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我国橡胶助剂工业走清洁生产发展之路

浏览次数: 日期:2015-10-29 08:30:17

橡胶助剂是在加工成具备优良弹性和使用性能的橡胶制品过程中必须添加的一系列精细化工产品的总称,包括硫化和硫化活性剂、促进剂、防老剂、加工型助剂和特种功能性助剂五大类数百个品种产品,是橡胶工业不可缺少的重要原材料。中国橡胶助剂工业从无到有,从小到大,从弱到强,走过了一段不平凡的发展之路。目前,我国已成为世界橡胶助剂工业的中心。

  从无到有,从弱到强

  中国橡胶工业起步于1915年广东兄弟塑胶公司,但当时中国的橡胶助剂全部依赖进口。1952年,南京化工厂和沈阳新生化工厂受命率先开发了防老剂AD、促进剂M,尽管当年产量仅38吨,但却开创了我国橡胶助剂工业的新纪元,结束了全部依赖进口的局面,相继建成的兰州有机化工厂和四川染料厂等逐步形成了当时橡胶助剂的四大家族

1970年,我国橡胶助剂产量1.2万吨,主要是防老剂和促进剂产品。一批科研院所逐步投入了橡胶助剂的开发,特别是山西省太原化工研究所、北京橡胶工业研究设计院和西北橡胶工业研究设计院等相继开发了多品种产品,为我国橡胶助剂的发展打下了良好基础。

1985年,我国橡胶助剂产量仍只有2万余吨,大部分产品需要进口。此后,由原化工部组织全国橡胶助剂行业的研究院所和原材料生产企业约50余个单位进行科技攻关,部分项目还列入了国家科技攻关项目。约5年时间完成了21大类68个橡胶助剂产品的科技开发,至1992年建成27条新产品的中试线,当时橡胶助剂产量达3.3万吨,并根据需求逐步扩大产业化规模。随着加工型橡胶助剂的开发形成气候,至1995年,我国橡胶助剂生产能力已达10万吨,产量超过6万吨,除特殊品种外基本实现自给。

2000年,我国橡胶助剂总生产能力15万吨,产量11万吨,产品品种200余个,取得了持续稳定的增长,基本形成完整的体系。子午线轮胎原材料国产化是我国橡胶助剂工业发展史上的光辉篇章,期间曾有4个项目获得国家科技进步奖,分别是不溶性硫黄IS系列产品、钴盐粘合增进剂、增粘树脂和硅烷偶联剂Si69生产技术。项目完成后,原化工部发布了《关于表彰子午线轮胎国产化工作先进单位和先进个人的通报》,其中25先进单位62子午线轮胎原材料国产化工作先进个人载入史册。

2001626日,中国橡胶工业协会橡胶助剂专业委员会在杭州成立,56家会员单位成为首批会员。橡胶助剂专委会在成立之初就提出大力推进橡胶助剂清洁生产,并在实践过程中逐步形成了行业的发展方针:坚持科技进步,以环保、安全、节能为中心发展绿色化工,突破关键技术,打造世界橡胶助剂工业强国。

  此后,我国橡胶助剂行业发展进入了快车道,产量由2001年的10余万吨至2013年突破百万吨,占全球产量70%以上。目前,我国促进剂TBBSCBS、防老剂6PPDTMQ、防焦剂CTP等主要产品产量均为世界第一,行业集中度也有了很大提高。2014年产量113万吨,前两名企业销售额突破20亿元,5亿元以上8家大型企业的产品集中度已达70%,行业集中度的提高大大提升了国外橡胶加工企业对中国橡胶助剂的信任度和依赖度。

  清洁生产是永恒主题

  清洁生产概念于1992年联合国环境与发展大会列入“21世纪议程,大会指出清洁生产是指将具体防预的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以增加生态效率和减少人类及环境的风险。橡胶助剂属精细化工领域,主要原材料为苯、苯胺、二硫化碳、酚、醛及其衍生物等,从原料构成可见橡胶助剂清洁生产的重要性,其清洁生产主要应包括产品结构、工艺和三废治理等方面。

  一方面,行业积极调整产品结构,替代有毒有害产品。由于亚硝胺的致癌问题涉及多个橡胶助剂产品,因此仲胺类促进剂成为调整的重点,其中促进剂NOBS由于产量大、危害重,被列为重中之重,其代替产品为促进剂NS.2005年,科技部将万吨级促进剂NS生产技术列入国家科技支撑计划。2006年促进剂NS产品由几千吨增长至2.5万吨,2007年达4.2万吨,全面满足了行业替代促进剂NOBS的需求,并有出口。其他会产生亚硝胺的产品的替代品如促进剂TBzTDDTDC等产品均已开发成功,基本上解决了亚硝胺致癌产品的替代问题。2008年促进剂NOBS和含β-萘胺的防老剂D被国家环保部列入高污染、高环境风险产品目录,从法规上予以制约生产,其他有毒有有害产品的替代也不断取得成效。目前,我国橡胶助剂产品的绿色化率已达92%以上,主要助剂企业的产品都符合欧盟REACH法规的要求,为下游企业提供了安全可靠的助剂产品,保障了使用者的健康。

  另一方面,大力开发清洁生产技术,从源头杜绝污染。清洁生产工艺路线的开发和实施是确保助剂生产过程绿色环保的重要措施,我国橡胶助剂行业通过清洁生产带动了全行业的发展,并逐步引领中国橡胶助剂走向世界。

  多年来,橡胶助剂行业先后承担了国家科技攻关项目、国家产业化项目、国家科技支撑计划项目、国家“863”项目、国家中小企业创新基金项目等百余项,有力地推动了橡胶助剂工业的技术进步。20074月国家科技部批准组建了以阳谷华泰化工公司为依托单位的国家橡胶助剂工程技术研究中心,为行业创建了科技创新平台,对推动行业科技进步和清洁生产发挥了重要作用。自1985年国家级科学技术进步奖设立以来,橡胶助剂行业获得了6项国家奖励项目和百余项省部级科技成果。

  其中,子午线轮胎原材料国产化项目硅烷偶联剂(Si69)的全封闭清洁工艺的成功使我国成为橡胶偶联剂前三位的生产大国;对苯二胺类防老剂中间体RT-培司清洁生产技术使我国大品种防老剂6PPD生产处于国际领先地位,并取得了美国“337调查案的全胜,捍卫了自主知识产权;精制促进剂M的万吨级溶剂法生产路线替代传统的酸碱法精制路线(1吨产成品会产生30吨左右的废水),基本实现废水零排放,该技术通过中国石油和化学工业联合会的技术成果鉴定,达到国际领先水平。

  中国橡胶助剂的清洁生产总体水平已站在世界前列,但与新环保法要求相比仍有诸多不足。清洁生产工艺虽然取得多项重要成果,但离全面推广应用仍存距离,需加大推广力度;清洁生产技术投入的资金明显不足;部分中小企业对新环保法尚存侥幸心理,导致市场出现不公平竞争,这种状况亟待通过行业自律得以解决。

  总之,中国橡胶助剂工业的发展源自于绿色环保、清洁生产,它们的持续发展仍然需要坚持科技进步,坚持清洁生产,清洁生产是橡胶助剂工业发展的永恒主题。

  智能化和微反应热潮掀起

20144月,橡胶助剂行业将自动化、智能化作为一个新的起点,组织行业专家和大型企业学习南京曙光化工集团建设智能工厂的经验,提出以人均销售额、人均利润、吨产品的动力消耗为新的目标。从现在到十三五末,橡胶助剂产量和销售额增加率将保持在7%以上,龙头骨干大企业将达到8%以上,前10名大型企业的产业集中度达70%~80%.人均销售额由目前80万元增至100~150万元,通过技术创新、清洁生产技术的推广,实现吨产品能耗降低30%,产品绿色化率达95%以上。目前大型企业基本实现中控自动化生产工艺,并不断由间歇式生产向连续化生产过渡。

  上世纪90年代开创的微化工反应技术是当今精细化工、制药等行业最具创新的技术之一。与传统的间歇式反应釜生产工艺完全不同,微反应技术是在微米级的通道式反应器内进行撞击流化学反应。由于反应容器空间非常微小,物料通过碰撞混合非常均匀,接触反应完全,成功解决了传统工艺易爆炸和反应不彻底等技术难题。将精细化工研发过程中低效的、间歇的合成工艺转变为像石油化工那样的可控的、连续流的工艺,实现了化工过程节能降耗、化工系统微型化和绿色化,并提高了过程安全性,反应时间可从几小时缩短到几十秒,充分展示了微化工技术激动人心的一面。

  微反应器开启了高效精细化工时代,对传统化工装置而言是革命性的颠覆。国际上康宁公司、拜耳公司已实现了产业化先例,我国自2001年开始已有众多生产线逐步投入运行。在该技术领域我国与世界同步。预计未来5~10年,微化工反应技术将会在精细化工、纳米材料等领域率先得到推广。我国橡胶助剂行业特别是促进剂行业大多是传统的间歇式生产,微化工反应技术的开发和应用具有十分重要的意义。

  未来五年将是中国橡胶助剂行业向新的目标攀登的五年,行业应继续坚持科技进步,以环保、安全、节能和智能化建设为中心发展绿色化工,逐步开创微化工反应技术,争取生产工艺取得重大突破。

  让我们用中国民族化学工业之父范旭东先生的话作为本文的结束语:我们每个人生活在现代,都应该为国家做一番事业,不单是为了我们这个团体,应当扩大到我们的国家……希望团体同仁,准备更新的任务,建立更新的事业,把眼光放大点,不以我们过去小小的荣誉为满足,我们应该不辜负已往的一点历史,去创造,去发扬更新的未来。

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