崔小明
(北京燕山石化公司研究院,北京 102500)
丁腈橡膠(NBR)是丁二烯和丙烯腈2 種單體經(jīng)自由基引發(fā)聚合制得的無規(guī)共聚物,分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵和極性氰基(—CN),對汽油和脂肪烴油類等非極性或低極性溶劑有較高的穩(wěn)定性。此外,NBR 還具有良好的耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘合性能。NBR 在各種耐油制品,如O 形圈、膠管、墊圈、燃料箱和油罐襯里、印刷膠輥、絕緣墊板、硬橡膠零件、耐油鞋底、泵葉輪、油井膠布、管螺紋保護層、電線電纜、橡膠手套和食品包裝用薄膜等中廣泛使用。按丙烯腈含量,NBR 可分為低丙烯腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)(<0.24)、中丙烯腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.25~0.30)、中高丙烯腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.31~0.35)、高丙烯腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.36~0.42)和超高丙烯腈質(zhì)量分?jǐn)?shù)(>0.42)5 類;按用途,NBR 可分為通用型和特殊型2 類。
目前,NBR 的工業(yè)生產(chǎn)方式主要有連續(xù)和間歇乳液聚合工藝。按聚合溫度,NBR 乳液聚合可以分為熱法聚合和冷法聚合2 類。冷法聚合通常采用連續(xù)聚合工藝,熱法聚合通常采用間歇聚合工藝。冷法聚合的反應(yīng)溫度一般控制在5~15 ℃,熱法聚合反應(yīng)溫度一般為30~50 ℃。熱法聚合的硬質(zhì)NBR 相對分子質(zhì)量分布寬,粘度和凝膠含量大,生產(chǎn)過程中造成的環(huán)境污染嚴(yán)重;冷法聚合的NBR相對分子質(zhì)量分布窄,粘度和凝膠含量小,生產(chǎn)過程中造成的環(huán)境污染較輕[1]。
近幾年,隨著浙江寧波順澤橡膠有限公司和朗盛-臺灣合成橡膠(南通)化工公司等NBR 新生產(chǎn)裝置的先后建成投產(chǎn),世界NBR 生產(chǎn)能力穩(wěn)步增長。截止到2014 年底,世界NBR 的總年生產(chǎn)能力達到79.45 萬t,其中亞洲地區(qū)的年生產(chǎn)能力為46.4 萬t,占世界總年生產(chǎn)能力的58.40%;西歐地區(qū)的年生產(chǎn)能力為19.2 萬t,占世界總年生產(chǎn)能力的24.17%;北美地區(qū)的年生產(chǎn)能力為4.1 萬t,占世界總年生產(chǎn)能力的5.16%;拉丁美洲的年生產(chǎn)能力為5.5 萬t,占世界總年生產(chǎn)能力的6.92%;中東歐地區(qū)的年生產(chǎn)能力為4.25 萬t,占世界總年生產(chǎn)能力的5.35%。德國朗盛公司是目前世界上最大的NBR 生產(chǎn)企業(yè),在法國、德國、美國和中國大陸均建有NBR 生產(chǎn)裝置,其NBR 年生產(chǎn)能力合計達到15.0 萬t,占世界總年生產(chǎn)能力的18.88%;日本瑞翁公司是第二大NBR 生產(chǎn)企業(yè),在英國、美國和日本均建有NBR 生產(chǎn)裝置,其NBR 年生產(chǎn)能力為9.95 萬t,占世界總年生產(chǎn)能力的12.52%。今后幾年,俄羅斯西伯爾公司將擴增其NBR 生產(chǎn)能力,加上中國大陸多套新建裝置投產(chǎn),預(yù)計到2018 年,世界NBR 總年生產(chǎn)能力將達到100 萬t 左右。2014年世界NBR 主要生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況如表1 所示[2]。
表1 2014年世界NBR主要生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)情況
近年來,世界NBR 的消費量穩(wěn)步增長,2007年為52.4 萬t,2014 年為59.0 萬t。世界NBR 的消費主要集中在北美、西歐和亞太地區(qū)。其中,北美地區(qū)的NBR 消費量占世界總消費量的12.14%,西歐地區(qū)的NBR 消費量占世界總消費量的15.38%,亞太地區(qū)的NBR 消費量占世界總消費量的63.08%。
世界NBR 在汽車領(lǐng)域消費量占總消費量的55.0%,在橡膠制品領(lǐng)域消費量占總消費量的32.0%,在其他領(lǐng)域消費量占總消費量的12.0%。預(yù)計至2018 年,世界NBR 的消費量將以年均3.0%的速度增長,到2018年總消費量將達到68萬t左右。
世界各國家或地區(qū)NBR 的消費結(jié)構(gòu)有所不同,美國NBR 的49.28%用于汽車領(lǐng)域,36.23%用于橡膠制品領(lǐng)域,14.49%用于其他領(lǐng)域;西歐NBR的46.59%用于汽車領(lǐng)域,44.32%用于橡膠制品領(lǐng)域,9.09%用于其他領(lǐng)域;日本NBR 的54.47%用于汽車領(lǐng)域,42.37%用于橡膠制品領(lǐng)域,3.16%用于其他領(lǐng)域。
我國NBR 的生產(chǎn)始于20 世紀(jì)60 年代,1962年蘭州石油化工公司合成橡膠廠從原蘇聯(lián)引進熱法生產(chǎn)技術(shù),建成我國第1 套NBR 生產(chǎn)裝置,經(jīng)過改造,目前該裝置的年生產(chǎn)能力為4500 t。1997 年該公司又從日本瑞翁公司引進技術(shù),建成1 套年產(chǎn)1.5 萬t 的軟NBR 生產(chǎn)裝置。2009 年7 月,該公司采用自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)建成1 套年產(chǎn)5 萬t 的NBR生產(chǎn)裝置投產(chǎn),該裝置軟質(zhì)NBR 的年生產(chǎn)能力為4.2 萬t,硬質(zhì)NBR 的年生產(chǎn)能力為0.8 萬t。目前,蘭州石油化工公司總年生產(chǎn)能力達到6.95 萬t,已成為世界主要的NBR 生產(chǎn)企業(yè)之一,其產(chǎn)品牌號主要有NBR-3604,NBR-2707,NBR-1704,N41,N32,N31,N21,DN003,DN401,DN214,DN631,DN34,2907,2906,2907,3304,3305,3306,3308 和4005 等。
1993 年,吉林石油化工公司有機合成廠將1條原產(chǎn)SBR 的生產(chǎn)線加以改造,引進日本合成橡膠公司多釜串聯(lián)、低溫乳液聚合生產(chǎn)技術(shù),建成我國第2 套NBR 生產(chǎn)裝置。該裝置在保持原年產(chǎn)8萬t SBR 不變的情況下,年可兼產(chǎn)1 萬t NBR,但多年來未生產(chǎn)產(chǎn)品。
2003 年,臺灣獨資企業(yè)——鎮(zhèn)江南帝化工有限公司建成1 套NBR 生產(chǎn)裝置,年生產(chǎn)能力為1.2 萬t;2005 年該裝置年生產(chǎn)能力擴大到2 萬t,2008 年再擴大到3 萬t,2012 年進一步擴達到5 萬t。該裝置的產(chǎn)品牌號主要有1051,1052,1053,4155,3365,3345,2875,2845,2865,1043N 和1203D 等。
2011 年,浙江寧波順澤橡膠有限公司引進俄羅斯橡膠院技術(shù)建成年產(chǎn)5 萬t 的NBR 生產(chǎn)裝置,產(chǎn)品牌號主要有3355,3345,3365,2880,4150,2860,2865,4155,3340,3350,3355 和3360 等。
2012 年,朗盛-臺灣合成橡膠(南通)化工公司年產(chǎn)3 萬t 的NBR 生產(chǎn)裝置建成投產(chǎn),產(chǎn)品牌號主要有3345C,3370C,3950C,2865C,2840C,3330C,8051C,8051H,8052,8052H,8052L 和8053 等。
2014 年,浙江贊昇新材料有限公司年產(chǎn)2000 t的氫化丁腈橡膠(HNBR)項目建成投產(chǎn)。該項目投產(chǎn)打破了我國HNBR 依賴進口狀況,使我國成為繼日本、德國之后第3 個擁有HNBR 生產(chǎn)技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)的國家。
截至2015 年5 月底,我國NBR 總年生產(chǎn)能力為21.15 萬t。其中,中國石油蘭州石油化工公司是我國最大的NBR 生產(chǎn)企業(yè),年生產(chǎn)能力達到6.95萬t,占我國NBR 總年生產(chǎn)能力的32.86%;其次是浙江寧波順澤橡膠有限公司,年生產(chǎn)能力為5 萬t,占我國NBR 總年生產(chǎn)能力的23.64%。2015 年我國NBR 主要生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)情況如表2 所示[2-3]。
表2 2015年我國NBR主要生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)情況
今后幾年,我國仍將有多家企業(yè)準(zhǔn)備新建或擴建NBR 生產(chǎn)裝置。主要有申華化學(xué)工業(yè)有限公司計劃新建年產(chǎn)3 萬t 的NBR 生產(chǎn)裝置;南京金浦英薩合成橡膠有限公司(江蘇金浦集團和墨西哥Kuosa集團的合資公司,兩公司各持50%股份)將采用英薩公司的先進技術(shù),在南京化工園內(nèi)新建年產(chǎn)6 萬t 的NBR 生產(chǎn)裝置;俄羅斯西伯爾公司與中國石油化工集團公司合作在上海新建年產(chǎn)5 萬t的NBR 生產(chǎn)裝置;藍星石化有限公司天津分公司計劃在天津新建年產(chǎn)4 萬t 的NBR 生產(chǎn)裝置;安徽安慶計劃新建年產(chǎn)3 萬t 的NBR 生產(chǎn)裝置;中國石化齊魯石油化工公司計劃新建NBR 生產(chǎn)裝置。如果這些裝置均能按計劃建設(shè)投產(chǎn),預(yù)計到2018 年,我國NBR 的總年生產(chǎn)能力將達到42 萬t 左右。
根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計,2009 年以前,我國NBR 的進口量逐年增長。2004 年進口量為7.64 萬t,2007 年增長到9.80 萬t,同比增長19.66%。2009 年,我國NBR 進口量達到11.12 萬t,同比增長12.89%,進口量創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄。隨著國內(nèi)生產(chǎn)能力和產(chǎn)量不斷增長,NBR 進口量開始下降。2014 年NBR 進口量為7.42 萬t,同比下降6.07%。在進口的同時,我國NBR 也有少量出口。2004 年我國NBR 出口量為0.02 萬t;2007 年為0.21 萬t;2009 年為0.12萬t,同比下降7.69%;2014 年為0.67 萬t,同比增長26.41%。近幾年我國NBR 進出口情況如表3所示。
表3 近幾年我國NBR的進出口情況
2.3.1 進口國家和地區(qū)
我國NBR 進口主要來自韓國、日本和俄羅斯等國家和地區(qū)。2014 年來自這3 個國家的NBR 進口量為6.06 萬t,占總進口量的81.67%,比2013年的6.63 萬t 降低8.60%。其中,韓國一直是我國第一大NBR 進口來源國家,但近幾年其進口量逐漸減小,2014 年我國來自韓國的NBR 進口量為2.88萬t,占總進口量的38.81%,同比降低8.57%;日本和俄羅斯分別是我國NBR 第二和第三大進口來源國家,來自這2 個國家的NBR 進口量分別占總進口量的25.20%和17.65%,同比分別降低5.08%和13.24%。近幾年我國NBR 主要進口來源國家和地區(qū)進口量如表4 所示。
表4 近幾年我國NBR主要進口來源國家和地區(qū)進口量 萬t
2.3.2 進口貿(mào)易方式
我國NBR 的進口主要以一般貿(mào)易和進料加工貿(mào)易方式為主。2014 年這2 種貿(mào)易方式的NBR 進口量合計達到6.29 萬t,占總進口量的84.77%,比2013 年的6.32 萬t 降低0.47%。其中,一般貿(mào)易方式是最主要的進口貿(mào)易方式,且其進口量呈現(xiàn)不斷增長趨勢,2014 年的進口量為5.15 萬t,占總進口量的69.41%,同比增長1.18%;進料加工貿(mào)易方式的NBR 進口量呈現(xiàn)不斷降低趨勢,2014 年僅為1.14 萬t,占總進口量的15.23%,同比降低8.13%。近幾年我國NBR 主要進口貿(mào)易方式進口量如表5所示。
表5 近幾年我國NBR主要進口貿(mào)易方式進口量 萬t
2.3.3 進口海關(guān)
我國NBR 的進口主要集中在上海、黃埔、天津和青島。2014 年這4 個海關(guān)的NBR 進口量合計達到5.11 萬t,占總進口量的68.87%,比2013 年的5.31 萬t 降低3.77%。其中,上海海關(guān)一直是我國NBR 最大的進口海關(guān),2014 年的NBR 進口量為2.59 萬t,占總進口量的34.91%,同比增長0.39%。2014 年黃埔海關(guān)成為第二大NBR 進口海關(guān),其NBR 進口量為0.95 萬t,占總進口量的12.80%,同比降低3.06%。2013 年天津海關(guān)NBR 進口量超過滿洲里海關(guān),成為第二大NBR 進口海關(guān),但2014 年其NBR 進口量又下降到第3 位,為0.91 萬t,占總進口量的12.26%。青島海關(guān)為2014 年第四大NBR 進口海關(guān),其NBR 進口量為0.66 萬t,占總進口量的8.89%,同比降低4.35%。近幾年我國NBR 主要進口海關(guān)進口量如表6 所示。
表6 近幾年我國NBR主要進口海關(guān)進口量 萬t
2.3.4 進口省市
我國NBR 的進口主要集中在上海市和廣東省,2014年這2個省市的NBR進口量合計達到3.91萬t,占總進口量的52.70%,比2013 年的3.84 萬t 增長約1.82%。自2013 年起,上海市成為我國第一大NBR 進口省市,2014 年的NBR 進口量為2.06 萬t,占總進口量的27.76%,同比增長6.18%;2011—2012 年,廣東省一直是我國NBR 最大的進口省市,2013—2014 年下降為第二大進口省市,2014 年的NBR 進口量為1.85 萬t,占總進口量的24.93%,同比降低2.63%。近幾年我國NBR 的主要進口省市進口量如表7 所示。
表7 近幾年我國NBR主要進口省市進口量 萬t
近年來,我國NBR 的表觀消費量穩(wěn)步增長。2007 年我國NBR 的表觀消費量為13.63 萬t;2012年增長到20.11 萬t;2014 年 為20.45 萬t,同 比降低4.75%。相應(yīng)的NBR 產(chǎn)品自給率2007 年為29.64%,2012 年大幅度增長到60.27%,2014 年為66.99%。近幾年我國NBR 的供需情況如圖1 所示。
圖1 近幾年我國NBR的供需情況
我國NBR 主要應(yīng)用在建材、汽車、航天航空、石油化工、紡織、制鞋以及電線電纜等工業(yè)領(lǐng)域,其中31.9%用于保溫發(fā)泡材料(節(jié)能建筑的墻體保溫材料、管道保溫材料、空調(diào)系統(tǒng)絕熱保溫材料和運動器材把手等),29.8%用于密封制品(機動車輛等的密封件和O 形圈),26.6%用于膠管(主要為耐油、耐腐蝕、耐熱、耐壓的煤礦工程機械液壓膠管和機動車輛輸油管等),3.2%用于運輸帶,3.2%用于改性材料,5.3%用于耐油膠鞋、耐油膠輥、耐油膠板和膠粘劑等。隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,相應(yīng)的汽車零部件產(chǎn)量將不斷增長,加上電線電纜等快速發(fā)展,預(yù)計2018 年我國NBR 的表觀消費量將達到27.5 萬t。
我國NBR 市場價格主要受原材料丁二烯和丙烯腈、下游需求以及進口價格的影響。2012—2014年,由于原材料以及下游產(chǎn)品價格下降,導(dǎo)致我國NBR 的市場價格呈現(xiàn)不斷下降趨勢。2012 年2月NBR 市場價格達到最高27800 元·t-1,此后開始下降,10 月份降至全年最低價格19700 元·t-1。2013 年最高價格為2 月份的20200 元·t-1,最低價格為8月份的15500 元·t-1。2014 年,NBR 價格繼續(xù)在較低位波動,最高價格為12 月份的17860元·t-1,最低價格為1 月份的15800 元·t-1。今后一段時期內(nèi),由于整個原材料及合成橡膠市場行情低迷,我國NBR 市場價格仍將較低位運行。2012—2014 年我國NBR 市場價格變化情況如圖2 所示。
圖2 2012—2014 年我國NBR 市場價格變化情況
(1)在NBR 生產(chǎn)技術(shù)方面,應(yīng)加快現(xiàn)有引進技術(shù)的消化和吸收,進一步完善現(xiàn)有聚合生產(chǎn)技術(shù),研制新型助劑,提高生產(chǎn)自控水平,改進產(chǎn)品質(zhì)量,研究新型廢水處理技術(shù),探索第三單體共聚、與不同聚合物共混、氫化等技術(shù),以提升我國NBR 生產(chǎn)的整體技術(shù)水平。
(2)隨著南京金浦英薩合成橡膠有限公司、申華化學(xué)工業(yè)有限公司等多套新建NBR 裝置的建成投產(chǎn),我國NBR 的生產(chǎn)能力顯著提高,供需矛盾大大緩解,產(chǎn)能甚至還可能出現(xiàn)過剩的局面。因此,新建NBR 生產(chǎn)裝置應(yīng)該慎重,除了市場因素之外,還應(yīng)該著重考慮技術(shù)水平、原材料來源、產(chǎn)品品種等的影響。
(3)調(diào)整NBR 產(chǎn)品結(jié)構(gòu),大力開發(fā)高性能NBR 產(chǎn)品,形成系列化和多元化產(chǎn)品體系,以滿足市場需求,提升企業(yè)的競爭力和創(chuàng)效能力。尤其為應(yīng)對歐盟REACH 法規(guī)、輪胎標(biāo)簽法等對我國出口橡膠產(chǎn)品的環(huán)保要求,應(yīng)積極加大環(huán)保型NBR的開發(fā)力度,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
(4)在滿足下游客戶需求的基礎(chǔ)上,NBR 企業(yè)應(yīng)該積極開拓新市場,增大產(chǎn)品出口量。