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氯堿的生產(chǎn)工藝及行業(yè)發(fā)展概況的資金申請(qǐng)(立項(xiàng)申請(qǐng))

網(wǎng)址:www.jiuaninvest.com 來(lái)源:資金申請(qǐng)報(bào)告范文發(fā)布時(shí)間:2019-04-23 10:50:34

第一節(jié) 氯堿的簡(jiǎn)介

氯堿,即氯堿工業(yè),也指使用飽和食鹽水制氯氣氫氣燒堿的方法。工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來(lái)制取NaOH、Cl2和H2,并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品,稱為氯堿工業(yè)。氯堿工業(yè)是最基本的化學(xué)工業(yè)之一,它的產(chǎn)品除應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)本身外,還廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)、紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)以及公用事業(yè)。(資金申請(qǐng))

第二節(jié) 氯堿的生產(chǎn)工藝

由電解食鹽水溶液制取燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)生產(chǎn),是重要的基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)之一。我國(guó)的氯堿工業(yè)主要采用兩種生產(chǎn)工藝。

1.隔膜法

隔膜電解法以多孔隔膜將陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)分隔,避免了兩極產(chǎn)物的混合。隔膜電解法的原理如圖2所示。飽和鹽水由陽(yáng)極區(qū)加入,陰極區(qū)生成的堿及未分解的鹽水則不斷流出。通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)鹽水流量,可使陽(yáng)極區(qū)液面高于陰極區(qū)液面,從而產(chǎn)生一定的靜壓差,使陽(yáng)極液透過(guò)隔膜流向陰極室,其流向恰與陰極區(qū)OH一向陽(yáng)極區(qū)的電遷及擴(kuò)散方向相反,從而大大減少進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)的OH一數(shù)量,抑制析氧反應(yīng)及其他副反應(yīng)的發(fā)生,陽(yáng)極效率提高到90%以上。而陰極區(qū)由于OH一流失減少,堿液質(zhì)量濃度可提高到100~140g/L。

氯化鈉溶液存在以下兩種電離方程:

NaCl =Na+ + Cl-

H2O= (可逆)H+ + OH-

所以,食鹽水中含有Na+ 、H+ 、Cl- 和OH- 四種離子。當(dāng)接通電源后,在電場(chǎng)的作用下,帶負(fù)電的Cl-和 OH- 移向陽(yáng)極,帶正電的Na+和H+移向陰極,在這種條件下,電極上發(fā)生如下反應(yīng):

在陽(yáng)極 2Cl - - 2e= Cl 2 ↑

在陰極 2H + + 2e=H 2 ↑

即在陽(yáng)極室放出 Cl 2 ,陰極室放出 H 2。由于陰極上有隔膜,而且陽(yáng)極室的液位比陰極室高,所以可以阻止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引起爆炸。由于H+不斷放電,破壞了水的電離平衡,促使水不斷電離,造成溶液中 OH - 的富集。這樣在陰極室就形成了NaOH溶液,它從陰極室底部流出。電解食鹽水的總反應(yīng)可以表示如下:

2NaCl+2H2O= 2NaOH+H 2 ↑+ Cl 2 ↑

用這種方法生產(chǎn)的堿液比較稀,其中含有多量未電解的NaCl,需要經(jīng)過(guò)分離、濃縮,才能得到固態(tài)NaOH。

以上這種石棉隔膜由于電耗高,污染嚴(yán)重,現(xiàn)在已被氯堿 行業(yè) 摒棄,代之以新型的離子交換膜,介紹如下:

2、離子交換膜法

在這種電解槽中,用陽(yáng)離子交換膜把陽(yáng)極室和陰極室隔開(kāi)。陽(yáng)離子交換膜跟石棉絨膜不同,它具有選擇透過(guò)性。它只讓Na + 帶著少量水分子透過(guò),其它離子難以透過(guò)。電解時(shí)從電解槽的下部往陽(yáng)極室注入經(jīng)過(guò)嚴(yán)格精制的 NaCl溶液,往陰極室注入水。在陽(yáng)極室中Cl - 放電,生成 C1 2 ,從電解槽頂部放出,同時(shí) Na + 帶著少量水分子透過(guò)陽(yáng)離子交換膜流向陰極室。在陰極室中 H + 放電,生成 H 2 ,也從電解槽頂部放出。但是剩余的 OH - 由于受陽(yáng)離子交換膜的阻隔,不能移向陽(yáng)極室,這樣就在陰極室里逐漸富集,形成了 NaOH溶液。隨著電解的進(jìn)行,不斷往陽(yáng)極室里注入精制食鹽水,以補(bǔ)充NaCl的消耗;不斷往陰極室里注入水,以補(bǔ)充水的消耗和調(diào)節(jié)產(chǎn)品NaOH的濃度。所得的堿液從陰極室上部導(dǎo)出。因?yàn)殛?yáng)離子交換膜能阻止Cl - 通過(guò),所以陰極室生成的NaOH溶液中含NaCl雜質(zhì)很少。用這種方法制得的產(chǎn)品比用隔膜法電解生產(chǎn)的產(chǎn)品濃度大,純度高,而且能耗也低,所以它是目前最先進(jìn)的生產(chǎn)氯堿的工藝。

第三節(jié) 氯堿 行業(yè) 發(fā)展概況及價(jià)格走勢(shì) 分析

氯堿平衡是氯堿 行業(yè) 逃不過(guò)的一個(gè)話題,燒堿和氯氣是由電解食鹽水獲得,兩個(gè)產(chǎn)品相伴而生,每噸堿固定產(chǎn) 0.88 噸的氯。而 PVC 是主要的耗氯產(chǎn)品,氯堿平衡的關(guān)注焦點(diǎn)主要在于燒堿和 PVC 行業(yè) 兩個(gè)方面,PVC 的 行業(yè) 情況我們此前已經(jīng)介紹過(guò)了,這里不再贅述。燒堿同樣作為我國(guó)重要的基礎(chǔ)化工原料,目前 行業(yè) 共有廠家 158 家,產(chǎn)能 3945 萬(wàn)噸,占全球產(chǎn)能的 43%。中國(guó)主要的燒堿產(chǎn)能分布在山東,占全國(guó)的 26.6%。燒堿的下游主要有氧化鋁、造紙、印染、化纖等 行業(yè) 。其中氧化鋁 行業(yè) 占比達(dá)到 1/3。

通常而言,燒堿價(jià)格和 PVC價(jià)格存在一定的蹺蹺板效應(yīng),燒堿好的時(shí)候,PVC 就差,燒堿差的時(shí)候,PVC 就好。我國(guó)氯堿 行業(yè) 的定產(chǎn)策略也隨著 PVC 行業(yè) 規(guī)模的擴(kuò)張,從 90年代的以堿定氯逐漸過(guò)渡到以氯定堿。一般來(lái)說(shuō)西北的大型氯堿廠以生產(chǎn) PVC 為主,燒堿則是副產(chǎn)品。但是依然存在部分廠家,以上海氯堿化工廠和山東地區(qū)配套氧化鋁產(chǎn)業(yè)的氯堿廠為代表,依然采用以堿定氯的模式。氯作為副產(chǎn)物,用來(lái)生產(chǎn) PVC、漂白水、鹽酸。在燒堿的需求旺季,過(guò)剩的氯無(wú)法消化,由于液氯不易儲(chǔ)存,在下游拿貨不積極的情況下,就會(huì)出現(xiàn)液氯以 1 元/噸的價(jià)格出售,甚至是倒貼出售,倒貼最高價(jià)甚至達(dá)到800 元/噸。即出現(xiàn)以堿補(bǔ)氯的情況。目前我國(guó)山東地區(qū)有燒堿產(chǎn)能 1000 多萬(wàn)噸,配套的PVC 產(chǎn)能 301 萬(wàn)噸,在氧化鋁和燒堿的旺季,廠家為了消化多余的氯,也會(huì)向市場(chǎng)投放相當(dāng)數(shù)量的 PVC,這部分產(chǎn)能一定程度上壓制了 PVC 的價(jià)格。

上一輪以堿補(bǔ)氯。歷史上上一輪以堿補(bǔ)氯發(fā)生在 2011-2012 年,彼時(shí),受日本地震及國(guó)內(nèi)能源價(jià)格上漲的影響,國(guó)內(nèi)氯堿 行業(yè) 整體供需格局發(fā)生了較大改變。燒堿價(jià)格因貨源緊俏而快速上行,華北地區(qū)32%離子膜燒堿價(jià)格在 2010 年底 400 元上漲至 600 元,而2011年 3 月的日本大地震將燒堿價(jià)格中樞繼續(xù)上推,在2012 年高點(diǎn)達(dá)到 840 元/噸,景氣周期長(zhǎng)達(dá) 2 年之久。與之相反的也是液氯市場(chǎng)因供給過(guò)剩和需求不振帶來(lái)的的低迷,價(jià)格從2010 年四季度的 2000 元/噸下跌至 2012 年中的 300 元/噸。

以堿補(bǔ)氯重現(xiàn)。16 年下半年氧化鋁、化纖等 行業(yè) 表現(xiàn)良好,接貨積極性較高,造紙及印染企業(yè)在下半年起也存在一定盈利空間。氧化鋁 行業(yè) 是燒堿 行業(yè) 的主要下游消費(fèi)領(lǐng)域,下半年起上漲明顯,其中主產(chǎn)區(qū)山東地區(qū)氧化鋁價(jià)格由年初的1650元/噸左右上漲至2017年 1 月份的 2950 元/噸, 行業(yè) 的開(kāi)工負(fù)荷處于相對(duì)高位,對(duì)燒堿價(jià)格的上漲起到最為直接的支撐。雖然到 17 年 5 月份目前氧化鋁價(jià)格回落在 2600 左右,但產(chǎn)量顯示,截止 2017年 5 月,全國(guó)氧化鋁產(chǎn)量 3721.75 萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng) 19.7%。產(chǎn)量保持高增長(zhǎng),對(duì)燒堿價(jià)格提供強(qiáng)力支撐。

16 年 9 月,燒堿率先提價(jià),華東地區(qū) 96%片堿中間價(jià)從 2550 元/噸上調(diào)至 3500 元/噸,漲幅達(dá)到 37%。實(shí)際上以堿補(bǔ)氯的行情從那時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始,但是四季度在運(yùn)力局限的情況下,PVC 現(xiàn)貨價(jià)格飆漲至觸及 9000 元,出現(xiàn)了難得的堿氯兩旺的局面。PVC 的價(jià)格在高點(diǎn)并沒(méi)有持續(xù)太久就下滑至 6000 元線,而燒堿的景氣行情則一直持續(xù),在 5 月份還一度上漲至 4400 元/噸。在此價(jià)格下,每噸燒堿盈利可以高達(dá) 2000 元。以堿補(bǔ)氯的情況再度出現(xiàn)。

堿雖然強(qiáng),但氯并不弱:雖然燒堿強(qiáng)勢(shì)高位運(yùn)行,但是值得說(shuō)明的是,今年的 PVC 并不差。一方面是 PVC 開(kāi)工率的高企,另一方面,上半年 PVC 價(jià)格中樞在 6000 元/噸左右,相比去年上半年的 5200 元/噸提高了 800 元,而價(jià)差方面,當(dāng)前 PVC-電石價(jià)差比去年年中上浮了 734 元,雖然不及去年年末的高點(diǎn),但是在當(dāng)前位置 PVC 企業(yè)盈利還是相當(dāng)明顯。

電解鋁 行業(yè) 停復(fù)產(chǎn)成本較高,限產(chǎn)影響可能超預(yù)期。電解槽一旦停產(chǎn),復(fù)產(chǎn)需要 3~4 個(gè)月的準(zhǔn)備時(shí)間,且需要 800~1000 元/噸產(chǎn)能的重啟成本,若四季度取暖限產(chǎn)政策執(zhí)行,則對(duì)電解鋁的實(shí)際影響時(shí)間可能超過(guò)7個(gè)月,屆時(shí),隨著燒堿的下行,PVC供給有所減少,價(jià)格將得到支撐,本輪堿氯失衡可能得到緩解。而燒堿價(jià)格下行, 對(duì)以堿定氯的企業(yè)影響較大,對(duì)于西北地區(qū)以氯定堿的企業(yè)而言,影響次之。


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