发挥资源优势 推进特种蜡化工更大发展

2020-08-04 02:05盛奎龙李国红
河南化工 2020年7期
关键词:石蜡特种乳化

王 伟,盛奎龙,李国红

(中石化南阳能源化工有限公司,河南 南阳 473132)

0 前言

国内石蜡资源主要集中在中石油、中石化两大集团,随着大庆油等国内主体资源的减少,印度、伊朗蜡(蜡膏)的进入及煤制蜡份额的增加,近几年基础蜡市场总体上总量变化不大。2018年我国石蜡年产量142万t左右,出口达到50.7万t,基础蜡产量位居世界第一,国内表观消费量在92万t左右。我国是含蜡原油资源相对丰富的国家。同时,政府对特种蜡在内的差异化、特种产品的开发生产是鼓励和支持的;也符合国内石化行业转型升级的发展趋势。与大宗石化产品相比较,特种蜡又是应用广泛,渗入各行各业的一类特殊产品。利用好国内含蜡原油资源特性,充分发挥国内企业已有的优势,加强管理创新和市场开拓,探索特种蜡化工发展新路,对我国社会经济转型发展具有重要意义。本文主要探讨了特种蜡研发情况、经营发展的主要方向和重点。

1 国内石油蜡费托蜡资源概况

从原油资源看,国内含蜡较高的主要有大庆、沈北、南阳原油等。石蜡的产出情况与原油流向、加工企业流程布局关系紧密,大庆原油加工所产基础蜡占国内基础蜡产量的70%以上,但以此为基础生产的特种蜡不多,约占国内特种蜡总量的10%。国内基础蜡主要生产厂家情况见表1。国内石蜡总产量、出口量及表观消费量如图1所示。

表1 国内基础蜡主要生产企业蜡产量 万t

图1 2014—2018年国内石蜡产量、出口量及表观消费量

在煤化工所产费托合成蜡方面,国内有伊泰、潞安以及神华集团等厂家合成装置投入商业运营。目前国内费托蜡总产量约15万t/a,且增长较快。费托蜡正构烃含量高,高熔点组分丰富,与石油蜡相比性质有明显不同,通过引入费托蜡来改善特种蜡的部分性能,可以拓宽其应用范围,扩大特种蜡调配和应用范围[1]。

2 国内外特种蜡行业基本情况及发展趋势

2.1 国外特种蜡行业主要企业概况

特种蜡即特种专用蜡,是相对于基础石油蜡(及近年来的费托合成蜡)而言的。它的生产原料主要是基础蜡、含蜡油和功能添加剂。其生产方式包括物理过程和化学过程,大部分是物理调合过程。在调合过程中,加入一定比例的多种添加剂,改变其理化性质,生产出不同质量指标的特种蜡,应用于各行业的不同环境和用途。

国外石油蜡深加工工业化至今已有近50年的历史,在美国、西欧和日本等国家石蜡总消费量中,特种蜡约占45%。目前已经形成了一批具有相当规模和实力的特种蜡生产企业,如英国Astor公司、荷兰paramelt公司、美国BolerPrteolurum公司、德国Schumamn集团、加拿大IGI公司和日本Nippon Seiro公司等。这几家公司拥有较先进的技术,具有自己的品牌和销售网络。具体情况如下:①Astor STAG,产地英国,产能8万t。除了在总部有一特种蜡生产厂外,在比利时、美国还有4个生产厂。共生产6大类100余种产品。这6大类产品为橡胶、塑料类占26%;包装、医药类占18%;电缆、光纤、填充剂类占10%;汽车防护类占10%;建筑、运输类占15%;热熔黏合剂类占21%。主要产品有橡胶蜡、光导纤维蜡、热熔胶蜡、电缆蜡、防锈蜡等。②Paramelt,产地荷兰,产能10万t。成立于1896年,总部设在荷兰的阿姆斯特丹,是欧洲最大的专业生产企业。有3个调和厂,分别在荷兰、比利时和中国苏州。产品品种较多,主要产品有橡胶防护蜡、涂层蜡、纸板箱蜡、家禽脱毛蜡、口香糖蜡、乳状炸药蜡、航空铸造蜡、温控器用蜡,铝箔盖封、玻璃标签、奶酪、热熔胶、屋面胶黏剂用蜡,基础漆蜡、可溶蜡、热封性涂料、乳化、水性胶黏剂、茂金属热融化、聚氨酯胶黏剂、制模、光导纤维填充物等用蜡。③BolerPrteolurum,产地美国,产能10万t。生产石油蜡,有4个蜡生产厂和3个蜡调和厂,特种蜡用户700多家。④Schumann,产地德国,产能8万t。在40多个国家设有代理公司,并已向世界90多个国家与地区销售其产品数十个行业。2002年,南非沙索公司购买了苏曼的100%股权。⑤IGI,产地加拿大,产能16万t。1943年建于多伦多,北美最大的蜡精炼和调和工厂。产品专业应用于油墨及印刷口香糖、蜡笔、建筑、纺织、农业、金属、电池、理疗、皮革、黏合剂、电缆等,主要产品有蜡烛蜡、包装蜡、防护蜡、化妆品蜡、口香糖蜡、电缆蜡、蜡笔蜡、热熔胶、奶酪蜡等。⑥Nippon Seiro,产地日本,产能5万t。于1929 年成立远东地区的大型石油蜡生产商,主要产品有防锈蜡、微晶蜡、氧化蜡、氧化石油脂、橡胶蜡、电子蜡、乳化蜡等。

2.2 国内特种蜡行业发展情况

经过近十几年的迅速发展,国内特种蜡在民爆、橡胶、食品、电子、文教、农业、化工、军工等多种领域都有很多应用,品种牌号较多,达150多个种类,数百个牌号,作为一类特殊的辅助和功能性材料,紧跟各行业发展,有了巨大的进步。但纵观国内特种蜡的整体发展情况,与国际先进水平相比,在生产技术上、质量性能上、服务精准上仍有较多不足,如各系列中的高精尖品种牌号、军工装备、空天产品、精细电子通讯类辅助材料短缺仍比较多;部分新型工业产品线配套专用蜡产品需要进口。

蜡类进出口数据显示,进口总量以每年10%以上的速度递增。进口蜡吨均价比出口高出1 000美元,主要原因是国内特种蜡整体起步较晚,专用配套材料研发相对滞后,进口替代不足所导致。同时也可以看出蜡深加工具有较高的附加值和创效潜力。

参照发达国家特种蜡占石蜡45%的比例来测算,我国特种蜡潜在需求总量约38万t,实际年产量约23万t。随着国内经济迅速发展,对专业化产品品质的要求不断提高,特种蜡发展空间仍然很大。2025年国内主要特种蜡产品需求预测见表2。

表2 国内主要特种蜡产品需求预测表 万t/a

2.3 国内部分特种蜡发展情况分析

2.3.1炸药专用蜡系列

炸药专用蜡,按照使用环境和炸药生产线的不同,分别用基础蜡、蜡油和其它功能添加剂,按一定的比例在确定的温度条件下,调合成不同技术质量指标的专用蜡。目前国内炸药生产线大多已更新为金奥博生产线,炸药总产能超过150万t[2]。

炸药专用蜡作为目前炸药行业比较安全且关键的组分,目前开发和应用技术已经比较成熟。随着环保和行业安全要求增强,民用爆炸品生产企业的工艺优化,基础用蜡及后续处理一体化将是炸药专用蜡的发展方向,对炸药蜡指标也提出了相应要求。另外,在环境适用性方面,国内北部地区部分周边国家冬季气温较低,对炸药专用蜡的低温流动性和黏温性能要求特殊,需要加快研发低气温环境所需的炸药专用蜡。

工信部数据显示:2008—2018年工业炸药年平均增幅为3.4%,国内市场总量为319万t/a。按照添加3%比例计算,2017年国内所需炸药专用蜡在9.5万t。据测算,到2025年国内民爆行业所需炸药专用蜡需求量将达到12万t左右。潜在供应缺口近2.5万t/a。国内主要生产厂家见表3。

表3 2017年炸药专用复合蜡主要生产厂家 万t/a

2.3.2橡胶防护蜡系列

橡胶防护专用蜡采用石油蜡和微晶蜡为主要原料,依据使用性能要求,选择确定其配方的分子分布组成,加入一定比例的功能添加剂,从而适用于不同的胶料,延缓橡胶(轮胎)的老化过程,延长使用寿命。由于载荷、路况、气温、行驶时长等条件不同,其防护效果与防护蜡的直链烷烃组成有重要相关关系,要求其中的橡胶防护蜡具有不同的分段组成(碳数分布),因此碳分布是橡胶防护蜡非常重要的指标[3]。

目前国内橡胶防护蜡的研发生产单位与使用单位之间属于不同行业,对配方与使用性能之间的深入研究掌握显得隔阂和不足;还存在新产品试验周期比较长,行业之间技术沟通不太通畅的情况,不利于推进专业化深入研究和高端产品的研发。

国产橡胶防护蜡目前用于相对稳定、日常使用环境下的相应胶料上,附加值相对较低,高档、专用产品比例较低。未来重点研发方向是应用于较高速、极端恶劣条件及环境多变的场合中的较高端品种。

目前国内机动车保有量已突破4亿辆,仅外资轮胎企业就有20多家,知名跨国轮胎企业诸如普利司通、米其林、固特异、韩泰等均在国内有生产企业。同时我国也是全球第一大汽车和轮胎产销国,根据中国天然橡胶协会统计,2018年我国橡胶消费总量775万t,其中80%以上用于制造汽车轮胎。按照平均添加比例1.3%计算,橡胶防护蜡需求量约7万t/a;预计2025年需求量约9万t/a。目前产量不到4万t,缺口较大。目前国内橡胶防护蜡主要厂家见表4。

表4 2017年国内橡胶防护蜡主要生产厂家 t

2.3.3乳化蜡系列

乳化蜡作为一类水基乳化产品,使用时具有不必溶剂、不必加热、成膜均匀、高效方便等优点,通过蜡乳化后进行涂布、施胶、防潮、防锈、养护等,是特种蜡非常重要的使用方式。乳化类蜡产品在造纸、建材、皮革、地板、家具、塑制品、汽车上光、瓷器生产、皮革、水果等行业过程中广泛使用。不同用途的乳化蜡,分别对应不同的质量要求。比如,汽车上光蜡要求易成膜、附着性好、高防水;地板防护蜡要求高强度、光泽度好、无污染;皮革乳化蜡要求去污性好、稳定性好等[4]。由于国内乳化剂技术落后于国外,所以重点加快发展石蜡乳化剂,推进乳化蜡的研究势在必行。目前国内乳化蜡生产量仅3.7万t/a。按照乳化蜡在各行业的发展情况,预计2025年我国乳化蜡需求为9万t/a左右(见表5),因此具有较大发展空间。

表5 乳化蜡市场需求调查表 t

2.3.4相变储能蜡

相变储能蜡是利用其具备不同熔点(10~80 ℃)下的相变储存/释放能力,目前已被广泛运用于建筑恒温、农业种植大棚夜间升温、太阳能存储和交换技术、部分专用冰箱空调的制冷和蓄能、纺织服装调温、军工航天、日用品及医用品等。随着大规模集成电路的开发生产,用于电子电器热保护的相变蜡技术也日趋成熟,也用于节能、温敏调温等方面;在改善发动机性能、食物的储存和保鲜方面也已经批量使用相变储能蜡[5-17]。

相变蜡产品具有化学稳定性好、储能效果明显、价格较低等优点,国内外的发展均较晚,技术与市场差距不大。目前技术上需要解决的是产品分离精度、相变焓值等问题。在市场拓展上目前已经有良好发展势头,需要加快研产销结合,推进各相关行业的相变蜡应用。

国内生产相变储能蜡的主要厂家有南阳能化公司、上海焦耳、抚顺同泰特种蜡中心等,年产量不足5 000 t。随着上述行业的发展,对相变储能材料的需求量逐年增加,2025年各行业所需相变储能蜡保守预计在3万t以上。

2.3.5食品蜡系列

食品蜡按用途分为食品石蜡和食品包装石蜡;广泛用于纸杯、保鲜、果品、理疗、医药等。国内生产食品蜡的企业有北京燕山分公司、大连石化、荆门市维佳化工有限公司、上海泰尔精蜡有限公司、南阳能化公司、无锡信达胶脂材料有限公司等,随着我国法律法规的完善,对食品用配套产品要求日益严格,使得一些不达标的食品用蜡逐步退出食品市场,目前国内食品级石蜡总产量仅0.5万t/a。

全球最大的石蜡消费地在北美,约120万t,在美国和加拿大,用于包装的石蜡约占总消费量的41%。其中食品包装蜡用量最大,加拿大的IGI公司是北美地区最大的食品包装蜡供应商。目前,由于塑料包装物对环境造成越来越大的污染,随着“绿色包装”的兴起,以纸代塑的趋势使纸包装制品市场具有更广阔的前景。

我国食品包装用蜡国内市场需求量约在1.5万t。预计2025年我国食品级蜡的需求量增加到3万t/a左右。

2.3.6其他特种蜡

特种蜡是应用广泛、衍生繁多的蜡制功能材料统称。除上述品种外,还有各牌号电子电讯专用蜡、汽车用蜡、钢材防护用蜡、缓释肥专用蜡、电缆填充蜡、防结蜡、阻燃蜡、铸造专用蜡、碳素蜡、地板防潮蜡等,应用于电讯器材、农业化工、机械制造、电池工业、热融胶、木材加工、造纸等众多领域[18]。

3 相关管理经营建议

我国含蜡原油资源丰富,也是国际上基础蜡的第一出口大国。把握利用好资源天然优势,进一步贴近特种蜡市场需求,加强横向合作,不断强化专业研发、服务队伍建设,为下游各相关行业的转型升级、进口替代提供高效供应和技术服务能力,需要在以下几个方面加以关注。

3.1 行业协会、石蜡情报站、网站层面

特种蜡品种多、应用面宽、专业细分度高,同时面对国内工业日新月异的转型升级发展,行业协作、信息集散、互联网应用等工作仍大有作为。如:加强公益性行业协会、石蜡情报站以及社会商业网站引领和推动作用;加强特种蜡类别的分工调研协作,定期出版电子或纸质动态刊物,为特种蜡生产、使用企业提供更多的新产品、新技术需求参考信息,为各行业急需的特种蜡辅助材料攻关提供更好的平台和服务。

3.2 生产企业、科研单位层面

3.2.1加强两个结合

①强化技术与营销相结合。要加强科研工作与生产、销售、市场的结合,做好市场调研,摸清市场需求,研究工作才能有的放矢,技术进步才能开花结果。以项目为纽带,建立由科研人员和销售人员紧密协作的新产品研发小组或团队,共同调研、开发新产品市场,共同服务、维护新产品市场,进一步破除“科研与市场脱节,市场信息不能及时准确收集,研发的产品又难以找到市场”的现象,提高研发、市场开拓、客户服务工作的质量和时效。②强化自主研发和外部合作相结合。结合实际,加快对各种社会经济发展所需的特种蜡新技术、新工艺的跟进研究;加快对包括费托蜡在内的国内蜡类资源进行利用研究。发挥石化研究单位、相关高校各自领域的专业擅长,加快各类中高档产品、进口替代产品的研发。以军工、橡胶、电子、精密铸造、纺织、胶黏剂、涂料等行业为重点,广泛调研,优选合作,大力推进基础研究和新特产品研制工作。

3.2.2完善三个机制

①完善激励机制。让特种蜡销售经理和研究技术人员在营销过程中高度融合,在项目风险和收益回报上分担共享。在内部管理上进一步激励懂技术、会营销的复合型人才脱颖而出。激发国企研发人员的潜能,完善薪酬激励制度,通过建立新产品研发当期激励和创效期后续奖励相结合的奖励方式,结合科研项目攻关招聘等措施,全面促进新产品研发、市场开拓工作的开展。②完善生产保障机制。对于石化企业而言,既要发挥好内部各类资源齐全的优势;还要对短板进行改革,如加大基层经营的自主性和灵活性,优化简化原材料外购程序,减轻原材料采购成本。以市场信息为依据,按市场规律安排科学制定生产计划。规范外购原料的评价和采购工作,减少产品质量波动和投诉现象,保障特种蜡产品质量的稳定提升。③完善研、产、销、用一体化平台管理机制。以开拓市场为目的,以服务用户为导向,抓好销售、研究、生产的联动,提高研发质量和效率。加强与客户之间的合作,通过客户定制、合作开发、合作经营、合资经营等多种方式,实现经营模式的创新。加强研、产、销一体化协调与管理,加快新产品开发步伐,实现科技增效创效的目标。

4 结束语

依托国内含蜡原油资源的固有优势,结合国内各相关行业的发展,无论在总量需求、进口替代需求、专用性需求还是质量升级需求上,特种蜡发展前景将持续看好。加快质量升级和新特产品研发,调整结构,减少基础蜡出口,是蜡类产业优化发展的必然趋势。在宏观协调管理上,迫切需要加强国内相关行业协会、生产企业、科研单位的平台连接,把特种蜡产品既专业又分散的特点与互联网优势更好地搭接起来,把行业协作、信息服务工作提高到新的水平。在研发、生产实体层面,梳理完善研究、生产、经营管理机制,紧跟市场需求和前沿发展趋势,适时调整新产品研发重点,提高特种蜡行业队伍整体技术水平,促进我国特种蜡化工不断取得新的突破,为我国向制造强国不断迈进做出更大贡献。

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