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国内外聚碳酸酯市场发展情况
高利平,中国化工信息中心咨询事业部
聚碳酸酯(PC)是一种线型聚合物,可分为脂肪族、脂肪-芳香族、芳香族3种类型。在实验室里虽已合成出了许多种类的PC,但是到目前为止,大规模工业化生产的PC品种仍以双酚A型为主,因此,我们一般所说的PC为双酚A型PC。PC无味、无臭、无毒,是一种综合性能优良的热塑性工程塑料。PC具有一定的耐化学腐蚀性,室温下耐无机和有机稀酸溶液、食盐溶液和饱和的溴化钾溶液,耐脂肪烃、环烷烃及大多数醇类和油类;PC溶于二氯甲烷、间甲酚、环己酮、吡啶和二甲基甲酰胺;在乙酸乙酯、四氢呋喃和苯中只能溶胀;可与其他树脂共混形成PC共混物或PC合金,改善其抗溶剂性和耐磨性;PC具有突出的抗冲击、耐蠕变性能,较高的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和刚性,并具有较高的耐热性和耐寒性,可在-100~140℃温度范围内使用。PC的电性能优良,吸水率低,透光性好,可见光的透过率可达90%,是五大通用工程塑料中唯一具有良好透明性的品种,广泛应用于电子电器、数据载体、汽车部件、医疗设备、建筑、纺织和包装等领域。
1. 生产工艺
PC工业化生产方法有溶液光气法、界面缩聚光气法、酯交换熔融缩聚法、非光气酯交换熔融缩聚法4种。前3种为光气法,第4种为非光气法。目前,世界上约80%左右的PC采用界面缩聚光气法生产;其次是非光气法;传统酯交换熔融缩聚法工业化装置较少;溶液光气法基本被淘汰。
(1)界面缩聚光气法
界面缩聚光气法是目前工业上应用最为广泛的工艺。双酚A首先与氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐;然后加入二氯甲烷,通入光气,使物料在界面上聚合,生成低分子量PC,然后经缩聚、分离得到高分子量PC。主要的专利商有
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SABIC、拜耳、日本三菱化学、日本帝人、斯泰隆公司(Styron,原为Dow化学的合成树脂子公司,2010以16.3亿美元出售给Bain Capital Partners公司)。
(2)非光气酯交换熔融缩聚法
该法是在酯交换熔融缩聚法工艺的基础上开发成功的,因工艺过程中彻底不使用光气,又称“全非光法”。该工艺分为两步:首先,以甲醇羰基化法或碳酸乙烯酯(或碳酸丙烯酯)与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯(DMC);其次,苯酚和DMC反应生成甲基苯基碳酸酯(MPC),MPC和苯酚进一步反应生成碳酸二苯酯(DPC),同时MPC发生歧化反应也生成DPC;然后DPC在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。非光气法主要的专利商有SABIC和日本旭化成,各公司技术的主要区别在于制备原料DPC的路线不同。
(3)酯交换熔融缩聚法
酯交换熔融缩聚法简称酯交换法,又称本体聚合法,是一种间接光气法工艺。该工艺分为两步:苯酚经光气法反应生成DPC;然后在高温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A进行酯交换反应,生成低聚物;再进一步缩聚制得PC产品。主要专利商有拜耳和日本三菱公司。
(4)溶液光气法
以光气和双酚A为原料,在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行缩聚,得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品。
2.. 全球市场供需概况
(1)供应
2013年世界PC生产能力将近500万吨/年,产量不到400万吨;开工率为
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78%,目前全球PC产能已出现过剩趋势。2013年,全球PC最大的生产地区为亚洲地区,产能占全球总产能约50%;其次是西欧地区、北美地区。
目前,世界PC工业的发展呈现以下几个特点:一是生产更加集中和垄断,拜耳、SABIC、Styron、日本帝人以及三菱集团等公司控制着世界PC的生产与市场;二是亚洲发展迅速,中国、印度等国家和地区需求的不断增加,导致世界著名PC生产商均纷纷到亚洲投资建厂,亚洲已经成为世界PC生产发展的中心;三是生产朝着绿色环保方向发展,PC合金等新产品不断涌现。
未来5年,预计全球新增产能主要来自中国,因此,随着中国大量新建PC产能的投产,全球PC产能将进一步增长,将令全球供应过剩。
(2)需求
2013年全球PC市场仍显疲软,消费量在350万吨以上,同比增长约1.5%。主要的消费国家和地区有中国、美国、西欧和日本,4个地区消费量约占全球消费总量的将近70%。主要消费领域有电子电器、板材、交通领域、光盘、日用品、包装等领域。
2014年,北美和西欧地区的建筑和汽车市场正在复苏,刺激该地区的PC需求增长,全球PC业务正在慢慢恢复元气。北美主要的PC终端市场强劲复苏,其需求将获得巨大的增长动力。汽车市场占据北美PC需求26%的市场份额,而当前北美地区的汽车销售量正在攀升。此外,占据北美PC市场34%份额的建筑市场的前景也被业界看好。美国住宅销售量正在不断攀升,将推动电子电器和家用电器需求增长。2014年,西欧经济的逐步复苏将支持大多数下游领域需求增长,PC多数下游市场的需求也正在复苏,预计PC需求将逐步增长。随着发达国
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家及地区PC市场的复苏,预计未来5年全球PC需求将稳定增长。
3. 国内供应状况
中国PC的研制始于1958年,并于1965年实现工业化生产。先后有上海天原集团申聚化工厂、江苏常隆化工有限公司、重庆长风化工厂等从事生产,产品大部分自用。但由于装置规模小、技术水平落后、产品质量差、生产成本高,产品竞争力低,无法与国外产品相抗衡,这些企业装置目前均已关闭。
2005年之后,中国掀起PC的投资热潮。世界级PC生产商帝人和拜耳先后在中国投资建厂。2005年,帝人化成在浙江嘉兴独资建立了帝人聚碳酸酯有限公司,并投产5万吨/年生产装置,之后不断扩建,到2013年总产能达到14.7万吨/年。2006年11月,拜耳(上海)聚合物有限公司的10万吨/年PC项目建成投产,其第2套10万吨/年装置于2008年12月建成投产。
日本三菱化学在中国投资两个PC项目均于2012年投产。首先,中国石化与日本三菱化学公司合资新建了6万吨/年PC项目;第二个项目是日本三菱化学在上海独资成立的菱优工程塑料(上海)有限公司投资兴建8万吨/年项目。
截至2013年,中国PC产能为48.7万吨/年,产量约为20多万吨,受市场、技术和生产装置等因素,国内PC的开工率长期在50%左右波动。中国PC生产全部集中在外资和合资企业手中。
表1 2013年中国PC树脂主要生产企业 序号 1 2 3 .
公司名称 中石化三菱化学聚碳酸酯(北京)有限公司 拜耳(上海)聚合物有限公司 帝人聚碳酸酯有限公司 产能/(万t/a) 6.0 20.0 14.7 .
4 菱优工程塑料(上海)有限公司 8.0 48.7
受国内PC强大需求的刺激和吸引,以及国家政策扶持和技术的深入探索,我国PC新建拟建项目较多。截至2014年6月,国内PC新建拟建项目主要有8个,预计未来5年我国PC将进入产能集中爆发期。
2002-2013年我国PC树脂生产状况及未来5年预测见图1。
万t/a,万t160 产能产量开工率100?`@ 0 120 100 80 60 40 20 0 2002200320042005200620072008200920102011201220132014E2018E0%
图1 2002-2013年我国PC树脂生产状况及未来5年预测
4. 国内进口状况
近年来,我国PC的进口量居高不下,而且逐年增长。2002年,我国PC进出口量为41.5万吨,2007年达到102.1万吨,2012年,达到137.5万吨。2013年随着消费量增长速度的放缓,进口量仅小幅增长,达到137.9万吨,同比增长仅0.4万吨。
我国PC最大进口来源地为韩国,进口量为31.4万吨,占总进口量的22.7%。其次为台湾省,进口量为23.4万吨,占总进口量的17.0%。之后依次为泰国、中国、美国、日本、沙特、新加波和荷兰等。与2012年相比,韩国和台湾省的进口量均有小幅增长。
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