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有机硅是一种兼具有机材料和无机材料双重特性的新型高分子合成材料。有机硅材料以其优异的综合性能广泛应用于国防军工、航天航空、电子电气、建筑、机械、冶金、汽车、仪器仪表、纺织、化工、轻工、食品、医药卫生及个人保健等几乎国民经济各个领域,已成为现代科技和日常生活中不可缺少的重要材料。有机硅生产技术复杂,工程化难度大,与之配套的相关行业多,所以有机硅的发展不仅为市场提供了高性能化工新型材料,而且带动了材料、机械制造、自动化仪表以及化工试剂等相关产业的发展。有机硅工业发达与否,是一个国家综合国力的标志之一。制备有机硅材料离不开有机硅单体,而甲基氯硅烷则是最重要也是用量最大的有机硅单体,是整个有机硅工业的基础和支柱。甲基氯硅烷生产流程长,技术难度大,其生产水平和装置规模是衡量一个国家有机硅技术水平的重要依据。鉴于有机硅材料在国民经济中的重要地位,发达国家把有机硅材料作为二十一世纪新材料的重点加以发展,日本把有机硅的开发列为把握二十一世纪高技术产业的关键技术,确定为关系国家大事的“下一代计划”。我国也将有机硅单体列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和经济目录》和《中国高新技术产品目录》,以鼓励国内外投资者投资建设有机硅生产装置,促进我国有机硅工业的发展。
一、国内发展情况
自1941年美国通用电气公司发明直接法合成甲基氯硅烷以来,有机硅材料的生产和应用以惊人的速度发展。二十世纪七十年代末,全球有机硅销售额达22亿美元,年平均增长率达17%;八十年代末,世界有机硅单体年产量已经超过1000kt/a,产品销售额达40亿美元;进入九十年代以后,单体生产转入了一个相对低速的平稳增长期,1998年世界单体产量为1510kt/a,聚硅氧烷的产量755 kt/a,产值73.5亿美元;九十年代后期,世界有机硅市场需求趋于强劲,各大有机硅公司又开始了较大规模的并购和扩张,纷纷扩大生产规模;2002年世界有机硅单体生产能力达2272kt/a,总产量约1600kt,销售额超过80亿美元。预计2005年全球有机硅单体生产能力将达到2500kt,届时全球有机硅市场容量将超过100亿美元。
有机硅与其它行业相比显得较为特殊,单体生产高度集中,而下游产品生产却非常分散。美、日、德、英、法等少数几个发达国家甲基单体生产能力约占世界总能力的93%,世界有机硅市场几乎被他们所垄断。我国有机硅单体的研究开发起步较晚,五十年代末开始直接法合成甲基氯硅烷,七十年代才有小型流化床反应装置,到1998年我国第一套万吨级有机硅单体生产装置才开始正常生产,同年全国甲基单体总产量接近20kt。2002年,全国甲基单体生产厂共有5家,合计生产能力132kt/a,总产量90
kt,标志着我国有机硅单体生产水平有了整体性提高,初步形成了类似国外有机硅单体生产相对集中的格局。
二、市场需求
随着我国科学技术水平的提高,国民经济增长方式逐步由粗放型转变为集约型,各行各业对高性能化工新材料的需求量越来越大。九十年代初,我国有机硅产品消费量折合甲基氯硅烷单体每年仅几千吨,1998年达90kt,2002年已超过150kt。1999年至2002年,国内有机硅单体生产年均增长率为38.8%,同期进口量增长率为23.5%,国内消费量增长速度为26.4%。这说明尽管近年来我国有机硅单体产量有了较大幅度的增加,但仍远远不能满足国内市场对有机硅产品的需求,每年需要进口大量有机硅初级聚合物或产品。预计今后五年内,我国有机硅单体需求量仍将以每年10%~15%的速度增长,到2010年达到775kt/a,如果国产品占有率按60%计,开工率以90%计,则届时国内单体产能应接近520kt/a。
三、技术来源
中蓝晨光化工研究院是我国最早从事有机硅单体及后加工研究的单位,拥有国内外知名的有机硅专家和大批经验丰富的科研人员,从单体到聚合物,从基础研究到应用研究,从工艺开发到专用设备开发,研究内容几乎涉及有机硅行业的各个领域,取得了一百多项项科研成果和专利技术。晨光化工研究院开发的甲基氯硅烷单体技术已成功用于江西星火化工厂和浙江新安化工集团万吨级有机硅单体生产装置的建设,与单体技术配套的我院自行研制生产的合成甲基氯硅烷专用催化剂也在国内主要有机硅单体生产厂得到了很好地应用,取得了较好的经济效益和社会效益。由我院设计的流化床反应器并提供技术服务的浙江新安化工集团万吨级有机硅单体生产装置于2001年4月一次试车成功,各项技术经济指标均达到或超过合同要求,取得了令人满意的结果。
四、基本生产情况
合成甲基氯硅烷单体所需的主要原料有硅粉,氯甲烷和铜催化剂。生产过程由硅粉加工、氯甲烷合成、单体合成、单体精馏、水裂解等单元组成,主要产品为二甲基硅氧烷环体(DMC或D4),此外还有少量六甲基二硅氧烷、甲基三氯硅烷、含氢单体等,都是有用的化工原料可以出售。此外,硅矿石的主要产地即在我省雅安等地,浙江等地的有机硅单体生产厂家都来川采购原料;而另一主要原料天然气甲醇在泸州等地也有相当大的产量。因此,在省内建一家有机硅单体生产厂,针对西部这一巨大的市场,通过单体生产带动整个有机硅材料在西部的发展,不仅是市场的需要,亦具备地利之便。
五、基本工艺流程与投资情况
基本工艺流程与投资情况,略。
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