陳鴻昌
(全國無機氟化物協(xié)會,天津 300131)
氟化工
含氟特種氣體及電子化學(xué)品市場與競爭力分析(續(xù)完)
陳鴻昌
(全國無機氟化物協(xié)會,天津 300131)
介紹了屬于高端無機氟精細品的部分含氟特種氣體及電子化學(xué)品三氟化氮、五氟化磷、六氟磷酸鋰等,這些產(chǎn)品大多用于電子、新材料、航空航天等高新領(lǐng)域,普遍具有技術(shù)含量、產(chǎn)品附加值較高的特點,在國民經(jīng)濟中占有重要地位。敘述了產(chǎn)品性能、生產(chǎn)方法、用途、國內(nèi)外市場現(xiàn)狀、生產(chǎn)廠家規(guī)模及分布等。結(jié)合這些產(chǎn)品在我國的地位,進行了競爭力分析,提出了今后發(fā)展的前景和需要重視、注意之處。
含氟特種氣體;含氟電子化學(xué)品;高端;競爭力
5.1 基本物性
三氟化氮(NF3)熔點-208.5 ℃,沸點-129 ℃,沸點時液體的相對密度1.89。NF3是三鹵化氮中最穩(wěn)定的一種,但和水、氫氣、氨氣、一氧化碳或硫化氫等的混合氣體遇火花即發(fā)生猛烈的爆炸。
NF3的反應(yīng)性與氟相似,具有在等離子條件下釋放氟氣的能力,常溫下具有化學(xué)惰性,而在高溫下可作氧化劑,比氧氣更具活性但比氟要穩(wěn)定得多,且易于處理。高純NF3幾乎沒有氣味,它是一種熱力學(xué)穩(wěn)定的氧化劑,大約在350℃左右可分解成為二氟化氮和氟氣。在高溫下能與許多元素反應(yīng),生成四氟化二氮和相應(yīng)的氟化物。NF3可作為游離基的供給源。
雖然由呼吸道吸入NF3會使人中毒,但它沒有化學(xué)致變活性。日本一家單位通過老鼠淋巴細胞培養(yǎng)體系等實驗,就致變活性上證明了對用戶的安全性。
5.2 用途
NF3是一種強氧化劑,高溫下產(chǎn)生氟原子,可用于火箭推進劑的氧化劑。NF3用作氧化劑時,在發(fā)生反應(yīng)的同時,可作為二氟化氮游離基的供給源。NF3可用作高能化學(xué)激光器的氟源。
NF3是半導(dǎo)體與液晶顯示器(LCD)產(chǎn)業(yè)制造過程中必備的材料,主要分為電子級和半導(dǎo)體級2種,屬于電子工業(yè)用的特種氣體。作為半導(dǎo)體工業(yè)中氣體清洗劑的全氟烴(PFC)對環(huán)境有害,近年來有逐漸被NF3取代之勢。使用比F2穩(wěn)定且易于處理作為CVD箱清洗劑,與PFC相比,可減少污染物排放量約90%,且可顯著提高清洗速度,從而可提高清洗設(shè)備能力約30%。比F2穩(wěn)定且易于處理還可用作蝕刻劑,也用于LCD的加工。
NF3也是微電子工業(yè)中一種優(yōu)良的等離子蝕刻氣體,對硅和氮化硅蝕刻,采用NF3比CF4和CF4與氧氣的混合氣體有更高的蝕刻速率和選擇性,而且對表面無污染,尤其是在厚度小于1.5 μm的集成電路材料的蝕刻中,NF3具有非常優(yōu)良的蝕刻速率和選擇性,在被蝕刻物表面不留任何殘留物質(zhì),同時也是非常良好的清洗劑。
5.3 生產(chǎn)工藝
NF3的生產(chǎn)方法主要有2種,氟氨化合法和電化學(xué)法。
1)氟氨化合法。先制取元素氟,氟氣與氨或熔融氟化銨在一定的溫度和壓力下反應(yīng)制備NF3,再經(jīng)冷凝、蒸發(fā)、純化得到純度98%以上的產(chǎn)品。此合成反應(yīng)熱很大,熔鹽NH4F·HF的存在,有利于反應(yīng)熱的分散和傳遞,還可作為氨的傳遞介質(zhì),對反應(yīng)有利。此工藝又可細化為3種路線:氟氣與氨氣直接化合法,氟化銨熔鹽直接氟化法,氟氣與氟化銨的氣固相氟化法。
2)電化學(xué)法。用碳電極在100~130℃的條件下,對NH4F和HF等的復(fù)合電解質(zhì)進行電解制取NF3,是工業(yè)上較多采用的方法。在電解槽中電解熔融的氟化氫銨(NH4F·xHF),陽極室產(chǎn)生氟氣,氟氣在上升或擴散過程中與融鹽中的銨離子反應(yīng)生成NF3,陰極室產(chǎn)生氫氣。此方法生產(chǎn)的產(chǎn)品中雜質(zhì)較多,如氮、氧、一氧化碳、二氧化碳、氧化亞氮、二氟肼、四氟肼、NF4、SF6、氟氣、HF 及水等,需要進行純化。 可以采用高純原料進行電解,但成本太高;要對電解制取的氟氣先進行脫CF4處理,這樣對產(chǎn)品的后期處理能較容易一點。
工業(yè)上的純化方法有低溫精餾法、共沸精餾法、化學(xué)轉(zhuǎn)化法和選擇吸附法。將不同的方法組合進行處理效果更好。
5.4 國外情況
國外NF3生產(chǎn)比較早,伴隨著上世紀電子工業(yè)的發(fā)展,NF3度過了它的黃金時期。生產(chǎn)廠家主要集中在美國、日本、韓國、南非和中國臺灣等國家和地區(qū)。進入新世紀,隨著全球半導(dǎo)體工業(yè)的增長,NF3的需求急劇上升,據(jù)報道,2005年全球NF3生產(chǎn)能力達到4 kt/a。
國外主要生產(chǎn)商有美國AP、BOC Edwards、杜邦 (收購原ASG的業(yè)務(wù))。日本的關(guān)東電化公司(KDK)、中央旭硝子公司 Central Glass(中央玻璃)、三井化學(xué)Mitsui公司以及韓國索地福公司等。其中AP產(chǎn)能最大,達到2.5 kt/a。公司還擁有新的連續(xù)反應(yīng)器專有工藝技術(shù),使反應(yīng)有較高的轉(zhuǎn)化率,且HF和氮氣的副產(chǎn)量較低。
NF3的興衰,在一定程度上受半導(dǎo)體工業(yè)的左右,尤其自1999年之后,受互聯(lián)網(wǎng)、通訊和無線電消費產(chǎn)品的廣泛流行和使用的影響,半導(dǎo)體工業(yè)呈現(xiàn)出強勁增長。1999年全球半導(dǎo)體工業(yè)銷售額達到1496億美元,2000年銷售額又較1999年上升了31%,在這段時間內(nèi)亞洲經(jīng)濟復(fù)蘇,也促進了半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展。半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展又為電子化學(xué)品(半導(dǎo)體化學(xué)品和印刷電路板化學(xué)品)提供了市場,作為電子化學(xué)品的特種氣體NF3,出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面,于是美、日等國相繼采取了擴建及合資建廠等方式來擴大生產(chǎn),滿足市場需求。
本世紀初,世界半導(dǎo)體工業(yè)急轉(zhuǎn)直下地衰退,美國在“911”事件之后,半導(dǎo)體工業(yè)2001年銷售額下降32%,2002年更是繼續(xù)下降。從2003年后,半導(dǎo)體工業(yè)逐漸進入增長期,這是符合半導(dǎo)體工業(yè)周期性發(fā)展規(guī)律的,目前正從低谷向上攀升階段。電子化學(xué)品受到半導(dǎo)體工業(yè)沖擊比預(yù)想的要小,2002年電子化學(xué)品的銷售額比同期最高銷售額的2000年下降14%,遠小于前述半導(dǎo)體工業(yè)的30%,在這點上,AP的CEO曾預(yù)料到半導(dǎo)體工業(yè)的下降,但認為NF3氣體產(chǎn)品能經(jīng)受得住這種沖擊,因為NF3在使用中有著明顯的優(yōu)點。
NF3用量迅速增加的原因,除前述IT行業(yè)發(fā)展需求量激增外,另一原因是傳統(tǒng)所用的六氟乙烷現(xiàn)已列入溫室效應(yīng)氣體目錄中,被限制使用,而NF3暫時卻可以替代它。并且NF3還有2個明顯的優(yōu)點,清洗時不會像使用全氟烴類那樣在反應(yīng)器內(nèi)壁殘留形成高分子物質(zhì),從而更有利于提高集成電路的成品率和電性能。另外,廢棄的NF3余氣較全氟烴更容易處理,分解氟碳需要1 200℃,而分解氟氮只要700~900 ℃,成本更低。
不過NF3的GWP高達10 800,是二氧化碳的1.7萬倍,加上近年來由于產(chǎn)能遠大于實際用量,因而NF3的前景會有很大變數(shù)。但由于1997年京都協(xié)議書簽定時,NF3的用量還很少,并且相對于CF4,電子工業(yè)中使用的NF3只有很小的一部分被釋放至大氣中,所以才未被列入目錄。
為領(lǐng)導(dǎo)亞洲和太平洋市場,滿足半導(dǎo)體的發(fā)展對電子氣體的需求,AP和杜邦公司等都在積極組建生產(chǎn)NF3的合資企業(yè)。杜邦公司除致力于另一些電子氣體如六氟乙烷和八氟丁烷等的生產(chǎn)外,杜邦公司收購了原 Advanced Specialty Gases(ASG)的 NF3業(yè)務(wù)后介入該領(lǐng)域,近年來公司積極進人中國市場,還與我國四川中核紅華特種氣體公司簽署了合資生產(chǎn)NF3協(xié)議,2009年產(chǎn)能達到8 kt/a。AP正在美國和韓國新建2套裝置。該公司為國際上最大的NF3生產(chǎn)企業(yè),為很好地保持世界上的領(lǐng)導(dǎo)地位,近來還在日本、中國臺灣、韓國和比利時建立了分裝灌瓶裝置且具備分析能力,以滿足當?shù)赜脩粜枨?。該公司同時還是夏普、三星、LG和菲力浦等諸多知名廠家的供應(yīng)商。
日本KDK公司為世界上第2大NF3生產(chǎn)廠家,2000年底能力約為240 t/a,2005年擴至850 t/a。為了滿足市場需求的增長,2008年2月擴大到2.15 kt/a,并計劃在2009年擴產(chǎn)到2.7 kt/a。
BOC Edwards公司專長是半導(dǎo)體氣體分析和包裝技術(shù),在集成電路清洗劑市場占有較大的市場份額。該公司與南非Pelchem Division of NECSA公司(AEC公司)成立了合資公司,在南非建立了NF3生產(chǎn)裝置,當時的產(chǎn)能為250 t/a,合作中BOC主要發(fā)揮其在半導(dǎo)體氣體分析、包裝和銷售渠道等方面的專長,而Pelchem則主要承擔(dān)生產(chǎn)技術(shù)工作。
另外,日本三井化學(xué)公司計劃到2007將現(xiàn)有400 t/a生產(chǎn)能力增加到900 t/a(含美國的子公司ADC擁有的150 t/a的產(chǎn)能),并且正在探討在韓國建設(shè)300~600 t/a生產(chǎn)線的計劃;關(guān)東電化公司計劃通過解除瓶頸等限制使產(chǎn)量由現(xiàn)在的850 t/a增加到1 200 t/a;中央旭硝子公司在2006年10月將產(chǎn)能由300 t/a提升到600 t/a;中國臺灣地區(qū)的臺塑集團在2004年建成200 t/a生產(chǎn)裝置,在2006年擴產(chǎn)到800 t/a。
5.5 國內(nèi)情況
我國NF3的研究是從上世紀80年代開始的,主要單位是中國船舶重工集團718研究所。近年在電子工業(yè)迅猛發(fā)展的推動下,國內(nèi)NF3的生產(chǎn)線相繼投產(chǎn),部分制造水平已與國外發(fā)達國家水平相當。然而面對國際上NF3產(chǎn)業(yè),與之相比國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)還比較弱小。
由于產(chǎn)品供不應(yīng)求,因此近年來NF3價格居高不下,利潤豐厚,主要依賴于電子行業(yè)的清洗劑和蝕刻劑,目前15%~20%NF3在LCD市場中用于清洗;65%~70%用于半導(dǎo)體清洗和蝕刻。隨著各種電子產(chǎn)品的需求不斷上升,刺激和推動了NF3產(chǎn)能的不斷擴大,2007年全球的NF3需求量將達到5.5 kt/a以上,僅中國臺灣地區(qū)2006年的需求量就達到1.3 kt左右。
2005年計算機同比增長12%左右;2005年手機和數(shù)碼同比增長17%和15%。同時液晶顯示器的強勁需求促進了NF3市場繼續(xù)增長,目前LCD以年均30%的速度增長,中國已成為全球最大的顯示器生產(chǎn)及出口國,將成為NF3需求的主要推動力,2007年我國市場需求量達到700~800 t,以后年均增長率將保持在20%以上。
國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)有中船重工718所(300 t/a)、黎明化工研究院、中核紅華、湖北沙門農(nóng)化公司和天津理化設(shè)計研究院等。近日,718所申報的“高純電子氣體NF3技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目”正式獲得國家發(fā)改委批準,被列入國家關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域自主創(chuàng)新及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項,并獲得資金支持。此舉標志著高純NF3量產(chǎn)的國產(chǎn)化成為現(xiàn)實,打破了國外公司的技術(shù)壟斷和價格控制,使國內(nèi)NF3價格大幅度下降,促進了我國電子信息產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。還有,總投資6 500萬美元的韓國OCIM株式會社NF3等特殊氣體項目落戶鎮(zhèn)江新區(qū)。OCIM是世界領(lǐng)先的電子氣體生產(chǎn)企業(yè),在韓國率先成功開發(fā)出半導(dǎo)體特種氣體——NF3、硅烷和六氟化鎢。
與國際生產(chǎn)巨頭相比,國內(nèi)所生產(chǎn)的NF3,即使純度完全達到國外同類產(chǎn)品水平,因用戶生產(chǎn)的習(xí)慣還很少使用,產(chǎn)品銷售方面幾乎是全部出口到國外,部分產(chǎn)品再被一些國外公司貼牌返銷到中國市場上來。今后10年間,半導(dǎo)體、芯片行業(yè)對NF3的需求量將以每年25%的速度遞增,同時對NF3純度的要求也越來越高,也意味著該產(chǎn)品未來將有更廣闊的發(fā)展空間。
近年來,六氟磷酸鋰(LiPF6)被選定為鋰離子二次電池的電解質(zhì),LiPF6被溶于某些非水有機溶劑中形成鋰離子二次電池的電解液。鋰離子二次電池是當今國際公認的體積小、電容量大、反復(fù)充放電500次電容量只降低3%的理想化學(xué)能源,可用于移動電話、手提電腦、手提攝像機、小型家用電器和便攜儀器等,還被用于電子工業(yè)制作晶片的摻雜劑和有機合成的催化劑。鋰離子電池在電動汽車和電動自行車等電動交通工具的使用量也越來越大,預(yù)計未來幾年LiPF6的用量將有急速的提升。國家“十五”發(fā)展規(guī)劃確定每年鋰離子二次電池的生產(chǎn)量為2~3億只,需電解液 3~4.5 kt。
通常每只1.5 V鋰離子二次電池需要2~3 g的LiPF6做電解質(zhì)。國內(nèi)生產(chǎn)所需要的LiPF6和電解液大部分還靠日本、德國等國家進口,生產(chǎn)技術(shù)一直為日本、美國等發(fā)達國家獨有,造成市場上該產(chǎn)品價格居高不下,嚴重制約了我國電池和其他相關(guān)行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進步。
6.1 產(chǎn)品特點
LiPF6是白色結(jié)晶或粉末,相對密度1.50。LiPF6和電解液的純度要求為大于99.9%,其純度的高低直接影響著電池的電容量和反復(fù)充放電次數(shù)。因此,LiPF6及其電解液的生產(chǎn)屬于高科技的氟化物精細化工領(lǐng)域。
根據(jù)電解質(zhì)的存在狀態(tài)可將鋰離子電池電解質(zhì)分為液體電解質(zhì)、聚合物電解質(zhì)等種類,但目前商品化的鋰離子電池的電解質(zhì)無一例外是LiPF6與其他有機溶劑、聚合物的結(jié)合,雖說期間也有六氟砷酸鋰等其他電解質(zhì)的使用報道,但基本處于實驗室階段,真正商業(yè)化的仍然僅LiPF6一種。因此,隨著鋰離子電池應(yīng)用范圍的日益擴大,LiPF6使用量也逐步提高。
鋰離子電池近年來得到了突飛猛進的發(fā)展,性能指標不斷提高,鋰離子電池正在向多樣化、高性能、低成本和更安全的方向發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步拓寬,不僅在小型便攜式電器方面擠壓鎳氫電池、鎳鎘電池市場,而且正在向大型鉛酸電池挑戰(zhàn)。
6.2 生產(chǎn)方法
6.2.1 以無水氟化氫作為溶劑
用無水氟化氫(AHF)作溶劑生產(chǎn)LiPF6工藝,反應(yīng)易于進行,產(chǎn)品的結(jié)晶分離也容易,又易于實現(xiàn)工業(yè)化,是目前較成熟的生產(chǎn)工藝路線。
1)由高純PF5氣體與LiF反應(yīng)制備LiPF6
一般工藝是將一定流量的PF5氣體在塔中 (可以是篩板塔或填料塔)與含有LiF的AHF溶液逆流接觸,進料中PF5和LiF的摩爾比略大于1,塔底排的釜液經(jīng)過濾蒸發(fā)掉氟化氫后,得到LiPF6粗品。
LiPF6粗品含HF、氧氟化物、LiF、金屬離子等雜質(zhì),必須進行進一步純化處理。對于含LiF和金屬鹽較多的粗品LiPF6,可通過溶解于碳酸脂和醚等有機溶劑形成飽和液,經(jīng)過濾蒸發(fā)濃縮或進一步處理后可得高純LiPF6產(chǎn)品;含氧氟化物和LiF較多的粗品可向其中通入高純PF5,也可通入F2在一定溫度下與粗品中的雜質(zhì)反應(yīng)得高純產(chǎn)品;對于含HF較高的粗品LiPF6,可通過將產(chǎn)品加熱至80~100℃,并控制一定真空度,使大部分HF分離除去,最后可得HF的質(zhì)量分數(shù)小于0.1×10-3的高純產(chǎn)品。
2)改進工藝
以上工藝由于要制備PF5,致使工藝復(fù)雜成本上升。可以改進用PCl5、LiF和HF直接合成LiPF6,該工藝是將PCl5和LiF的混合物裝入反應(yīng)釜中,冷卻至-5℃,壓力控制在5~10 MPa,然后將預(yù)先冷至-80℃的HF加入反應(yīng)釜中,攪拌數(shù)小時后,逐步升溫至約10℃,恒溫并攪拌17 h,最后過濾,真空蒸發(fā)濾液得到LiPF6產(chǎn)品,HF則予以回收。也可以將LiF改用LiCl,以降低成本,但可能導(dǎo)致產(chǎn)品中Cl和金屬鹽含量超標。也可以先用PCI5和HF反應(yīng)制得 PF3Cl2氣體(PCl5+3HF → PF3Cl2+3HCl),然后將其通入溶解有一定量LiF的AHF中,攪拌反應(yīng)數(shù)小時后,過濾、冷卻或濃縮濾液得LiPF6粗品,粗品提純方法同前。
此工藝最大不足是殘留在產(chǎn)品中的HF以配合物L(fēng)iPF6·HF的形式存在,用一般方法極難將其在產(chǎn)品中的質(zhì)量分數(shù)降低至10×10-6以下,由于殘留的HF對電池材料有腐蝕,因而影響電池電性能。該工藝對設(shè)備的防腐和材質(zhì)要求以及生產(chǎn)的安全措施要求都很高。加上采用深冷工藝,能耗大。于是人們開始研究用低烷基醚、腈和吡啶等來代替無水HF的工藝路線。
6.2.2 以醚類作溶劑
由于LiPF6可溶解于低烷基醚如甲醚、乙醚、乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚和二甘醇二甲醚等,而在烷基碳原子數(shù)大于3的醚中溶解度很小,醚類對設(shè)備和電池材料基本無腐蝕,是較有價值的工藝方法。
1)由高純PF5與LiF反應(yīng)制備LiPF6。一般先將純LiF置入裝有提純后的醚的反應(yīng)釜中,攪拌成懸浮液,然后再逐步通入PF5氣體,溫度控制在20~25℃下反應(yīng)。分離結(jié)晶得LiPF6粗品,粗品在約30 Pa真空度、溫度30℃下進行干燥,可重結(jié)晶得到純LiPF6產(chǎn)品。也可用PCl5或POCl3代替PF5,以降低成本。不過LiF難溶于醚,要加入相轉(zhuǎn)移催化劑使LiF溶于醚中,反應(yīng)才能進行。
2)PCl5與LiF高溫高壓反應(yīng)制備LiPF6。一般是將LiF和PCl5置于密閉反應(yīng)器中,在-20~300℃溫度下反應(yīng) 0.1~10.0 h,生成 LiPF6,然后用乙醚等溶劑在0~80℃的溫度下將LiPF6分離出來,蒸發(fā)掉溶劑,真空下干燥殘余物得LiPF6粗品,最后將粗品用醇、苯進行洗滌和重結(jié)晶。由于原料PCl5與LiF成本均較高,可進一步改進,用成本較低的鋰鹽如LiO、LiNO3、LiCO3和(NH4)2HPO4、NH4F 來代替。 將 Li2O 與(NH4)2HPO4以等比例混合,在150~600℃下反應(yīng)制得LiPO3,將LiPO3粉化后配以7倍的NH4F在150~200℃下反應(yīng)4~6 h后得到LiPF6,然后用溶劑將LiPF6萃取出來。
上述2個方法共同的難點是LiPF6在醚溶劑中結(jié)晶分離析出的難度大,LiPF6與醚溶劑形成配合物溶解于溶劑中,實際過程中發(fā)現(xiàn)用乙醚作溶劑使LiPF6冷卻結(jié)晶分離比較困難,而用多醚作溶劑又是以配合物的形成結(jié)晶分離出來,將結(jié)晶配合物中的多醚配體除去將是一個難點,只要將這個難點解決了,無疑是LiPF6制備工藝的一個進步。
6.2.3 采用其他溶劑
目前采用其他溶劑如吡啶、乙腈、SO2和碳酸脂等,已引起重視。
1)將一定量LiCl在室溫下溶解于CH3CN中,同時將一定量的LiCl與乙腈在室溫下形成懸浮液。將2種溶液混合并攪拌,然后以一定流量向混合液中通入氨氣24 h,過濾出KCl晶體,真空蒸發(fā)濾液得LiPF6產(chǎn)品,此操作容易造成LiPF6分解,因為乙腈沸點為90℃。該類工藝制備的LiPF6產(chǎn)品中,LiF、KCl、CH3CN、KPF6和金屬鹽等雜質(zhì)均可能偏高,必須要純化處理。否則殘留在產(chǎn)品中的CH3CN可能對電池材料產(chǎn)生影響。
2)用吡啶作溶劑。先制備HPF6,然后把HPF6結(jié)晶溶解于吡啶中,形成配合物C6H5NHPF6,再將一定量LiOH或LiOR、LiR(R指烷基)置入配合物溶液中反應(yīng)生成Li(C6H5N)PF6,接著在真空下分解得到LiPF6產(chǎn)品。該工藝由于LiOH等存在,因而對原料和環(huán)境水分要求不高,但原料吡啶和LiOH等成本較高。且吡啶沸點達115℃,真空下分解Li(C6H5N)PF6易使LiPF6分解,造成產(chǎn)品中LiF、金屬鹽等雜質(zhì)偏高,也必須要純化處理。
3)用SO2作溶劑。將一定量預(yù)干燥的LiF加入一不銹鋼反應(yīng)器中,然后通入大量SO2使釜壓達到0.08 MPa,同時攪拌冷卻降溫至0℃,這時逐步通入PF5氣體,最后升壓到l MPa,攪拌數(shù)小時,逐漸升溫至20℃,打開排氣讓過剩的PF5和SO2排出,然后升溫至30℃,讓SO2和PF5與LiPF6充分分離,最后得LiPF6產(chǎn)品,該工藝的優(yōu)點是HF的質(zhì)量分數(shù)含量≤20×10-6,其他雜質(zhì)也不高。但產(chǎn)品中SO2含量偏高,連續(xù)化生產(chǎn)難度大,需配套裝置如壓縮機、儲氣罐等,投資較大。
4)還有用碳酸酯如碳酸亞乙酯(EC)、碳酸丙酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)等作溶劑法,該工藝將一定量的LiF或LiH(LiR)置入碳酸酯液體中形成懸浮液,PF5或加入NH4PF6反應(yīng),溫度控制在-10~100℃之間,攪拌反應(yīng)數(shù)小時,過濾即得用于制各鋰電池的LiPF6電解質(zhì)液。該工藝主要制備電解質(zhì)液,對于得到晶體LiPF6尚有難度。6.2.4 直接氣固反應(yīng)法
該類工藝首先將LiF與HF在室溫或略高于室溫下生成LiHF2,然后升溫至150~250℃,減壓使LiHF2脫掉HF而得到的多孔狀LiF,再次將溫度降至 80~100 ℃,通入 PF5,使其生成 LiPF6,重復(fù)進行以使LiF反應(yīng)完全。該工藝難點是制備均一多孔的LiF,特別是對于規(guī)模化的生產(chǎn)。
6.3 市場
據(jù)國際半導(dǎo)體協(xié)會 (SEMI)2008年度的行業(yè)報告稱,世界鋰電池市場增速十分迅猛,從而帶動LiPF6的需求。據(jù)測算,世界鋰電池每年的增長量均在10%以上。
日本IIT公司提出了關(guān)于電池的市場發(fā)展與發(fā)展前景報告,報告提供的數(shù)據(jù)分析表明,2008年世界鋰離子電池實際增長率達18%,形成近千億美元的行業(yè)規(guī)模。我國雖然起步較晚,但發(fā)展十分迅猛,截至2008年,全國鋰電池生產(chǎn)企業(yè)已突破300家,年生產(chǎn)各類鋰離子電池近9億塊,是僅次于日本的鋰電池生產(chǎn)大國。
國際油價持續(xù)上漲,且石油資源還有面臨逐步枯竭的危險,越來越多的汽車廠商將新能源動力作為研發(fā)的重點。鋰離子電池由于具有無可比擬的優(yōu)勢,越來越成為更多廠家的首選。日本電子巨頭三洋電機從2009年開始批量生產(chǎn)鋰電池,并與德國大眾汽車集團結(jié)成戰(zhàn)略合作伙伴;日產(chǎn)汽車公司聯(lián)手NEC公司投資120億日元合作生產(chǎn)車用鋰電池;豐田也表示將與松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社合資建廠,增加鋰電池產(chǎn)量;德國博世與韓國三星各出資50%成立合資公司,專門研究電動汽車用鋰電池,預(yù)計從2011年起鋰電池將大批投產(chǎn)。此外,通用、福特等公司也已著手開發(fā)生產(chǎn)車用鋰電池。
2008年8月,科技部部長萬剛在首屆中國新能源汽車論壇上指出,在今后2~3年內(nèi),我國將投入20億元左右的資金,專門用于生產(chǎn)鋰電池,加強產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和工藝的研發(fā)。2010年我國鋰電池產(chǎn)業(yè)將會有大突破,屆時會有20~30萬輛的汽車裝配鋰電池,以滿足混合動力汽車及小型純電動汽車對電池的需求。
中國汽車網(wǎng)統(tǒng)計,2010年有100~150萬輛車將配載鋰離子電池。作為唯一商用電解質(zhì),由此增加的LiPF6當年需求量將達到3 kt,已經(jīng)接近目前在手機、筆記本電腦等方面的使用量,市場前景十分看好。
由于我國獨特的國情,電動自行車作為經(jīng)濟、低耗、方便的短途交通工具,與自行車、公交車、私家車、地鐵和城鐵等共同構(gòu)成了立體多樣化的綜合交通網(wǎng)絡(luò)。近4年來,整個行業(yè)產(chǎn)銷量由157萬輛猛增到1 900萬輛,每年以50%以上的速度飛速增長,目前的社會保有量約5 600萬輛。
電動自行車自產(chǎn)業(yè)化以來,鉛酸電池一直是驅(qū)動電源,然而由此帶來污染、車輛超重兩大社會問題一直得不到解決,且愈演愈烈。
僅以天津市為例,40多萬輛電動自行車平均每年更換大約120萬只鉛酸蓄電池,重達4 800 t,其中鉛含量約3 600 t。鉛酸電池在生產(chǎn)和回收過程中,會對環(huán)境和人體造成嚴重的污染。
日漸上升的電動自行車安全問題也是另一個急需解決的問題,在城市道路交通傷亡總?cè)藬?shù)中,電動自行車事故超過汽車緊隨自行車排在前列,而電動車超重是造成事故的主要原因之一,因鉛酸電池質(zhì)量大,緊急制動受到慣性影響,非常容易發(fā)生事故。中國自行車協(xié)會等單位明確了“輕型鋰電池電動車”將成為電動車行業(yè)發(fā)展的趨勢。根據(jù)該協(xié)會的估計,到2015年,我國電動自行車中的50%~60%要實現(xiàn)鋰電池動力。以此來測算,即使屆時中國電動自行車產(chǎn)量不增加,由此增加的LiPF6的需求量為800 t/a。
由于LiPF6生產(chǎn)技術(shù)涉及制氟、連續(xù)合成等多個復(fù)雜環(huán)節(jié),流程長、控制點多,需要企業(yè)和研究院所投入很大的物力和人力進行研發(fā),但截至目前只有少數(shù)企業(yè)完成了規(guī)模化生產(chǎn)。而目前,我國僅各類鋰電池生產(chǎn)制造廠家已經(jīng)突破300家,每年消耗LiPF6(純品)近800 t,市場缺口十分巨大。每年得耗用大量外匯從國外進口,并承受國外廠商滿天要價的不合理“脅迫”。
2006年在聯(lián)合審定的 《中國高新技術(shù)產(chǎn)品目錄》中,明確認定LiPF6為國家級高新技術(shù)產(chǎn)品(項目號6040006),且為優(yōu)先支持發(fā)展的項目。
數(shù)據(jù)顯示,2009年全球LiPF6的產(chǎn)量約2 400 t,市場容量約7.7億元,2010年產(chǎn)量預(yù)計為4 300 t,市場容量約13億元。2009年中國市場容量約占全球的50%。根據(jù)規(guī)劃,2015年前將實現(xiàn)100萬輛混合動力汽車的市場規(guī)模,按其中20%采用鋰電池作為動力電池測算,新增電解液需求將超過8 t/a,相當于目前我國鋰電池電解液約85%的市場規(guī)模。一般而言,電解液與電解質(zhì)的比例關(guān)系大致是8:1。最初純靠進口日本產(chǎn)品時,此產(chǎn)品的價格曾達100萬元/t,隨著產(chǎn)量增加,該產(chǎn)品的價格如今已下降到30~40萬元/t。但比較不到10萬元的成本,其毛利空間仍在65%以上。
6.4 國內(nèi)情況
天津化工研究院從1996年開始在國內(nèi)首家開展鋰電池生產(chǎn)材料的研究工作,于1999年完成了年產(chǎn)4 t LiPF6的中試,并通過了國家鑒定,產(chǎn)品質(zhì)量達到國外同類產(chǎn)品的水平。其后又陸續(xù)開發(fā)了有機溶劑的制備和電解液配制技術(shù),為LiPF6產(chǎn)業(yè)化打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。2005年8月,天津金牛電源材料有限責(zé)任公司(由河北邢臺礦業(yè)(集團)公司與天津化工研究設(shè)計院共同出資組建)采用天津院自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù),建設(shè)的LiPF6及電解液生產(chǎn)裝置,在天津北辰科技工業(yè)園區(qū)全面投產(chǎn)。該公司的LiPF6及鋰離子電池電解液產(chǎn)品被科技部等六部委評定為“國家重點新產(chǎn)品”,2005年3月通過了日本索尼公司的“質(zhì)量體系和環(huán)境體系”認證,成為索尼公司電解液供應(yīng)商。如今,LiPF6年生產(chǎn)規(guī)模達到600 t、電解液達到2 kt。
國內(nèi)主要的生產(chǎn)及研發(fā)企業(yè)有:
森田化工(張家港)有限公司,由森田化學(xué)株式會社與住友商事株式會社、住友商事(中國)有限公司共同出資,2004年1月在江蘇省張家港市揚子江國際化學(xué)工業(yè)園區(qū)成立了專業(yè)生產(chǎn)LiPF6的外商獨資企業(yè)。工廠第1期240 t/a鋰電池用LiPF6,第2年生產(chǎn)能力將增加到330 t/a,接著投資200萬美元進行擴建,使能力增加1倍翻番到660 t/a的水平;然后,又擴建480 t/a,正式投產(chǎn)后生產(chǎn)規(guī)模達到720 t/a以上。今后的計劃是擴大到2 kt/a。
張家港市國泰華榮化工新材料公司的裝備技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平和市場占有率在國內(nèi)均處于領(lǐng)先地位?!癝HINESTAR”牌鋰離子電池電解液在國內(nèi)外同行業(yè)享有較高的知名度。2008年9月江蘇省發(fā)改委批準,鋰離子電池電解液從1 kt/a擴大為5 kt/a。今年10月25日又公告,將對鋰電池電解液進一步擴充技改,項目完成后,年產(chǎn)能將大幅提升到10 kt/a。
河南焦作多氟多公司自從上市后,在鋰電池領(lǐng)域的動作越來越大,已使用1.20億元超募資金投向200 t/a LiPF6項目。如今又將視線轉(zhuǎn)向下游,11月2日公司公告稱,將投資3.4億元投建包括電解液在內(nèi)的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈,新建項目中規(guī)劃電解液產(chǎn)能為20 kt/a,這一規(guī)模是江蘇國泰擴產(chǎn)后的2倍。項目建設(shè)期長達3 a,一期將建設(shè)電解液5 kt/a、LiPF6500 t/a、電池級氟化鋰200 t/a、電子級HF 2.5 kt/a生產(chǎn)線;二期建設(shè)電解液5 kt/a、LiPF6500 t/a生產(chǎn)線;三期至2013年12月,建設(shè)電解液10 kt/a、LiPF61 kt/a、電池級氟化鋰200 t/a、電子級HF 2.5 kt/a生產(chǎn)線。
去年10月8日,1 kt/a的LiPF6項目,正式簽約落戶安徽省級經(jīng)濟開發(fā)區(qū)宣州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。該項目由中國金盤電氣集團下屬安徽宣城中科金弗新能源材料有限公司投資興建,總投資2.03億元,占地200畝。項目達產(chǎn)后,每年可實現(xiàn)稅收3 000余萬元。
去年10月15日,山東石大勝華化工集團與日本中央硝子公司在山東東營舉行簽約儀式,共建3 kt/a的LiPF6項目,并將共同出資成立東營盛世化工有限公司。該項目總投資約4.8億元,位于東營墾利新區(qū),將于2012年建成投產(chǎn)。日本中央硝子公司已有74年歷史,在鋰電池電解液領(lǐng)域擁有頂尖技術(shù)成果和國際最先進的獨有技術(shù)。
其他還有:汕頭市金光高科公司,在LiPF6系列電解液方面擁有2個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的發(fā)明專利;山東省肥城市興泰化工廠、江蘇鹽城市虹艷化工公司、浙江東陽市向陽化工公司、西安中富科技發(fā)展公司、聞遠(武漢)新材料有限公司、江蘇九九久科技公司等都在開展這方面工作,中國科學(xué)院白銀高技術(shù)產(chǎn)業(yè)園等正在招商引資。
7.1 物性
五氟化磷(PF5)無色、有刺激性惡臭味的氣體,在潮濕空氣中劇烈發(fā)煙;沸點-84.6℃,熔點-93.8℃。
7.2 用途
作為一種氟化劑,PF5可以進行離子轉(zhuǎn)移,應(yīng)用于電子工業(yè)、電池制造、高分子材料和催化劑等領(lǐng)域。在半導(dǎo)體制造方面,PF5在微波作用下變?yōu)榈入x子氣體進行摻雜可以顯著改善半導(dǎo)體性能。在高分子材料領(lǐng)域,PF5作為反應(yīng)物可以合成出氟化有機二硫代磷酸鹽、對苯二酸酯等具有很好防腐性能的高分子材料。PF5可用來改善橡膠的性能,還可用于制備聚四氟乙烯(PTFE)。
由于PF5可用于制備鋰電池的電解質(zhì),因而它在這方面的用途顯得日益重要。電源中電解質(zhì)的性能對電池性能有很大影響,而以PF5為原料可以制備出性能優(yōu)異的高純LiPF6作為鋰電池的電解質(zhì),從而可以顯著提高鋰電池的性能,使用壽命明顯增長,充電的次數(shù)也大為增加,因為LiPF6的電導(dǎo)率比可用于鋰電池的絕大多數(shù)電解質(zhì)的電導(dǎo)率要高,而且它沒有毒性,對人體無害,也不會造成環(huán)境污染。
目前,鋰電池尤其是手機用鋰電池電解質(zhì)采用LiPF6已經(jīng)占據(jù)了相當?shù)谋壤?。在催化領(lǐng)域,用PF5處理過的 Al、Ni、Be、Th 和 Ti等金屬的氧化物作為催化劑,對烴類化合物的轉(zhuǎn)化,例如三丁基甲苯轉(zhuǎn)化為甲苯,乙醛的聚合具有很好的催化性能,可以顯著提高反應(yīng)的選擇性。PF5也可直接用做許多共聚反應(yīng)的催化劑,如葡萄酐與脫水甘露糖的共聚反應(yīng)。
此外,PF5廣泛用作實驗室合成和工業(yè)合成的起始物,如用PF5為原料可以合成PF5胺共聚物作為除草劑。當今世界,IT業(yè)及通訊業(yè)迅猛發(fā)展,對CVD的需求肯定會日益增加,特別是無水高純CVD可以直接用于電子工業(yè),可以顯著降低相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
7.3 生產(chǎn)工藝
已報道的制備方法有十幾種,根據(jù)反應(yīng)歷程的不同,可以分為直接法與間接法2類。
7.3.1 直接法
1)五氯化磷與三氟化砷反應(yīng)制備PF5
由于AsF3與AsF5是劇毒物質(zhì),對環(huán)境和人的危害很大,所以此方法現(xiàn)在已經(jīng)很少采用。
2)氟氣同五氧化二磷反應(yīng)制備PF5
這種方法要求反應(yīng)裝置具有比較高的受壓性能,對反應(yīng)器的材質(zhì)要求比較苛刻,反應(yīng)器的材質(zhì)多為鎳金屬,而且氟氣與五氧化二磷反應(yīng)時劇烈放熱,反應(yīng)難以控制,易生成三氟化磷、三氟氧磷等副產(chǎn)物。
3)鹵素同三氟化磷反應(yīng)制備PF5
這類方法又分為2種。一種是PF3直接與鹵素反應(yīng):
另一種方法是除了使用鹵素之外,添加第3種物質(zhì)CaF2:
這2種方法一般都采用氯氣,需要采用特殊的分離方法以除去生成的副產(chǎn)物(PClF4、PClF3等),對反應(yīng)溫度也有嚴格的要求。2種方法都必須控制好反應(yīng)物的配比,一般X2和PF3的摩爾比>5,以盡可能地提高三氟化磷的轉(zhuǎn)化率。
4)五氯化磷與AHF反應(yīng)制備PF5
制備方法是:將PCl5固體粉末置于密閉的反應(yīng)器中,先通入惰性氣體進行保護,再通入無水HF進行反應(yīng)。此方法看似簡單,但是反應(yīng)強烈放熱,如果不能很好控制溫度,容易發(fā)生爆炸;溫度過低,反應(yīng)會十分緩慢,因為在反應(yīng)前期產(chǎn)率較低,且不易控制,還易生成PF3Cl2。
5)堿金屬六氟磷酸鹽分解法
此處Me=Li、Na、K。使用過的堿金屬六氟磷酸鹽直接棄掉很不經(jīng)濟,將其回收可以得到PF5。MePF6在高溫低壓下發(fā)生分解,得到MeF與PF5。
6)氟磺酸與磷酸鈣反應(yīng)制備PF5
采用此方法,PF5的產(chǎn)率約為50%。為提高產(chǎn)率,可以做如下改進,將在第1步中生成的二氟磷酸[POF2(OH)]在真空或減壓條件下除去,但這樣又會增加操作成本。
7.3.2 間接法
間接法指由反應(yīng)物首先生成中間產(chǎn)物,再對其進行適當處理以得到PF5的方法。根據(jù)中間產(chǎn)物的不同,又可分為下面2種。
1)中間產(chǎn)物為三氟氧磷:
此方法為制備PF5的傳統(tǒng)方法,但它有2個主要缺點。一是反應(yīng)步驟較多,連續(xù)化生產(chǎn)困難,工藝復(fù)雜,生產(chǎn)成本高;二是生成的CaSO4對環(huán)境有污染。對第3步改進是增加SO2作為反應(yīng)物,使之生成硫酸而不是水,減少了冷凝操作所需要的冷凝介質(zhì)的用量。
2)中間產(chǎn)物為六氟磷酸。HPF6在25℃以下比較穩(wěn)定,溫度升高時易發(fā)生分解:
具體方法有多種選擇,其中之一,是先用過磷酸或者是正磷酸與過量HF在惰性氣體的保護下反應(yīng)生成HPF6,溫度控制在50℃左右。然后進行氣液分離,再向液相緩慢滴加SO3的質(zhì)量分數(shù)65%的發(fā)煙硫酸,溫度控制在25℃左右,最后將其加熱蒸發(fā)出PF5。
綜觀以上各種方法,它們有以下共同特點:一是反應(yīng)過程大多涉及強腐蝕性的物科,如AHF、POF3等,對設(shè)備防腐要求很高;二是生成的副產(chǎn)物呈氣態(tài)并與PF5混合在一起,因此分離純化操作是決定PF5純度的關(guān)鍵步驟。7.3.3 改進方法
針對傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的不足之處,改進的反應(yīng)制備方法得到重視,如以下4種方案:
這4種方案均采用固-固加熱生成氣體的反應(yīng)模式,反應(yīng)原理簡單且反應(yīng)過程易控制。
7.4 市場
國內(nèi)關(guān)于PF5的研究幾乎是一片空白,僅有的幾家生產(chǎn)廠家(南京特種氣體廠等)采用的技術(shù)都由國外引進。其他生產(chǎn)者大多是作為制備LiPF6的中間產(chǎn)品。
以上介紹了一部分含氟特種氣體及電子化學(xué)品等高端無機氟化物主要性能、用途、生產(chǎn)方法和國內(nèi)外市場情況??梢钥闯觯瑢τ诙鄶?shù)產(chǎn)品國內(nèi)非但已有工業(yè)化生產(chǎn),且有一定的規(guī)模,但工藝水平及產(chǎn)品檔次還是有差距的。從宏觀上說這些產(chǎn)品多數(shù)是符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢所需求的,以下對他們的優(yōu)勢與不足分析如下。
8.1 優(yōu)勢
1)資源。眾所周知,中國所擁有的含氟礦石(螢石及磷礦石)是得天獨厚的資源優(yōu)勢,特別近年來對各類有色金屬礦的伴生礦中的氟化鈣,已經(jīng)攻克了選礦技術(shù)的難題和工藝放大等關(guān)鍵。得到的螢石產(chǎn)品已能達到制酸級的質(zhì)量要求,雖然螢石粉的顆粒度有點細,但只要HF生產(chǎn)工藝加以調(diào)整,還是可用的。再有就是磷礦中回收氟資源已經(jīng)開發(fā)成功并建成了萬噸級的工業(yè)化裝置。此外,隨著國家對礦產(chǎn)資源進一步普查的開展,許多地區(qū)的螢石蘊藏量有了很大的增加,還有一些新的礦點被發(fā)現(xiàn),因而國內(nèi)總的螢石儲量應(yīng)有較大量的提升。
2)氟化工基礎(chǔ)。如今幾乎氟化工的各個領(lǐng)域,尤其是基礎(chǔ)氟化工方面,我國積多年之發(fā)展已有長足進步,可以說從生產(chǎn)技術(shù)、研發(fā)、設(shè)計、設(shè)備加工制造到生產(chǎn)運行管理都有了明顯的提高,具備的能力在某些方面甚至已達到國際先進水平。
國內(nèi)氟化工規(guī)模擴大,從產(chǎn)業(yè)鏈和門類來說相當健全完整,大多數(shù)產(chǎn)品已能生產(chǎn),所需提升的是品種和檔次。部分產(chǎn)品包括無機氟精細化學(xué)品質(zhì)量提高,成本降低,具備參與國際市場競爭能力。氟化工整體實力已從國際第3集團進入第2集團。
3)隊伍素質(zhì)提高。與氟化工生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展的同時也培養(yǎng)和鍛練了一大批人才,這也包含在整個產(chǎn)業(yè)鏈以及相關(guān)的設(shè)計、制造和技術(shù)支撐等部門內(nèi)。這些人才既有管理、生產(chǎn)、技術(shù)、科研型的,也有技師、操作、制作方面的,這將為氟化工提供強有力的推動力,是極為寶貴的財富,只有堅持重視人才,“可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新”才不是一句空話。
4)政策導(dǎo)向。從產(chǎn)業(yè)政策的角度看,氟化工是國家提倡和支持的。不少地方政府也看好此產(chǎn)業(yè),給眾多的園區(qū)在招商引資方面以鼓勵和優(yōu)惠。有關(guān)部門或企業(yè)正以兼并、重組的方式,使已有氟化工與其上下游產(chǎn)品有機結(jié)合,形成產(chǎn)業(yè)鏈互補的生產(chǎn)方式,減少氟化工“遍地開花”的不良模式。
5)軍工轉(zhuǎn)民用。許多高端無機氟產(chǎn)品及其生產(chǎn)技術(shù)當初都是為軍工服務(wù)的,如今已陸續(xù)轉(zhuǎn)為民用,利用他們多年積累的經(jīng)驗和擁有的技術(shù)資源,將原有的成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力并加強科研開發(fā),在不少領(lǐng)域取得驕人的成就。諸如四川中核紅華氣體、洛陽黎明院、大連光明所、天津理化院和中船718所等等。
6)巨大的市場需求?!笆濉币?guī)劃即將實施,國內(nèi)對氟化工及其下游產(chǎn)品的需求日益增長,伴隨國際經(jīng)濟危機的逐步解除,出口市場也必將轉(zhuǎn)好。作為無機氟精細化學(xué)品正是眾多高新產(chǎn)業(yè)的支撐,絕對是屬于“朝陽”行業(yè),市場形勢肯定會更好。
8.2 不足
1)科研開發(fā)力度還不夠。由于歷史原因,因此基礎(chǔ)理論研究的滯后,投入力量薄弱是國內(nèi)氟化工業(yè)不爭的事實。許多科研院所或企業(yè)對投入較高、見效較慢的基礎(chǔ)研究缺少積極性;有些研究單位雖曾經(jīng)在基礎(chǔ)研究方面傾注過一定精力,但在取得成果之后便把重心轉(zhuǎn)向市場推廣,科研難以持續(xù)深入。
知識產(chǎn)權(quán)保護力度較弱,造成以復(fù)制為主的開發(fā)道路,這也影響了科研單位,不愿將重點放在開發(fā)上。
但現(xiàn)在許多企業(yè)都在建立技術(shù)中心、博士后工作站、研發(fā)機構(gòu)、信息中心,又都在大力引進人才、與國外合作,方向是明確的。如今,經(jīng)歷了長期的技術(shù)跟蹤階段,目前的狀況雖然是任重而道遠,畢竟已走上瞄準尖端和前沿的正路。氟化工行業(yè)要想真正走出困境,必須進一步加大投入力度,使氟化工真正回歸高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的屬性。
2)應(yīng)用研究。高技術(shù)含量的特性還決定了氟化工行業(yè)須進行大量的應(yīng)用研究。但是,國內(nèi)企業(yè)往往對此重視不夠,與屢屢斥巨資開展下游應(yīng)用研究,為用戶提供全方位技術(shù)指導(dǎo)的國外同行存在很大差距。據(jù)了解,我國氟化工企業(yè)科研投入僅占銷售收入的2%左右,而許多跨國公司如杜邦、大金等都在5%以上,有的甚至高達10%。應(yīng)用研究的不足制約了國內(nèi)氟化工產(chǎn)業(yè)向深度延伸,并使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整缺乏原動力。
應(yīng)用研究的另一要點是科研工作應(yīng)努力與市場需求接軌??鐕就幌е亟?,與客戶一道解決產(chǎn)品的應(yīng)用問題,在應(yīng)用層面不斷創(chuàng)造新技術(shù)、開拓新領(lǐng)域,真正做到上下游休戚與共的聯(lián)手發(fā)展。
3)產(chǎn)能過剩及低檔次重復(fù)建設(shè)。氟化工產(chǎn)業(yè)尤其是基礎(chǔ)、通用及中低擋產(chǎn)品的產(chǎn)能嚴重過剩,各園區(qū)新列入規(guī)劃中已經(jīng)確定的近期項目大多是國內(nèi)裝置的翻版,而高端產(chǎn)品多數(shù)只是目標。氟化工遍地開花但布局分散,真正形成完整產(chǎn)業(yè)鏈的很少。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,特別是企業(yè)重組,競爭中淘汰落后,還成效不大。在國家宏觀調(diào)控政策指引下,正在朝此方向前進,但要加快進程。
綜合競爭力的分析,許多大型氟化工企業(yè)和新建的氟化工園區(qū),甚至中小民營企業(yè),都能正視行業(yè)現(xiàn)狀并做出種種努力,改善目前處境,為振奮氟化工而急起直追。在規(guī)劃時應(yīng)將起點提高,目標指向高端產(chǎn)品,為形成合理完整的產(chǎn)業(yè)鏈作安排。有許多好的苗頭說明我們與國際先進水平的差距在縮小,新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),與其終日抱怨不如堅定信心多做實事。
TQ124.3
C DOI10.3969/j.issn.1006-6829.2011.01.001
2010-10-13