國(guó)產(chǎn)離子膜：何時(shí)踏上金光大道

文/郁 紅

國(guó)產(chǎn)離子膜：何時(shí)踏上金光大道

文/郁 紅

在5月底召開的2013年全國(guó)燒堿行業(yè)技術(shù)年會(huì)上，國(guó)產(chǎn)離子膜的應(yīng)用成為與會(huì)代表討論的熱點(diǎn)。國(guó)產(chǎn)離子膜已誕生4年，它的推廣應(yīng)用情況究竟如何？企業(yè)在應(yīng)用時(shí)有哪些擔(dān)心？國(guó)產(chǎn)離子膜未來(lái)應(yīng)朝什么方向發(fā)展？大規(guī)模推廣應(yīng)用還需要開展哪些工作？筆者對(duì)此進(jìn)行了調(diào)研采訪。

國(guó)產(chǎn)膜試用效果初顯

翻開世界氯堿離子膜的發(fā)展歷史，我們看到了這樣的一組數(shù)據(jù)：1964年，美國(guó)杜邦公司成功開發(fā)出了全氟磺酸樹脂，商品名為Nafion；1975年由日本旭化成公司開發(fā)出全氟羧酸膜；1980年美國(guó)杜邦公司開發(fā)出900系列高性能全氟羧酸全氟磺酸復(fù)合膜；1983年日本旭硝子公司開發(fā)出800系列高性能全氟羧酸全氟磺酸復(fù)合膜；1987年日本旭化成公司開發(fā)出高性能全氟磺酸全氟羧酸復(fù)合離子膜；2009年山東東岳集團(tuán)開發(fā)出DF988高性能全氟磺酸全氟羧酸復(fù)合離子膜；2012年山東東岳集團(tuán)開發(fā)出DF2801高性能全氟磺酸全氟羧酸復(fù)合離子膜。

雖然在開發(fā)成功的時(shí)間點(diǎn)上，我國(guó)明顯滯后于美日等國(guó)，但是從開發(fā)的效率上看，國(guó)外用了幾十年的時(shí)間，而國(guó)產(chǎn)膜從真正開始研發(fā)到成功，只用了8年左右的時(shí)間，而且經(jīng)過十余家企業(yè)的試用，取得了較好的效果。

筆者從2013年全國(guó)燒堿行業(yè)技術(shù)年會(huì)上獲悉：經(jīng)過在營(yíng)創(chuàng)三征（營(yíng)口）精細(xì)化工有限公司的試用，國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度DF988離子膜的檢測(cè)指標(biāo)已達(dá)到和部分超過國(guó)外同類型膜水平。其在DD350電解槽上的應(yīng)用運(yùn)行數(shù)據(jù)表明：從強(qiáng)度性能上看，DF988膜將能滿足當(dāng)前所有電解槽對(duì)離子膜的強(qiáng)度要求；能滿足其他槽型對(duì)離子膜抗起泡性能的要求；比國(guó)外同類產(chǎn)品具有較低的膜電阻，但電流效率與之相同；作為無(wú)犧牲芯材離子膜，建議在電流密度≤4.5千安/平方米的電解槽上使用。據(jù)了解，在所有的電解槽中，DD350是有效電極面積最大的槽型，對(duì)離子膜強(qiáng)度要求最高，此前唯一滿足DD350配套強(qiáng)度要求的是杜邦N966膜。

而中鹽常州化工股份有限公司試用國(guó)產(chǎn)離子膜DF988和DF2801的結(jié)果表明，經(jīng)過33個(gè)月的試用，國(guó)產(chǎn)離子膜工業(yè)化運(yùn)行安全性能達(dá)標(biāo)，達(dá)到了工業(yè)化運(yùn)行的條件；本次使用的DF988達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平，有部分指標(biāo)優(yōu)于國(guó)際同類產(chǎn)品；DF2801是帶犧牲芯材的高強(qiáng)度離子膜，由于本次的離子膜DF2801厚度大于DF988，因此安全性能進(jìn)一步提高。

對(duì)于國(guó)產(chǎn)離子膜，中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)燒堿專家組組長(zhǎng)劉國(guó)楨告訴筆者，從試用的結(jié)果看，現(xiàn)在的高強(qiáng)度無(wú)犧牲芯材膜（DF988）氯堿企業(yè)可以放心使用，有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，能夠替代進(jìn)口，達(dá)到了打破國(guó)外壟斷的目的。國(guó)內(nèi)能夠做到如此高精尖，而且達(dá)到國(guó)際同類水平集成應(yīng)用技術(shù)的幾乎沒有，受到了國(guó)家的重視，許多領(lǐng)導(dǎo)人都去東岳集團(tuán)參觀過，因?yàn)檫@種達(dá)到國(guó)際高水平的集成創(chuàng)新確實(shí)很難。

中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)徐榮一也表示，我們的燒堿產(chǎn)能、產(chǎn)量早已是世界第一，產(chǎn)能是美國(guó)的3倍。但是如果國(guó)產(chǎn)離子膜不能大規(guī)模工業(yè)化，永遠(yuǎn)依靠國(guó)外的三家公司來(lái)供應(yīng)的話，我們將永遠(yuǎn)不能被稱為“氯堿強(qiáng)國(guó)”。在全氟離子膜產(chǎn)品系列中，燒堿用離子膜的制造難度最大，被稱為膜產(chǎn)品系列中的“皇冠”。 之前只有國(guó)外的三家企業(yè)能做，經(jīng)過幾十年改進(jìn)才達(dá)到目前的水平，而我們剛投產(chǎn)時(shí)生產(chǎn)出的產(chǎn)品就達(dá)到了他們通用產(chǎn)品的水平，是非常不容易、也是非常成功的。國(guó)產(chǎn)離子膜一經(jīng)推出，進(jìn)口膜價(jià)格立即下降，燒堿行業(yè)已經(jīng)集體受益。

推廣應(yīng)用面臨瓶頸

不過，盡管國(guó)產(chǎn)DF988膜的性能已經(jīng)穩(wěn)定，達(dá)到了工業(yè)化運(yùn)行的條件，可以替代進(jìn)口，但其推廣應(yīng)用的現(xiàn)狀并不樂觀。

據(jù)介紹，DF988膜使用對(duì)象主要是使用高強(qiáng)度膜且電流密度≤4.5千安/平方米的電解槽。問題是國(guó)內(nèi)使用這樣電解槽的企業(yè)并不普遍，DF988膜的使用量很有限。多數(shù)電解槽需配用高性能膜，要求其性能要達(dá)到杜邦公司N2030、NE2040膜的水平。東岳集團(tuán)DF2801膜就是以此為目標(biāo)的高性能膜。因此DF2801膜就成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。不過這種膜剛開始工業(yè)化試用，試用的企業(yè)不多，真實(shí)可靠的試用數(shù)據(jù)也不多。很多企業(yè)都對(duì)試用處于觀望之中，這必將影響國(guó)產(chǎn)DF2801膜的大規(guī)模應(yīng)用。

宜賓天原集團(tuán)股份有限公司技術(shù)總監(jiān)張定明說(shuō)，企業(yè)追求的是生產(chǎn)的穩(wěn)定性，因此在膜的選擇上是比較保守的?，F(xiàn)在企業(yè)都不景氣，對(duì)國(guó)產(chǎn)膜的性能又不是太了解，因此都不愿意冒風(fēng)險(xiǎn)。

“與國(guó)外高性能離子膜相比，DF2801膜的電性能指標(biāo)尚存在一些差距，每噸燒堿的電耗高出30～40千瓦時(shí)，影響單位成本20元左右，這也是影響國(guó)產(chǎn)離子膜推廣應(yīng)用的重要因素?！毙鞓s一補(bǔ)充說(shuō)。

選用哪種離子膜，企業(yè)是非常慎重的，都是從安全穩(wěn)定、節(jié)能減排、降本增效出發(fā)作出的最佳選擇，他們要用最好的膜，用最穩(wěn)定、最可靠、最成熟、效率最高的膜。在DF2801膜的性能經(jīng)過試用考驗(yàn)之前，存在一定的顧慮是必然的。如何使企業(yè)愿意用、放心用，不斷擴(kuò)大DF2801膜的試用面和使用量便是當(dāng)前面臨的實(shí)際問題。

對(duì)此，劉國(guó)楨表示，目前國(guó)產(chǎn)DF988膜已經(jīng)積累了近3年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，性能穩(wěn)定，得到用戶的認(rèn)可?，F(xiàn)在關(guān)鍵是DF2801這個(gè)系列怎么推進(jìn)。而且問題不在研發(fā)上，關(guān)鍵在應(yīng)用上。用戶敢不敢用，敢不敢大批量用，大批量用有沒有好處，這都是東岳正面臨的問題。東岳在研發(fā)上投入很多，也做了很多推廣的工作。但國(guó)內(nèi)廠家像營(yíng)創(chuàng)三征公司這樣敢于應(yīng)用的氯堿廠家畢竟還是少數(shù)，像營(yíng)創(chuàng)三征那樣擁有適用DF988的電解槽也不是很多。另一方面，國(guó)內(nèi)適用于DF2801的電解槽卻非常多，這樣的廠家能不能大批量、在經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)上形成規(guī)模使用，是很關(guān)鍵的。

劉國(guó)楨進(jìn)一步解釋說(shuō)，現(xiàn)在的國(guó)產(chǎn)DF2801膜正處于一個(gè)發(fā)展的瓶頸期：一方面東岳因?yàn)榉N種原因沒有形成批量化的生產(chǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)有波動(dòng)；又因無(wú)法在大批量生產(chǎn)條件下穩(wěn)定生產(chǎn)，性能提高就會(huì)有困難。而且這種膜不像小的材料，要用就得大規(guī)模的使用，要用幾百?gòu)埳锨埡蟛拍苡蟹€(wěn)定生產(chǎn)的效果。而另一方面，國(guó)內(nèi)氯堿廠家如果沒有確切的試用效果和應(yīng)用實(shí)踐，他們也不敢大批量用，這樣就形成了一對(duì)矛盾。因此，提高產(chǎn)品質(zhì)量，推進(jìn)國(guó)內(nèi)企業(yè)大批量使用該型號(hào)離子膜，這應(yīng)是當(dāng)前國(guó)產(chǎn)離子膜努力的方向。

“現(xiàn)在看這個(gè)膜還得經(jīng)過2～3年的攻關(guān)，在樹脂優(yōu)化、生產(chǎn)裝置改進(jìn)、芯材篩選、成膜條件匹配等方面加快研究開發(fā)，才能達(dá)到國(guó)際上頂尖水平。”劉國(guó)楨坦言。

多管齊下提速國(guó)產(chǎn)化

蕪湖融匯化工有限公司氯堿廠廠長(zhǎng)章斯淇告訴筆者，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)企業(yè)使用的主要是美國(guó)杜邦公司、日本旭化成和旭硝子公司的離子膜，他們的膜都已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。離子膜國(guó)產(chǎn)化，事關(guān)我國(guó)燒堿行業(yè)的產(chǎn)業(yè)安全，所以離子膜必須要國(guó)產(chǎn)化。但國(guó)外從上世紀(jì)70年代發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)幾十年了，我們要一下子趕上也不現(xiàn)實(shí)。不過從現(xiàn)在開始，通過幾年的努力超過它們是有可能的，中國(guó)人做事是“有股狠勁兒”的。

張定明談到，畢竟國(guó)外離子膜的研發(fā)已經(jīng)搞了幾十年了，所以國(guó)產(chǎn)膜的性能要完全達(dá)到國(guó)外的水平還需要時(shí)間，要有一個(gè)追趕的過程，這理應(yīng)得到應(yīng)用企業(yè)的理解和支持，因?yàn)槿魏螙|西都在有一個(gè)優(yōu)化的過程。而國(guó)產(chǎn)膜要加快推廣，國(guó)家應(yīng)該出臺(tái)相應(yīng)的政策，讓利于應(yīng)用企業(yè)，企業(yè)才會(huì)有積極性。

“高科技產(chǎn)品在走向市場(chǎng)的過程中，國(guó)家理應(yīng)在稅收、資金、獎(jiǎng)勵(lì)等方面全力給予支持?！倍辔黄髽I(yè)負(fù)責(zé)人補(bǔ)充說(shuō)。

徐榮一同時(shí)指出，對(duì)東岳集團(tuán)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前最重要的是把質(zhì)量過硬的高性能膜盡快生產(chǎn)出來(lái)，在膜強(qiáng)度符合要求的前提下，把電耗降下來(lái)，這樣才能更容易被企業(yè)所接受。

劉國(guó)楨也表示，現(xiàn)在不能怪企業(yè)不敢大規(guī)模使用，企業(yè)都是從節(jié)能減排、降本增效的角度來(lái)考慮的。但越是在這種情況下，越是要推進(jìn)國(guó)產(chǎn)膜的發(fā)展，雖然難度會(huì)特別大。在“馬還沒有跑得很快的時(shí)候你就要訓(xùn)練它”，這個(gè)過程很關(guān)鍵。

“國(guó)產(chǎn)離子膜的性能只有通過氯堿企業(yè)大規(guī)模的使用才能得到驗(yàn)證，東岳離子膜要提高質(zhì)量和水平，必須經(jīng)過不斷地使用、不斷地創(chuàng)新才能完成。因此，希望有更多的企業(yè)像中鹽?；I(yíng)創(chuàng)三征公司那樣全力支持國(guó)產(chǎn)離子膜的工業(yè)化試用?！眲?guó)楨強(qiáng)調(diào)。

也有企業(yè)代表表示，現(xiàn)在企業(yè)不景氣，不愿意冒風(fēng)險(xiǎn)可以理解。首選國(guó)外技術(shù)成熟的產(chǎn)品是市場(chǎng)化的選擇。推廣國(guó)產(chǎn)膜也要走市場(chǎng)化的道路。目前東岳集團(tuán)是推廣國(guó)產(chǎn)膜的主導(dǎo)力量，國(guó)家科技部已經(jīng)對(duì)其提供了不少的資金支持，協(xié)會(huì)也做了大量的工作。但最終這是一個(gè)市場(chǎng)化的過程，國(guó)產(chǎn)膜水平提高了人家自然會(huì)去應(yīng)用。

國(guó)產(chǎn)DF2801膜正處于發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻，需要離子膜生產(chǎn)企業(yè)、燒堿企業(yè)、政府、協(xié)會(huì)以維護(hù)燒堿行業(yè)的產(chǎn)業(yè)安全為己任，齊心協(xié)力，全力加快離子膜國(guó)產(chǎn)化的步伐。

筆者在采訪中了解到，為進(jìn)一步提高國(guó)產(chǎn)膜的性能，東岳集團(tuán)已經(jīng)訂購(gòu)了能生產(chǎn)1.5米寬度離子膜的新機(jī)頭，目前的主要工作則是調(diào)整樹脂性能的穩(wěn)定性和匹配性，也包括對(duì)樹脂進(jìn)行改性；同時(shí)公司也成立了相應(yīng)的攻關(guān)小組，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)大的突破。從今年到明年的這段時(shí)間他們也會(huì)陸續(xù)推出一些國(guó)產(chǎn)膜，這些膜將接近主流的杜邦公司N2030、NE2040膜的水平，有望能與氯堿企業(yè)的電解槽型相適應(yīng)和匹配。

盡管國(guó)產(chǎn)離子膜的推廣還有一定的難度和問題，但我們欣喜地看到，目前國(guó)內(nèi)不但已有十余家企業(yè)主動(dòng)參與了國(guó)產(chǎn)膜的試用，而且在近日召開的2013年全國(guó)燒堿行業(yè)技術(shù)年會(huì)上，蕪湖融匯化工有限公司氯堿廠、宜賓天原集團(tuán)股份有限公司等企業(yè)的負(fù)責(zé)人主動(dòng)跟筆者表示他們正積極與東岳集團(tuán)接洽，要參與到國(guó)產(chǎn)離子膜的試用當(dāng)中，為今后的大規(guī)模生產(chǎn)和使用提供真實(shí)可靠的理論依據(jù)。他們也希望能有更多的企業(yè)加入到這項(xiàng)利國(guó)利民的行動(dòng)中來(lái)。