通知》的函
(2)中国氟硅有机材料工业协会氟化工行业“十五”规划
(3)氟化工行业会员、骨干企业和院校调查问卷回函
(4)氟化工行业专家对氟化工发展的建议
(5)行业统计资料
(6)国外氟化工现状与发展动态调研资料
2. 指导思想
以邓小平理论、“三个代表”的重要思想和十六大精神为指导,按照可持续发展和循环经济理念的要求,立足于我国的萤石资源,在保护中开发,用先进技术改造含氟基础化工,延伸产业链,调整产业结构,提升产品价值,向高产出、低消耗、少污染、精细化、可持续发展的方向推进。
二、氟化工行业的现状
氟化工产业自二十世纪三十年代崛起,因其产品性能优异,品种不断增加,应用领域不断扩大,使之成为迅速发展的化工领域,广泛应用于军工、航天航空、冶金、电子、纺织、轻工、医药和农业等方面。同时,氟化学工业技术含量高、经济效益较好,社会效益显著,是新兴的高技术产业,是其它工业门类不可或缺的配套材料,已被中国政府列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》,在化学工业中占有重要的地位。
目前,全球氟化工产品总量约250万吨,销售额已逾200亿美元,近五年来,年平均增长率达3.5%。氟化工产品主要分为四大类,即无机氟化物、ODS及其替代品、含氟聚合物、含氟精细化学品。
拥有高品位的萤石资源是我国发展氟化工的有利条件,我国是世界上最大的萤石开采国,2001年和2002年中国萤石产量分别占世界总产量的51%和56%。中国也是世界上最大的萤石出口国。萤石是不可再生的战略资源,长期大量开采和大量出口,使其面临资源枯竭的局面。保护和合理利用有限的宝贵资源是我国氟化工可持续发展的必然要求。目前国家已经采取措施保护萤石资源并将规范资源开发,从2000年起,中国的萤石出口量逐年降低,这对于国内氟化工的健康发展是十分有利的。
1. 无机氟化物:
氟化氢(HF
作为氟化工的基础原料,氟化氢(或氢氟酸)在“十五”期间得到快速发展。主要分布在拥有或靠近萤石资源及经济发达的地区,如浙江、福建、江苏、山东等省。
近五年间,我国氟化氢的消费增长速度年平均为12%,生产能力年增长速度超过18%,需求的增长主要来自有机氟产品的生产,即氟烃原料F22与氟聚合物PTFE的高速增长。
2004年,我国有机氟工业占氟化氢总消耗量的56%,其次是金属铝行业占30%,再其次是其它的无机氟化盐、石油烷烃催化、金属酸洗等。
我国化工行业现有的氟化氢生产企业中,单套生产能力达一万吨及以上的装置占氟化氢总生产能力的50%。2004年国家发改委会同氟硅行业协会等制定了《当前部分行业制止低水平重复建设项目》,已将单套1万吨/年以下的氟化氢生产装置列为限制项目。
“十五”期间,中国的氟化氢出口增速很快,2001年为17200吨,2002年为28000吨,2003年为45500吨,2004年为68780吨,预计2005年将超过80000吨。
无机氟化盐
无机氟化盐主要产品为氟化铝与人造冰晶石,以及氟化氢铵、氟化钾、氟硅盐酸等。
氟化铝和人造冰晶石是电解制铝的重要原料,用以降低熔点和提高电解质的电导率。
氟化氢铵用于化工、冶金、食品等行业,用于杀菌剂、特种玻璃和建筑物的清洗剂、工业清洁剂、酸中和剂等。氟化钾则主要用在有机氟化合物生产中作氟化剂,如氟苯等。还用于焊接剂、除锈剂等。近几年,我国含氟医药和农药发展很快,使KF需求增长。氟硅酸钠是生产磷肥过程中的副产物来合成,主要用于建筑业中耐酸混凝土和耐酸胶泥凝固剂。
其它还有用于石油化工催化剂的三氟化硼(BF3)、合成碘代烷的IF5用于浓缩铀,如六氟化铀等。
目前,我国的无机氟化盐的生产能力约47万吨/年,产量近30万吨/年。
元素氟与特种含氟气体:
中国在氟气的开发、应用研究上与国外先进国家相比差距很大。元素氟的单套生产规模偏小,主要消耗指标均大大超过国外平均水平。
三氟化氮(NF3)是半导体和液晶面板制备中普遍使用的清洁剂。
四氟化碳(CF4)是目前微电子工业中用量最大的等离子蚀刻气体,红华公司有四氟化碳的生产线。
六氟化硫(SF6)主要用于高压绝缘,也用于干蚀剂与清洗剂,国内有几家单位在生产如黎明化工研究院,产品有一定量出口。
其它还有四氟化硫、三氟化氯、六氟化钨等。
2. 含氟精细化学品:
含氟中间体在含氟精细化学品中占有重要的位置,“十五”期间,国内含氟中间体发展比较快。其中,含氟芳香族化合物已大量出口,在国际市场上有较大的比例。国内主要的芳香族氟化物有氟苯、3-氯-4-氟苯胺,邻、对-氟苯胺,2, 4-二氯氟苯等。生产能力已达二万五千吨以上。其中浙江、江苏二省的生产能力占全国的80%以上,目前普通品种的含氟芳香族化合物已过剩,且生产过程中三废严重,近年来,一些有实力的厂家,转向脂肪族或脂肪族氟化物中间体的开发。
含氟医药以前特有的生理活性和高活性,日益受到生命工程学科的关注,国外已有几百种含氟药物投放市场,以杂环和芳香族为多。重要的含氟药物有:氟消炎剂、含氟中枢神经药物、含氟吸入麻醉剂、抗癌剂、抗忧郁药、减肥药及人造血液等。
我国已开发的医药有氟哌酸、氟康唑等十多种,生产能力约7000吨,生产厂家有几十家。
含氟农药以其特有的高活性和高选择性,可以减少施药量,尽量抑制农药对环境的影响。国外已开发有近200个品种,其中70多种已工业化,国内有伏草隆、氟乐灵、乙氧氟草醚、除虫脲等实现了工业化生产,但在含氟农药的品种、数量都满足不了市场需求,目前每年均大量进口。
含氟染料中氟元素的引入能增强染料的光泽和艳度,提高其耐晒、耐水、耐有机溶剂的性能。国内在含氟染料方面有大红色基VD,桔红色基RD,热敏染料等品种。
含氟表面活性剂是含氟精细化学品中的用途十分广泛的产品,其表面张力很低,有优秀的疏水疏油性。其中主要产品有:织物整理剂、脱模剂、消泡剂、金属表面处理剂、灭火剂、塑料改质剂、石油开采渗透剂等。
中国是个纺织品生产与消费大国,随着生活水准的提高,对纺织品进行表面整理以提高抗污、抗油能力,织物整理剂的需求量约5000吨/年,现在完全依赖进口。
其它含氟精细化学品还有四氟丙醇、三氟乙醇、六氟丙酮、氟醚油、氟酯等。
3. ODS及替代品:
ODS对臭氧层的破坏作用已经得到多方面的证实,1986年的蒙特利尔协议具体规定了发达国家与发展中国家淘汰限制ODS的日期,中国政府及有关的企业按照蒙特利尔补充协议的规定在执行。同时,ODS替代品在近十年中得到了较快的增长。
根据蒙特利尔协议书,中国1999年ODS基数为44853吨,2005年底,ODS物质将削减到18748吨,2007年6月30日,将停止生产有关CFCs的ODS物质,提前两年多实现淘汰限制ODS的目标(原料与必要用途产品除外)。同时,ODP值不为零的过渡替代品(HCFCs)也将从2016年起冻结。中国ODS削减及替代的总体速度快于议定书的要求。
中国ODS替代品的生产从上世纪90年代中期开始,近五年中得到快速发展,年增长幅度接近30%。2005年中,中国ODS替代品的总生产能力已超过20万吨/年,部分产品的单套装置能力也已经超过万吨,国际上主要的ODS替代品品种都已经在我国实现了规模生产。
4. 含氟高分子材料
含氟高分子材料包括氟树脂与氟弹性体两大类,氟树脂又分为非熔融加工的聚四氟乙烯(PTFE),可熔融加工的聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯等均聚物或共聚树脂。氟弹性体中包括以偏氟乙烯和六氟丙烯共聚的二元氟橡胶和偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚的氟橡胶,以及四氟乙烯与丙烯共聚的四丙橡胶、氟硅橡胶、氟醚橡胶等。
在“十五”期间,中国含氟高分子材料得到了快速的发展,国内形成了上海3F、浙江巨化、江苏梅兰、四川晨光、山东东岳、济南3F六家国内生产企业及常熟大金一家日资企业,与2000年相比,氟高分子材料的生产能力从8200吨/年扩大到43000吨/年,到2004年底,产量已达到26500吨/年。出口的氟材料由2000年2700吨,增长到2004年的8800吨。
目前,中国的氟高分子材料在产品总量、品种以及质量上已基本满足了国内机械、石化、航空航天、汽车、电子工业等行业的需求,中国的含氟高分子材料与美国、日本、欧盟形成了国际上的四大产地及消费地。
“十五”期间,国内氟材料生产企业通过技术进步与成果产业化,以及与国外氟化工企业技术合作或合资的形式改进工艺,国内已形成了单套10000吨/年的四氟乙烯(TFE)、1000吨/年HFP及1000吨/年的VDF的生产工艺,生产规模已接近国际水平,单耗降低,生产设备与控制手段日益进步,质量上升。中国的含氟高分子材料在国际市场上已具备了较大的影响力。
中国氟高分子材料进步是明显的,但“十五”期间主要依赖于外延扩张,而对产品质量的稳定与提高,扩大产品品种与国内市场的不断增长的需求还有一段距离,与杜邦、大金、3M等公司相比,品质上差距较大。以PTFE为例,2004年,中国出口量已达7915吨,但进口量也达5559吨。且进口额为5329万美元,出口额为3993万美元,平均每吨进口PTFE价格为9586美元,出口PTFE每吨平均价格为5045美元。
由于氟聚合物生产对技术要求高,目前,中国的主要生产企业的科研投入少,自主知识产权少,产品标准不先进,已经制约了氟聚合物的进一步发展。
另外要指出的是,可熔融加工的氟树脂及制品国内需求量已超过了4000吨/年,而国内产量不足,需大量从国外进口,对中国的电气、汽车等行业发展已产生了一定的影响。
5. 氟材料的加工应用
鉴于历史上的原因,氟塑料、氟橡胶的加工企业大多数归口轻工系统,如中国氟塑料加工协会等,故本规划仅就氟硅协会管理与掌握的情况来进行阐述。
中国是氟聚合物的生产大国,更是消费大国。以PTFE为例,2002年,消费量13000吨,2003年消耗17300吨,2004年,消耗21000吨,预计2005年为24000吨以上,PTFE以制品形式的出口2004年已达3900吨。
中国的氟材料加工业的发展是惊人的。据不完全统计,有1100多家企业在从事氟塑料、氟橡胶的加工,可基本上满足各个行业对氟制品的需求。我们也应当看到,目前加工应用的层次与国外相比还有距离,中国大型、装备先进的加工型企业不多,因此氟制品质量还不稳定,产品检测手段有待提高,同时,原料生产企业与加工应用型企业的交流还不够,影响了总体的发展与提高。
氟碳涂料性能优异,是近十几年发展起来的一类新型涂料,氟碳涂料具有防粘、耐高温、防腐蚀、电绝缘性好等特点,广泛应用于炊具、食品加工机械、建筑装饰等方面。目前国外氟碳涂料用量已超过10万吨/年,每年以10%以上的速度增长。中国的氟碳涂料用量已达1万吨/年,每年以20%~30%的速度增长。
氟碳涂料当前的主要问题是涂料专用的树脂国内所能提供的产品质量达不到要求,主要靠进口(如PVDF、专用PTFE微粉等)。同时,氟碳涂料用于户外建筑缺乏基本试验数据,如耐候性数据。国外在各种自然环境中试验了近30年,而国内试验数据不足,影响了推广应用。
有关氟碳树脂及原料,涂料与涂装的技术标准也待修订。
三、“十一·五”发展环境分析
1. 有利条件和制约因素:
1)有利条件
中国拥有发展氟化工的资源优势,作为氟化工基础原料的萤石矿资源,中国位于世界储量的前三之列(另两国是南非与墨西哥)。而且,近两年来,中国政府制订的“在保护中开采,在开采中保护”的规定,为萤石资源的有效利用与氟资源价值的提升创造了很好的政策环境。
由于氟化学品的特殊的物化性质和机械性能,已成为不可缺少的一类新材料,是国家重点支持发展的产品门类。中国经济的持续高速发展,特别是汽车、电子信息、建筑与石油化工业的迅猛发展,为氟化工提供了广阔的市场空间。
中国已经成为国际制造业的主要基地,良好的投资环境、广阔的市场、相对低廉的制造成本,使得国际氟化工企业及加工型企业纷纷进入中国,为中国的氟化工产品提高品级、提高质量、采用国际标准、进入国际市场提供了良好的外部环境。
中国氟化工的快速持续的发展,使得中国逐渐成为国际氟化工原料,精细氟化工中间体及氟聚合物的主要生产国,与国际上很多深加工企业已建立起较稳固的合作关系。这种联系随着氟化工进一步的发展还将深入与持续,特殊的资源和环境条件使得中国氟化工能够较全面地进入国际市场。
2)制约因素
由于中国氟化工产品在国际市场中的份额逐渐加大,导致国际上一些氟化工企业关注并采取了反倾销等方式保护其市场地位与份额,在过去的一年多时间已发生多起,今后会制约中国氟化工产品在国际市场上的增长。
国际氟化工巨头对中国氟资源与生产企业给予很大关注,形成了一大批合资与合作企业或项目,他们带来的资金和技术帮助了中国氟化工的快速成长,但也对未来中国的氟化工的发展带来了很多制约因素。
国内氟化工的发展以外延型发展为主,生产规模仍在进一步扩大,但品种较少,品级不高,在中低端的同类产品中的竞争导致资源浪费。而高品级的产品因科研投入不足,难以在近期内成长为主导产品,仍需要进口产品来满足特殊要求。
另外,在含氟精细化学品与高端无机氟化物方面信息不准确,导致对国际市场缺乏了解,无法自主研发与生产。
氟化工的重复建设现象较普遍,在以后几年里,竞争将可能导致部分企业开工不足,影响投资的回报。
2. 国内外市场环境分析与需求预测
随着中国经济的持续健康的发展,国内市场对氟化工产品的需求增长幅度远高于全球平均水平。氟聚合物的需求增加,又刺激了包括F22与HF在内的氟化工基础原料的增长。
从无机氟化工与精细氟化工来看,国内铝工业发展很快,大幅增加了对氟化铝等的需求;纺织品配额限制的逐步取消与高档纺织品的需求增长,对高性能的含氟织物整理剂与活性含氟染料的需求也有快速增长;电子信息产业的发展,期盼着电子级高纯氟化氢、氟试剂及特殊氟化物的支撑;生命工程的崛起,对生理活性的含氟医药寄以很大的希望;绿色农业则对环境友好的高级低毒的含氟农药越来越有兴趣;发达国家迫于环境要求及人工成本的压力一些基础氟化物与中间体向中国和南亚国家转移,为氟化工的发展业带来了机遇。
氟聚合物的消费主要为美国,欧洲,日本,中国,从产能与消费来看,美国为净进口国,日本为净出口国,欧洲和中国则部分进口,部分出口。
PTFE仍将是最大宗的产品,主要应用于汽车、石油化工、机械、不粘涂层,对细粒料,造粒料与预烧结料的需求随着加工方式的进步而有增加。
可熔融氟树脂在建筑材料、汽车、电子、化工领域中将得到广泛应用。国产的树脂将部分替代进口料,并有一定量的出口(如PVDF与FEP等)。总体增长幅度将超过PTFE。
氟橡胶的60%应用于汽车工业,随着汽车工业的发展及国产氟橡胶的质量提升以部分代替进口料。
含氟涂料在建筑、船舶、汽车、火车及化工防腐中的应用将更广泛,年增长率将大于12%。
3. 氟化工的发展趋势
1)氟化工原料的生产规模将进一步扩大,以满足各行业的发展需求。
中国作为氟化工原料的主要生产国,其生产规模的扩大将大于其它国家,鉴于中国氟化工近十年来的发展所积累的生产与技术经验,氟化工的工程放大能力明显提高,单套装置的产能将接近国外水平。同时,控制手段也日益先进,人为影响质量稳定因素逐渐降低。
2)新技术新产品的开发与应用将成为中国氟化工发展的趋势
这是提升资源价值的关键,也是中国氟化工产品走向国际市场的关键。同时国际氟化工的发展趋势也表明,世界各大公司纷纷投资新建高品级的氟聚合物与特殊的含氟医药农药,以满足不断进步的各行业的需求。
3)氟化工企业间的购并与整合
氟化工行业是一个比较特殊的精细化工行业,互相间的连接与影响远大于其它化工行业。国外氟化工行业在前三年中有很多这方面的例子。在中国,梅兰与Dyneon在PTFE方面的合作,Dupont与常熟中昊在ODS替代品业务的合资,鹰鹏公司与日本、韩国公司在氟化氢方面的合资……同样的方式在氟塑料氟橡胶制品加工领域更多。
四、“十一·五”发展目标
1. 发展方针
以科学发展观为指导,按照可持续发展和循环经济理论,加大萤石资源的保护力度,提升以资源为基础的中国氟化工的产品价值,加快产品结构调整与升级,增强技术创新能力,以市场需求为导向,积极参与国际分工,促进中国氟化工健康与快速的发展。
2. 发展目标
"十一五"期间,我国氟化工的年均增长率将保持在12%左右;其中氟化氢9%,无机氟化物8%,含氟精细化学品12%,ODS替代品18%,HCFC-22 7.5%,PTFE 7%,可熔性氟树脂23%,氟橡胶12%。
3. 发展重点与鼓励研究方向
"十一五"期间,氟化工产业发展的重点是以调整产品结构为主线,大力发展中高档产品,提高产品的自给率,侧重于提高含氟精细化学品的比例,加快发展高附加值的含氟材料,可熔性氟聚合物和新型ODS替代品的规模化生产,以及符合循环经济、可持续发展的新工艺、新品种的开发上。
 
 

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