GMT橡胶:异戊橡胶生产技术研究进展及生产和市场发展
[2015-04-12]
一、异戊橡胶概述
顺式1,4 结构的聚异戊二烯,即异戊橡胶(IR),其主要物理机械性能与天然橡胶相近,具有优良的弹性、密封性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性和抗撕裂性、抗张强度和伸长率,综合性能良好,是天然橡胶的最佳替代物,可广泛应用于轮胎、胶带、胶管等橡胶加工领域。异戊橡胶工业化生产按催化剂体系可分为锂系异戊橡胶(Li-IR)、钛系异戊橡胶(Ti-IR) 和稀土异戊橡胶(Nd-IR)。异戊橡胶的生产主要受下游用户使用习惯,异戊二烯的价格和天然橡胶的价格3 个因素共同决定。2011 ~ 2014 年,异戊橡胶的价格伴随着天然橡胶的价格,从每吨胶40000 元降到了10500 元,新建的橡胶装置纷纷停车。2013 年开始,全球天然胶开始出现供过于求现象,预计未来天然橡胶价格仍将在低位震荡,对应的异戊橡胶价格也将持续低位徘徊。另一方面,原材料异戊二烯的价格仍较高,预计今年异戊橡胶生产前景并不乐观。
二、异戊橡胶的生产发展
1. 我国异戊橡胶的生产发展
20 世纪中期,吉林化学工业公司研究院和长春应用化学研究所最早开始了合成异戊橡胶的研究,合作开发了钛系异戊异戊橡胶生产技术研究进展及生产和市场发展中石化北京化工研究院燕山分院 辛益双橡胶的合成技术,之后又成功开发了稀土异戊橡胶并建立了中试装置,合成出了几十吨异戊橡胶。1980 ~ 1987 年,吉化公司研究院又在580 升聚合釜试验,提高橡胶的技术经济指标,顺式含量达95%,1987 年完成1.3 万吨/ 年异戊橡胶装置基础设计。1992 年,上海高桥石化也提出了建设1 万吨/ 年异戊橡胶装置的预可行性报告。近年来,我国在异戊橡胶,特别是稀土异戊橡胶的研究开发方面取得了重大进展。
(1)中国科学院长春应用化学研究所先后成功开发出采用钛系和稀土催化剂体系的IR 合成技术,并且其稀土催化剂体系的IR 合成技术应用在山东神驰石化有限公司的年产3 万吨的装置上。
(2)吉林石化公司研究院在20 世纪70 年代研究基础上, 2006 年开始加快了IR 的研发步伐,完成了小试、模试和中试技术的研究,产品达到国外同类产品水平,成功应用于全钢载重子午线轮胎胎面胶,并通过了国家橡胶轮胎质量监督检验中心认证,形成了具有自主知识产权的4 万吨/ 年的 IR 成套技术工艺包。2007 年6 月,有消息报道中科院长春应化所和吉化分公司合作完成了新型稀土异戊橡胶小试技术的开发研究。
(3)2010 年,在茂名鲁华化工有限公司建成国内首套异戊橡胶工业化生产装置,年产量为1.5 万吨。
(4)2011 年,在青岛伊科思合成橡胶新材料产业园,又有一套新的3.0 万吨/年装置投产。
(5)自2006 年起,中石化北京化工研究院燕山分院对稀土异戊橡胶进行了大量研究,并对工业化生产技术进行了探索。2013 年5 月23 日,自主研发的稀土异戊橡胶3 万吨/ 年生产技术在燕山石化橡胶一厂试生产成功。近两年,我国新建的异戊橡胶装置绝大多数采用稀土催化剂。到2014 年共有8套装置,产能合计为21.5 万吨/ 年,占世界总量的22.8%,
2. 国外异戊橡胶的生产发展
美国是最早生产异戊橡胶的国家,1954 年美国固特里奇公司用Ziegler 引发剂合成了顺式1,4 结构含量达98% 的聚异戊二烯橡胶。1955 年凡事通轮胎和橡胶公司用锂系引发剂合成了顺式1,4 结构达92% 的聚异戊二烯橡胶。1960 年,美国壳牌化学公司首先建成用金属单质锂为引发剂的聚异戊二烯橡胶生产装置,1962 年改用丁基锂为引发剂生产聚异戊二烯橡胶。1963 年美国固特里奇公司用铝钛引发剂生产聚异戊二烯橡胶也实现了工业化。此后,荷兰、前苏联、意大利、法国、日本、罗马尼亚、南非和巴西等相继实现工业化。20 世纪70 年代初,世界范围的两次石油危机和天然橡胶的技术改进及种植面积的扩大,对异戊橡胶工业冲击较大。美、日、欧等国家和地区的多套装置关停并拆除,计划建设装置延期或取消,开车装置的开工率也较低。20 世纪90 年代初前苏联解体,独联体经济衰退,橡胶需求下降,再次对世界异戊橡胶产业造成较大影响。到2014 年底,全球共有6 个国家17个异戊橡胶生产厂家,总生产能力为94.2万吨/ 年。俄罗斯是世界最大的异戊橡胶生产国,具有成熟的工业技术和40 多年的生产经验。前苏联解体后,世界异戊橡胶产能由历史最高的141 万吨/ 年逐渐减少到2004 年以后的70 万吨/ 年左右。2008 ~ 2012 年,随着金融危机后经济的恢复及天然橡胶价格持续上涨,异戊橡胶需求得到快速发展,2013 年为52.2 万吨/年,占世界总产能的55.4%。美国和日本产能分别为9.0 万吨/ 年和8.6 万吨/ 年,分别占9.55% 和9.2%,其它国家产能较少。
三、异戊橡胶的市场发展
异戊橡胶的需求主要受下游行业使用习惯、原料价格、天然橡胶供应及价格等多种因素影响。我国是天然橡胶消费大国,但国内天然橡胶供应受地理位置限制,难以满足需求。金融危机后,大宗商品价格不断上涨,异戊橡胶价格随着天然橡胶价格不断攀升,由2009 年的14439 元/ 吨上涨到2010 年的24976 元/ 吨,同比增长73%。2011 年初, 天然胶价格一度突破42000 元/ 吨,异戊橡胶价格也突破40000元/ 吨,随后开始下跌,全年异戊橡胶平均价格34123 元/ 吨。2012 年,异戊橡胶价格同天然胶走势相同,呈现震荡向下态势,全年平均价24813 元/ 吨。2013 年,全年天然胶供应面偏向宽松,价格持续向下,异戊橡胶价格也相应跌到18000 元/ 吨,当年平均价格20365 元/ 吨。异戊橡胶的下游消费也受到影响,进口量也较2012 年明显下降。2014 年,原油、天然橡胶等自然资源价格持续下跌,2014 年10 月份天然橡胶的价格跌到了12000/ 吨,此时异戊二烯的价格约为16000/ 吨,异戊橡胶的生产成本约为17000/ 吨,生产装置开车就意味着亏损,开工率很低。2014 年11 月份天然橡胶的价格低至10500/ 吨,整个合成橡胶行业低迷。从异戊二烯的价格和天然橡胶的供求分析,2015 年我国异戊橡胶装置的开工率仍将低于50%。
四、发展建议
当前,全球经济危机的后续影响依然存在,欧美等发达国家经济复苏步伐缓慢,原油、金属、天然橡胶等自然资源价格大跌,使得整个异戊橡胶行业惨淡经营。建议异戊橡胶行业不能坐等市场变暖,而要抓住时机,加快新技术的研究以降低橡胶生产成本,使橡胶企业扭亏为盈。主要开展三方面的工作,一是改进现有的催化剂体系或者研究开发新型催化剂,以降低催化剂成本;二是降低吨胶能耗、物耗;三是进行新牌号的开发,通过对异戊橡胶进行改性或者添加更有效的耐老化助剂,使产品具有极强的耐老化性能,提高产品的市场竞争力。_