我國(guó)芳綸1414產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展方向

白榮光　李　洪　竇曉勇　余木火

1. 煉焦煤資源開(kāi)發(fā)及綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 平頂山 467000;2. 中國(guó)平煤神馬集團(tuán)能源化工研究院，河南 平頂山 467000；3. 東華大學(xué)纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620

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我國(guó)芳綸1414產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展方向

白榮光1,2李洪1,2竇曉勇1,2余木火3

1. 煉焦煤資源開(kāi)發(fā)及綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 平頂山 467000;2. 中國(guó)平煤神馬集團(tuán)能源化工研究院，河南 平頂山 467000；3. 東華大學(xué)纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620

介紹芳綸1414的生產(chǎn)技術(shù)及各生產(chǎn)單元的控制重點(diǎn)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)芳綸1414生產(chǎn)及消費(fèi)情況，提出芳綸1414產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向：進(jìn)行制度創(chuàng)新，深入研究工程化問(wèn)題，加緊完善千噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化工藝，合力突破關(guān)鍵裝備制造技術(shù)，及早建成經(jīng)濟(jì)規(guī)模裝置；采用重組并購(gòu)、合資聯(lián)營(yíng)等商業(yè)化模式，縮短產(chǎn)業(yè)化歷程，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，強(qiáng)化行業(yè)集中度，擇機(jī)提起反傾銷申訴。

芳綸1414，現(xiàn)狀，產(chǎn)業(yè)化，發(fā)展方向

輕質(zhì)、高強(qiáng)是材料發(fā)展的永恒主題。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是最成功的典型代表，而高性能纖維又是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的關(guān)鍵。其中，芳綸1414作為一種常見(jiàn)的高性能纖維，綜合性能優(yōu)良，產(chǎn)量大、應(yīng)用廣[1]。

芳綸1414屬高科技合成纖維，是芳香族聚酰胺纖維的一種，具有超高強(qiáng)度和高模量，以及耐高溫、耐酸堿、質(zhì)量輕等優(yōu)良性能，在骨架材料(如輪胎增強(qiáng)等)、個(gè)體防護(hù)材料、摩擦密封材料等復(fù)合材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其中僅在單兵個(gè)體防護(hù)領(lǐng)域每年就有萬(wàn)余噸的市場(chǎng)需求。

芳綸1414產(chǎn)業(yè)化技術(shù)難度大[2]。國(guó)外從試驗(yàn)室樣品到產(chǎn)業(yè)化，數(shù)十家公司、數(shù)萬(wàn)名研究人員、數(shù)百億投資，堅(jiān)持攻關(guān)30年，目前也只有3家公司(分別是美國(guó)杜邦、日本帝人、俄羅斯耐熱)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化；我國(guó)自“六五”開(kāi)始持續(xù)攻關(guān)40年，投入人民幣數(shù)十億，參加單位數(shù)十家，但關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)近年才有所突破[3]。

1　工藝原理及控制重點(diǎn)

芳綸1414的纖維生產(chǎn)單元主要由溶劑回收、聚合、紡絲及資源開(kāi)發(fā)等部分組成，各生產(chǎn)單元工藝原理及控制重點(diǎn)分述如下。

1.1 溶劑回收

該生產(chǎn)單元通過(guò)萃取﹑精餾等分離方法，回收并提供聚合用溶劑。

其控制重點(diǎn)在于，如何保證回收所得溶劑的質(zhì)與量，尤其是溶劑中帶活潑氫物質(zhì)的完全脫除，減少萃取劑的損失及有機(jī)廢水等污染物的排放，同時(shí)提升裝備自動(dòng)化程度，提高生產(chǎn)負(fù)荷，降低消耗。

1.2 聚合

該生產(chǎn)單元以對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰氯為聚合單體，利用溶劑回收生產(chǎn)單元精制得到的溶劑，并在助溶劑的作用下，逐步聚合，再經(jīng)洗滌、干燥，得到滿足紡絲要求的芳綸1414樹(shù)脂。

其控制重點(diǎn)在于，反應(yīng)過(guò)程中熱量、聚合物平均相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的控制，單位芳綸1414樹(shù)脂的公用工程消耗，以及整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性與連續(xù)性。

1.3 紡絲

該生產(chǎn)單元以聚合生產(chǎn)單元制得的芳綸1414樹(shù)脂與濃硫酸為原料，經(jīng)溶解、脫泡、過(guò)濾、干噴濕紡及后處理等工序加工后，得到芳綸1414長(zhǎng)絲或短纖。

其控制重點(diǎn)除了硫酸和芳綸1414樹(shù)脂的質(zhì)量外，還涉及紡絲漿液、噴絲組件及加速器，以及流程各環(huán)節(jié)的持續(xù)性與穩(wěn)定性。

1.4 資源開(kāi)發(fā)

該生產(chǎn)單元對(duì)來(lái)自溶劑回收單元的含鹽有機(jī)廢水、來(lái)自紡絲生產(chǎn)單元的稀酸、來(lái)自聚合和紡絲生產(chǎn)單元的含酸廢氣進(jìn)行處理，在達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放。

其控制重點(diǎn)在于運(yùn)行穩(wěn)定性和生產(chǎn)負(fù)荷的提升，實(shí)現(xiàn)排放達(dá)標(biāo)和降低成本等。

1.5小結(jié)

溶劑回收、聚合、紡絲及資源開(kāi)發(fā)生產(chǎn)單元依次為上下游關(guān)系，除生產(chǎn)負(fù)荷需相互平衡、質(zhì)量需兼顧外，看似關(guān)聯(lián)度不大，實(shí)則不然。各生產(chǎn)單元過(guò)程本質(zhì)上都需考慮工程因素對(duì)反應(yīng)溫度、停留時(shí)間及混合效果等的影響，同時(shí)還應(yīng)充分認(rèn)識(shí)各生產(chǎn)單元對(duì)象的特性，特別是產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中工程因素帶來(lái)的影響，必須予以足夠的重視。

2　國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家

我國(guó)芳綸1414的技術(shù)研究始于清華大學(xué)、東華大學(xué)(原中國(guó)紡織大學(xué))和晨光化工研究院等單位。歷經(jīng)40多年的發(fā)展，至今已有數(shù)家企業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，具體如表1所示。

由表1可知，各單位的商業(yè)化程度各不相同，且各有優(yōu)勢(shì)。如：泰和新材得益于間位芳綸的工程化積淀，自主創(chuàng)新能力出色；蘇州兆達(dá)的基礎(chǔ)研究能力突出；四川晨光的央企地位得天獨(dú)厚；平煤神馬的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)顯著等。

3　我國(guó)芳綸1414消費(fèi)情況

市場(chǎng)消費(fèi)情況是產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)可度的試金石。圖1和圖2反映了海關(guān)統(tǒng)計(jì)的我國(guó)芳綸1414長(zhǎng)絲近年進(jìn)出口量?jī)r(jià)情況，其中2015年的數(shù)據(jù)是基于前11個(gè)月的實(shí)際數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的[4]。

圖1　近年芳綸1414長(zhǎng)絲進(jìn)出口量

圖2　近年芳綸1414長(zhǎng)絲進(jìn)出口價(jià)格

由圖1和圖2 可知，我國(guó)芳綸1414長(zhǎng)絲近年進(jìn)口量逐年加大、出口量逐年下降，且進(jìn)出口量的差額也在逐年加大；出口價(jià)格先升后降，而進(jìn)口價(jià)格則幾乎呈直線下降趨勢(shì)且一直低于出口價(jià)格。深入分析可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)化步伐的加快并未有效遏制進(jìn)口激增的勢(shì)頭，原因在于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性及規(guī)格牌號(hào)均較有限，難以滿足高端市場(chǎng)需求。另外，進(jìn)口價(jià)格的一路下滑存在一定程度的低價(jià)打壓戰(zhàn)略意圖，它們通過(guò)低價(jià)傾銷來(lái)遲滯我國(guó)芳綸1414產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，進(jìn)而遏制投資，以此達(dá)到鞏固寡頭壟斷地位的目的。

4　問(wèn)題分析

我國(guó)芳綸1414產(chǎn)品質(zhì)量及規(guī)格牌號(hào)與國(guó)外存在差距的原因：我國(guó)芳綸1414生產(chǎn)線因知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問(wèn)題，僅有極個(gè)別裝置是經(jīng)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的，其余大都自主設(shè)計(jì)；聚合反應(yīng)器和紡絲機(jī)受制于落后的裝備技術(shù)，單套產(chǎn)能遠(yuǎn)低于國(guó)外水平，且單線產(chǎn)能提升空間小、單位產(chǎn)能投資高于國(guó)外；市場(chǎng)開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃不充分，大部分廠家產(chǎn)品終端市場(chǎng)定位不明確，市場(chǎng)營(yíng)銷還停留在“賣化驗(yàn)單”而非“賣說(shuō)明書(shū)”的層次。

目前，我國(guó)芳綸1414產(chǎn)業(yè)盡管取得了一定的發(fā)展，但還不具備與國(guó)際二流水平競(jìng)爭(zhēng)的能力。具體表現(xiàn)：

(1) 產(chǎn)品下游應(yīng)用開(kāi)發(fā)遲滯，市場(chǎng)開(kāi)發(fā)與培育舉步維艱，且大部分還停留在模仿階段，市場(chǎng)占有率低；

(2) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，差異化程度低，高端產(chǎn)品尚不具備批量供應(yīng)的能力；

(3) 工程化技術(shù)水平落后，核心裝備國(guó)產(chǎn)化程度低、技術(shù)突破緩慢, 產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)團(tuán)隊(duì)穩(wěn)定性不夠、領(lǐng)軍人物缺乏；

(4) 產(chǎn)品成本高，生產(chǎn)穩(wěn)定性低、效率低，生產(chǎn)規(guī)模小(遠(yuǎn)未達(dá)到3 000～5 000 t/a的經(jīng)濟(jì)規(guī)模)，難以形成與國(guó)外巨頭競(jìng)爭(zhēng)的局面；

(5) 不具備原材料一體化優(yōu)勢(shì),上下游高效互動(dòng)的芳綸產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成。

5　發(fā)展方向

借鑒聚丙烯腈基碳纖維產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程[5]，并結(jié)合我國(guó)的實(shí)際，建議我國(guó)芳綸1414產(chǎn)業(yè)應(yīng)向如下目標(biāo)努力：

(1) 改變傳統(tǒng)的模仿復(fù)制的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)方法，加快以表面處理技術(shù)為代表的應(yīng)用技術(shù)的研究，開(kāi)辟輪胎骨架材料及礦用皮帶等獨(dú)具特色的市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，避開(kāi)與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的正面競(jìng)爭(zhēng)，建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，統(tǒng)一行業(yè)規(guī)則；

(2) 合力攻關(guān)突破大型裝備制造技術(shù)，助推單套裝置產(chǎn)能升級(jí)；

(3) 盡快完善千噸級(jí)規(guī)模系統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)普通級(jí)產(chǎn)品的穩(wěn)定化生產(chǎn), 早日實(shí)現(xiàn)原材料一體化，建成經(jīng)濟(jì)規(guī)模裝置；

(4) 強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、取長(zhǎng)補(bǔ)短，及早開(kāi)展并購(gòu)重組、合資經(jīng)營(yíng)等商業(yè)化運(yùn)作模式，在全社會(huì)進(jìn)行人才、技術(shù)及裝備等資源整合；

(5) 政府加大稅收、研發(fā)費(fèi)加計(jì)扣除等政策支持力度，加大工程化技術(shù)人才培養(yǎng)力度,鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)外技術(shù)交流、公共研發(fā)測(cè)試平臺(tái)建設(shè)和企業(yè)積極投入，擇優(yōu)扶強(qiáng)、優(yōu)勝劣汰，鼓勵(lì)行業(yè)洗牌。

6　結(jié)語(yǔ)

雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越！芳綸1414產(chǎn)業(yè)事關(guān)我國(guó)國(guó)防軍工等戰(zhàn)略大局，市場(chǎng)前景廣闊。政府、企業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈上下游單位應(yīng)共同努力，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，將“產(chǎn)、學(xué)、研、用”無(wú)縫對(duì)接，定會(huì)在“十三五”期間完成產(chǎn)業(yè)化重任，使我國(guó)躋身國(guó)際一流行列，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，振興民族經(jīng)濟(jì)，同時(shí)確保國(guó)家戰(zhàn)略安全。

[1]孔海娟,張蕊,周建軍,等. 芳綸纖維的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].中國(guó)材料進(jìn)展,2013,32(11):676-684.

[2]庹新林,李京龍,閆鴻琛,等.聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維的研究進(jìn)展[J]. 高分子通報(bào),2015(9):171-186.

[3]孔海娟,葉盛,劉靜,等.超高相對(duì)分子質(zhì)量PPTA樹(shù)脂及其高模量芳綸的研究[J].高科技纖維與應(yīng)用,2015,39(3):15-20.

[4]貿(mào)易統(tǒng)計(jì)[DB/OL].[2016-03-06].http://www.haiguan.info/onlinesearch/TradeStat/StatCOMSub.aspx?TID=1.

[5] 蔡小平,張明耀, 姜立軍,等.碳纖維材料工程技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)材料進(jìn)展,2010(3):55-60.

Industry status and development direction of aramid fiber 1414 in China

BaiRongguang1,2,LiHong1,2,DouXiaoyong1,2，YuMuhuo3

1. State Key Laboratory of Coking Coal Exploitation and Comprehensive Utilization, Pingdingshan 467000，China；2. Energy & Chemical Institute of China Pingmei Shenma Group，Pingdingshan 467000，China；3. State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials，Donghua University, Shanghai 201620, China

The production technology of aramid fiber 1414 and control key points of each production unit were introduced, and combining with domestic aramid fiber 1414’s production and consumption, the development direction of industry was pointed out: carrying on system innovation, studying on engineering problems thoroughly, improving kiloton industrialization process urgently, working together to break through the key equipment manufacturing technology, building equipment with economical scale early; taking commercial mode such as merging, jointing venture and so on, shortening industrialization process, enhancing core competitiveness, strengthening industry concentration, proposing anti-dumping complaints at appropriate time.

aramid fiber 1414, status, industrialization, development direction

2016-01-06

白榮光，男，1981年生，工程師，主要從事尼龍66及芳綸的技術(shù)研究工作

TQ342.7

A

1004-7093(2016)07-0001-04