石油和化学工业是国民经济的支柱产业,在国家经济发展中起着举足轻重的作用。长期以来,污染一直是困扰化学工业的致命问题,它阻碍着化学工业的健康发展。在我国,由于传统的以大量消耗资源、粗放经营为特征的发展模式,加之产业结构不尽理,科学技术和管理水平较为落后,使我国的生态环境和资像受到严重污染和破坏,且近年来呈现恶化之势而绿色化工是防止环境污染的一种理想方法,是从源头上解决污染问题。《中国制造 2025》绿色制造工程 “2020 年,建成千家绿色示范工厂和百家绿色示范园区,部分重点化工行业能源资源消耗出现拐点,重点行业主要污染物排放强度下降 20%。到 2025 年,制造业绿色发展和主要产品单耗达到世界先进水平,绿色制造体系基本建立”的战略目标。绿色化工是实现化工污染防治的基础与重要工具,是具有产业革命性的化工科技战略,具有重大的环境、经济和社会意义。
“十二五”期间,我国氯碱行业发展迅速。烧碱和聚氯乙烯产能、产量继续稳居世界首位,已成为名副其实的氯碱生产大国。“十三五”时期对我国氯碱行业而言是一个机遇与挑战并存的重要时期,氯碱行业进入了去产能、调结构、促升级的发展关键期。氯碱产业由单纯扩大产能的粗放型发展向精细化、高附加值和节约资源、环境友好型发展转变。以创新为驱动提升行业发展质量,由氯碱生产大国向生产强国跨越的关键时期。
近年来,氯碱业内诸多企业通过转型升级开始涉足绿色产业,以谋求新发展。而作为氯碱行业领先企业,新疆天业、鸿达兴业、内蒙亿利是比较早期转型绿色发展的氯碱企业,他们在做好传统化工产品生产的同时,并以“绿色发展,创新驱动”的“绿色创新”模式助推企业的转型升级,实现公司经济效益的提升,创造新的利润增长点。
氯碱工业是以盐和电为原料生产烧碱、氯气、氢气的基础原材料工业,由于氯气有毒有害,且难以储存和运输,因此氯碱平衡一直是困扰氯碱企业健康发展的难题。
目前我国仍以无机氯产品为主,无机氯产品耗氯占 53%,有机氯产品耗氯 39%左右,含氯农药耗氯占 8%左右。产品结构不合理,低档产品多,高档产品少;而世界发达国家均以有机氯产品为主,有机氯产品耗氯量达 70%以上,且产品品种多、质量好,已形成精细化、专用化、系列化、名牌化。因此,提高氯碱工业综合经济效益的重要途径是提高有机氯产品的比重。氯碱行业《十三五发展规划》,开展“以氯碱为龙头”的氯资源高效获取和高值化利用、氯碱生产过程清洁技术的研究开发的战略部署。
截至目前,中国氯碱企业主要生产 200 余种氯产品,除占比最大的 PVC 外,还形成了氯化聚合物、光气系列、氯代芳烃系列及精细化学品等十余个大系列,产品链向氯的精细化工和新材料领域延伸。
氯化高聚物主要包括:氯化聚氯乙烯(CPVC)、氯化聚乙烯(CPE),氯化聚丙烯(CPP),三者的生产技术的具有共性。以 CPVC的生产为例,CPVC 作为 PVC 树脂氯化改性的重要产品,是一种前景广阔的高性能新型工程材料。每生产 1 吨 CPVC 需要同时消耗过剩的 PVC 0.75 吨和氯气 0.7 吨,同时 CPVC 产品的价格在 12000 元/吨~15000 元/吨,每吨净利润约为 4500 元/吨~7500 元/吨,经济效益好,为氯碱企业的调结构转方式和产品优化升级提供了巨大的潜力和空间。
传统主流氯化高聚物生产工艺为水相法,在该生产工艺条件下,每生产 1 吨氯化高聚物,需要约 20~30 吨的水资源作为中间介质,同时副产携带大量盐酸和残余引发耦合物和助剂的废水,1 吨氯化高聚物废水处理费用高达 1000 元以上,给企业经营造成沉重的负担。同时废水经处理后又产生高含盐废水需要排放,给地方政府的环境和谐发展带来沉重的负担。
采用气固相法生产氯化高聚物,具有工艺流程短、操作简单,无水资源消耗及污染物的排放,成本与耗能较低等优势,已得到行业的广泛关注。气固相法合成 CPVC 技术虽然是公认的绿色技术,但由于技术难度大,目前世界上只有法国阿克玛公司实现了气固相法合成CPVC 产业化。因此,开发气固相法生产的清洁、高效新工艺对地方氯碱化工业的可持续发展意义重大。
由于氯化高聚物市场还缺乏一个行业标准/国家标准进行监督和管理,因此部分生产单位采用不合格的树脂进行管道、电线、电缆等生产,生产出来的产品合格率降低,给安全生产和安全生活都带来一定的威胁。因此制定气固相法氯化高聚物树脂评价标准,不仅促进了该行业的发展,而且对行业的规范与成熟提供了提供了必要的依据。