2011年我國異戊二烯橡膠概況
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內容提示:2010年前我國沒有異戊二烯橡膠生產裝置,2010年新建了兩套異戊二烯橡膠生產裝置。2010年4月,我國第一套異戊二烯橡膠裝置在茂名魯華化工有限公司投產,設計產能為1.5×104t/a;9月,青島伊科思合成橡膠新材料產業園一期項目3.0×104t/a稀土異戊二烯橡膠項目建成,同年10月開始試生產,目前裝置尚處在試運行中。這兩個項目的投產,填補了我國異戊二烯橡膠生產的空白,至此,我國七大合成橡膠品種全部實現了產業化。
1 前言
異戊二烯橡膠,是一種由異戊二烯單體在催化劑作用下,通過聚合得到的合成橡膠,其微觀結構與天然橡膠相類似,故又稱之為合成天然橡膠,是一種綜合性能較好的通用合成橡膠。根據催化體系的不同[1],可以分為鋰系異戊二烯橡膠、鈦系異戊二烯橡膠和稀土異戊二烯橡膠。異戊二烯橡膠具有與天然橡膠相似的化學組成、立體結構和力學性能;它具有良好的原膠強度、基本黏性、老化性能和回彈性能。凡是使用天然橡膠的橡膠制品,都可以使用異戊二烯橡膠來代替生產。目前,異戊二烯橡膠主要應用于輪胎行業,同時也廣泛應用于膠管、膠帶、醫療、制鞋等行業。
2 世界異戊二烯橡膠供需簡況
據統計,目前世界上共有6個國家10套裝置生產異戊二烯橡膠,2010年全球異戊二烯橡膠總產能約68.2×104t/a,具體生產情況見表1[2]。由表1可以看出,俄羅斯產能居世界首位,為44.0×104t/a,占到了世界總產能的64.5%。美國和日本位居第二和第三,產能分別為9.0×104t/a和7.8×104t/a,占世界總產能的13.2%和11.4%。中國、荷蘭、南非產能分別為4.5×104t/a、2.5×104t/a和0.4×104t/a,分別占世界總產能的6.6%、3.6%和0.6%。
表1 2010年世界異戊二烯橡膠生產能力
104t/a
生產廠家 國家 生產能力
Kraton聚合物公司 荷蘭 2.5
美國固特異輪胎和橡膠公司 美國 9.0
日本合成橡膠公司 日本 4.1
日本瑞翁公司 日本 3.7
俄羅斯Kauchuk Sterlitamak公司 俄羅斯 10.0
俄羅斯Nizhnekamskneftekhim公司 俄羅斯 20.0
俄羅斯Togliattikauchuk公司 俄羅斯 14.0
南非Karbochem公司 南非 0.4
中國青島伊科思合成橡膠新材料產業園 中國 3.0
中國茂名魯華化工有限公司 中國 1.5
合計 68.2
2010年,全球異戊二烯橡膠年消費量約為60×104t。其中,中東歐消費量占到了全球總消費量的43%,俄羅斯是世界最大的消費國;其次是西歐,約占15%;美國和日本的消費量相近,分別占14%和13%;其他國家和地區消費量合計約占15%。
由于各國產業結構不同,異戊二烯橡膠在不同國家的消費結構也各具特點。俄羅斯是世界最大的異戊二烯橡膠生產國,同時也是最大的消費國,俄羅斯80%以上的異戊二烯橡膠消費用于輪胎制造業。美國輪胎制造業在經歷了上世紀90年代末期的高速發展和近幾年的平穩回落后,輪胎行業占國內異戊二烯橡膠消費總量的56%。機械制品用量占22%,其他用于膠管、膠帶、膠墊、密封和體育用品等領域。在日本,異戊二烯橡膠主要用于汽車輪胎,占總消費量的85%,其他用于醫療設備、膠管膠帶和黏合劑等領域。在西歐,異戊二烯橡膠也主要用于輪胎制造業,最大的異戊二烯橡膠消費國是德國,其次是意大利和法國。
3 國內異戊二烯橡膠的發展
2010年前我國沒有異戊二烯橡膠生產裝置,2010年新建了兩套異戊二烯橡膠生產裝置。2010年4月,我國第一套異戊二烯橡膠裝置在茂名魯華化工有限公司投產,設計產能為1.5×104t/a;9月,青島伊科思合成橡膠新材料產業園一期項目3.0×104t/a稀土異戊二烯橡膠項目建成,同年10月開始試生產,目前裝置尚處在試運行中。這兩個項目的投產,填補了我國異戊二烯橡膠生產的空白,至此,我國七大合成橡膠品種全部實現了產業化。
3.1 國內異戊二烯橡膠的需求與應用
在我國,異戊二烯橡膠主要用來部分替代天然橡膠,以降低成本。2003~2010年我國異戊二烯橡膠進口情況見表2。由表2可以看出,2010年國內異戊二烯橡膠消費量約為6.77×104t,其中進口量為6.57×104t,進口來源國主要是俄羅斯,占到總進口量的80.1%;其次是日本,占到總進口量的18.0%。
2010年以前我國異戊二烯橡膠消費完全取決于進口,受天然橡膠價格的影響,供應極不穩定,因此異戊二烯橡膠的消費量也處在波動之中。盡管國內輪胎生產、制鞋等行業對異戊二烯橡膠有著強烈的需求,但是消費量完全受制于進口,進口量決定了需求量。隨著2010年國內兩套異戊二烯橡膠裝置的建成投產,在供應上得到了一定的保障,預計國內今后的消費量會穩步增加,2015年可能會達到15.0×104t/a,或者更多。
表2 2003~2010年中國異戊二烯橡膠進口數據
年份 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
進口量/10t 4.05 3.71 1.64 2.16 5.32 3.31 3.6 6.57
注:進口數據中包含異戊二烯橡膠板片帶。
在我國,異戊二烯橡膠主要應用于全鋼載重子午胎的胎圈鋼絲部位。在胎圈鋼絲部位使用異戊二烯橡膠,可以改善膠料的加工性能,同時膠料具有較高的硬度、耐撕裂性和耐疲勞性能,膠料的流動性好,鋼絲表面附膠均勻;斜交胎也使用異戊二烯橡膠,主要是取代天然橡膠,以降低成本。
除輪胎領域外,我國異戊二烯橡膠也用于膠管、膠帶的生產。用異戊二烯橡膠代替天然橡膠用于夾布和膠管中,膠料具有良好的加工性能,不需要塑煉,可有效降低能耗,簡化工序。由于異戊二烯橡膠性能和天然橡膠相似,加上里面不含天然蛋白等生物組分,適用于醫藥包裝方面。在膠鞋生產中,由于異戊二烯橡膠比天然橡膠透明性好,加工性能也相似,也經常代替天然橡膠用于制鞋業。
3.2 我國異戊二烯橡膠發展前景
3.2.1 市場需求是異戊二烯橡膠發展的源動力
由于天然橡膠的供應受社會環境、地理位置和氣候條件等多種因素影響。加上現在天然橡膠具有的“期貨”金融屬性,使得天然橡膠的供應和價格走勢很難把握,對下游生產成本影響很大。而異戊二烯橡膠作為一種合成橡膠,在供應上比較穩定,價格也基本有規律可循,綜合性能優異,因此輪胎、制鞋等行業對異戊二烯橡膠有著強烈的需求。
3.2.2 天然橡膠價格高,推動異戊二烯橡膠發展
近年來,世界天然橡膠的價格穩步上揚。2001年,我國進口天然橡膠的平均價格只有602美元/t,2006年增加到1880美元/t,2008年進一步增加到2558美元/t,2010年則達到了3044美元/t。進入2011年,國際天然橡膠的銷售價格更是一直保持在5000美元/t以上。天然橡膠的高價位運行,為發展異戊二烯橡膠提供了有力的支撐。
3.2.3 天然橡膠供應緊張,為異戊二烯橡膠發展提供市場空間
我國天然橡膠自給率很低,大部分依賴進口,我國天然橡膠資源狀況見表3。可以看出,2010年國產天然橡膠總量為68×104t,進口量為186×104t,合計為254×104t,天然橡膠自給率僅為27%。而研究表明:用15%~20%的異戊二烯橡膠替代天然橡膠應用于輪胎行業,對輪胎性能幾乎沒有影響。如果以15%的異戊二烯橡膠替代進口天然橡膠,計算出2010年國內異戊二烯橡膠的理論需求量超過27×104t,可見異戊二烯橡膠的發展空間很大。
表3 我國天然橡膠資源狀況
年份 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
產量/104t 56 60 54 53 59 56 64 68
進口量/104t 120 128 141 161 164 168 171 186
總資源量/104t 176 188 195 214 223 224 235 254
對外依存度,% 68 68 72 75 74 75 73 73
3.2.4 乙烯工業的發展,為異戊二烯橡膠提供了原料保障
近年來,我國乙烯工業發展迅速,已形成多個年產能力在80.0×104~100.0×104t/a的大型乙烯生產基地,C5資源日益豐富,加上C5分離技術的不斷完善與成熟,C5分離裝置的建設步伐逐步加快,異戊二烯資源將不斷增加。
目前,我國從事C5分離的廠家主要有上海石油化工股份有限公司[3]、山東玉皇化工有限公司、齊魯淄博乙烯魯華化工有限公司、濮陽市新豫石油化工有限責任公司等,總生產能力已經達到63.5×104t/a。另外,鎮海煉化公司100.0×104t/a乙烯裝置C5分離項目、蘭州石油化工公司26.0×104t/a C5分離裝置、撫順高新開發區15.0×104t/a C5分離裝置都在建設之中。隨著多套C5利用裝置的建成投產,我國異戊二烯資源將得到很大發展,能夠逐漸滿足我國異戊二烯橡膠裝置的原料需求。
3.2.5 國內研發技術為發展異戊二烯橡膠提供了技術支撐
經過多年努力,我國在異戊二烯橡膠的研究開發上取得很大進展。中國石化北京化工研究院燕山分院已經完成中試研究,其所生產的產品綜合性能優異;中科院長春應用化學研究所先后成功開發出采用鈦系和稀土體系的異戊二烯橡膠合成技術;中國石油吉林石油化工公司研究院以及錦州石油化工公司,先后完成了稀土異戊二烯橡膠的中試研究開發,取得很大進展[4];青島科技大學等單位也開展了相關的研發工作。這些都為我國異戊二烯橡膠的工業化、規模化發展奠定了強有力的技術支撐。
3.3 國內異戊二烯橡膠項目的投資分析
3.3.1 國內天然橡膠的發展
2008年、2009年、2010年,我國天然橡膠的產量分別為56×104t、64×104t和68×104t。2006年以來,特別是2009年以后,天然橡膠價格持續高漲,大量的企業去云南、緬甸和越南等地種植天然橡膠。一般而言,膠樹在6、7年后將進入穩定的割膠期。根據國際橡膠研究組織(IRSG)對中國天然橡膠產量的預測報告,2015年,中國的天然橡膠產量可能達到78×104~80×104t/a。
3.3.2 杜仲膠的快速發展也將替代部分天然橡膠
杜仲是中國特有的名貴經濟樹種[5],也是世界上適用范圍最廣的重要膠原植物。除木質外,杜仲樹的葉、根、皮、種子都含有杜仲膠。近年來的研究發現,杜仲膠改性的橡膠共混物具有耐磨、抗撕裂、耐腐蝕、抗濕滑、滾動阻力小和節能等優點,可部分替代天然橡膠,是高質量輪胎的良好原材料。
在中國橡膠工業協會和國際橡膠研究組織(IRSG)首次于中國舉辦的“第五屆中國橡膠市場發展論壇”,暨“2010世界橡膠高峰論壇”上,多位專家建議國家應將杜仲膠產業化納入“十二五”和中長期發展規劃,加大對這一新興資源產業的支持力度。目前,我國種植杜仲膠35×104hm2,占世界栽種面積的99%,具有壟斷性優勢。如果都種植由中國林業科學院牽頭選育出的4個高產膠杜仲良種,杜仲產果量比傳統栽培模式提高很多,每公頃可以產膠400kg,每年最多可以提供14×104t杜仲膠用于替代天然橡膠;如果種植面積達到100×104hm2的規模,則理論上每年可提供40×104t杜仲膠。
2011-2015年中國高溫硅橡膠市場供需預測及投資方向研究報告
3.3.3 國內企業在異戊二烯橡膠方面已開始布局
2010年,國內兩家企業新建了兩套異戊二烯橡膠生產裝置,產能分別為1.5×104t/a和3.0×104t/a。同時,遼寧盤錦和運實業集團計劃利用中俄合成橡膠研究中心的技術優勢,生產具有優良彈性、耐磨性、耐熱性和低溫屈撓性的異戊二烯橡膠。
4 我國異戊二烯橡膠發展建議
鑒于我國天然橡膠有250×104t/a以上的需求量,而隨著汽車工業的發展和汽車保有量的增加,預計2015年天然橡膠的需求量更大,扣除國內新增天然橡膠和杜仲膠的影響,天然橡膠的缺口可能達到200×104t/a以上。如果用15%的異戊二烯橡膠替代進口天然橡膠,國內市場則需要30×104t/a以上的異戊二烯橡膠,考慮下游使用配方習慣的制約,預計2015年異戊二烯橡膠的需求量也會達到15×104t/a以上,如果異戊二烯膠和天然膠的價格差距進一步拉大,需求量或將更大。當前,國內異戊二烯橡膠產能僅為4.5×104t/a,遠遠不能滿足需求。
目前,我國異戊二烯橡膠工業正處在有資源、有市場、有技術的較低風險期,建設萬噸級以上的異戊二烯橡膠裝置是可行的,我國發展異戊二烯橡膠的時機已經成熟。因此,建議盡快新增10×104~15×104t/a規模的異戊二烯橡膠生產裝置,進一步提高我國合成橡膠產業的綜合實力,同時滿足國內市場對異戊二烯橡膠的迫切需求。