产业用化学助剂开发及创业
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1.4 化学助剂的发展概况

1.4.1 世界化工产业的发展现状

2017年,全球实际国民生产总值增长约2.8%。在此带动下,全球对化学品的需求随之增加,化工产能强劲扩张,行业收益较2016年有所改善。

2017年,尽管墨西哥湾沿岸的一些化工重镇遭遇了近十多年来美国最强飓风袭击,但也没有阻挡住美国化学工业增长的步伐。优先能源计划——支持化石能源发展的政策的推出,促使美国的石油和化工行业加大资金投入,化工行业得到了快速发展。ACC资深分析师Moore表示,随着新建产能的陆续投产,2018年和2019年美国基础化学品产量将以年均逾6%的速度增长,2020年和2021年将略有回落。基础化学品出口将在美国化工产能扩张中起到重要的刺激作用,其中大宗石化产品、有机化工产品和塑料树脂产量的增长将尤为强劲。相比于美国,加拿大化工行业2017年的发展却不如预期,只有小幅增长。

2017年,亚洲化学工业稳步增长。虽然中国经济增速在减缓,但是中国仍是全球和亚洲化学工业增长的引擎。中国化工产业规模不断扩大,化工产品通用化程度越来越高,投资重点开始转向发展特化品,中国政府特别支持并引导企业将其产品组合向终端市场延伸,某些细分领域增速继续增长,非常规原料化工生产占产能比例将增至2020年的约40%。2015~2020年,中国特化品销售收入将以6.5%的年均增速继续增长,到2020年将达到1750亿美元,并超过北美成为全球最大的特化品市场。受益于经济的快速发展和“印度制造”与“清洁印度”两项政策带动,印度化工继续快速发展。东南亚地区也正在大力促进石化业成长,特别是印度尼西亚、泰国和新加坡,更是制订了雄心勃勃的计划并着力推行。日本、韩国也维持了适度增长水平。泰国石化行业加快发展差异化高附加值产品,凭借原材料供给的优势,制订优惠政策,大力招商引资。目前,全球前十强轮胎企业中已有普利司通、米其林、固特异、大陆、住友、横滨、正新和中策等在泰国建厂。泰国正成为世界轮胎生产中心。新加坡在化工领域的投资重点正在从大规模上游产品转向特种化学品。目前,该国主要规划建设一些大型特种化学品项目,例如埃克森美孚的丁基橡胶和氢化烃树脂、赢创的蛋氨酸二期项目,投资集中在现有生产基地的扩能和研发中心的建设上。

目前,中东地区已经增加了多种高价值特种化学品,多样化发展战略向前迈出了重要一步:由陶氏化学和沙特阿美合资200亿美元的萨达尔化工综合厂在沙特阿拉伯朱拜勒已全面投产。埃森哲化学品研究主管Paul B.Jacek表示,萨达尔化工综合厂的投产标志着中东化工的一个重大转变。

根据欧盟委员会发布的最新商业调查数据,2017年所有化学品细分行业产量和市场价格都有所上涨。植保化学品、基础无机产品、染料和颜料、聚合物及消费行业用化学品的产量增长尤为显著。石化产品价格较其他产品上涨幅度更大,油漆和植保产品价格涨幅约1%,消费品用化学品价格上涨0.6%。欧盟化学品进出口贸易趋于活跃,据官方统计数据,仅前7个月,其进口总值就达到了633亿欧元,同比增长7.2%。石化产品占欧盟化学品进口额的1/3以上,其次是特种化学品,占近24%。

近年来,全球各个国家,特别是工业发达国家都把发展精细化工产品作为传统化工产业结构升级调整的重点发展战略之一,其化工产业均向着“多元化”及“精细化”方向发展。随着社会经济的进一步发展,人们对电子、汽车、机械工业、建筑新材料、新能源及新型环保材料的需求将进一步加大,全球范围内精细化学品市场规模将保持高于传统化工行业的速度快速增长。

中国十分重视精细化工行业的发展,目前精细化工行业已经成为化工产业发展方向之一,近年来中国化学原料和化学制品制造业发展迅速。2005~2017年,中国化学原料和化学制品制造业的主营业务收入由1.62万亿元增长至8.71万亿元,业务规模扩大超过5倍。

精细化工产品具有产品种类多、应用领域广泛、工艺技术复杂、产品附加值高、产品对下游客户黏性高等特点。由于精细化学品的难以替代性,其应用范围不断向纵深扩张,其快速发展已成为化工行业发展的必然趋势。

1.4.2 化学助剂的发展

由表1-1可见,化学助剂的发展,一方面受制于应用行业自身的发展,另一方面也与化学化工行业的开发和推行力度密切相关。

表1-1 2014~2016年美国/全球GDP和化学助剂增长  单位: %

第二次世界大战后,在石油化工发展的基础上,国外助剂的生产随着合成材料的增长而不断扩大,20世纪60年代是国外助剂大发展的时期。例如,在此期间,世界塑料助剂的平均年增长率为16%,美国为10%,日本橡胶助剂生产的平均年增长率更是高达20%。我国的化学助剂生产是从1949年开始的,最初只生产少数几种橡胶防老剂和促进剂,后来又陆续有用于聚氯乙烯的增塑剂和热稳定剂投入生产。20世纪70年代以后,我国的助剂生产逐步建立起一定的规模,主要几类助剂的生产能力与实际产量有了很大增长,品种、质量和技术水平也有发展与提高,生产布局从少数几个沿海城市扩展到广大内地和边远地区,助剂新品种的研制也取得了不少成就。现阶段,各类化学助剂的品种基本齐全,产量也与行业需求相适应,主要的问题在于高端品种的功能和质量稳定性不够,特别是在高科技、尖端工艺过程使用的助剂方面,与美、日等发达国家的差距还很大,很多品种还必须依赖从国外进口才能满足需求。

化学助剂的技术发展动向如下。

①集约化生产。众多的小型助剂厂家虽然能生产较多的助剂品种,但不能满足现代化学工业的需要。对于用量大的品种,国内外均采用改产、并厂、重建新基地以及采用大型连续化生产装置进行集约化生产,从而进一步稳定产品质量,降低成本。例如,邻苯二甲酸酯的连续化生产装置的规模已达年产10万吨,国外两个最大的橡胶助剂生产商(孟山都和拜耳公司)都已兴建50万吨级以上的大型助剂厂。我国在1990年以后也相继建设了一些大型助剂厂,并且有些厂还附设助剂研究所,以加强新产品的开发和品牌产品的后续提升改造。

②改进品种性能。按照各个产业的现代化技术要求,对那些老的助剂品种进行更新换代,开发出性能更优的品种。在性能方面改进的主要表现有:a.环保绿色化和低毒性化的助剂,特别是与食物链和婴幼儿接触的材料中所用的助剂,要求无毒或低毒,这一点对于增塑剂和热稳定剂方面尤为重视,例如,用柠檬酸乙酯代替苯甲酸酯类的增塑剂,用钙/锌复合稳定剂品种代替含镉的热稳定剂;b.追求化学助剂与成品之间的活性结合,在化学助剂的功能发挥方面,注重设计的助剂与成品能够形成化学键,例如,对某些固体粉末原料做表面预处理,使用活性稀释剂代替纯粹的溶剂,更多地采用内增塑剂成分而较少使用外增塑剂,适当提高助剂使用时的温度,等等;c.使用原料趋向高分子化,为了提高助剂性能在施用材料中的相容性、持久性,减少成品使用过程中助剂的迁移和逸出,在助剂配方用料的选择上,倾向应用分子量更大一些的原料;d.多功能化,综合设计化学助剂的功能,使其达到一剂多能,减少多重助剂的引入对其他性能的负面影响,同时降低材料和工艺成本。