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纯碱市场调研报告 2020- -9 9- - 11
纯碱,即碳酸钠,分类属于盐,不属于碱,化学品的纯度多在99.5%以上,国际贸易中又名苏打或碱灰。它是一种重要的无机化工原料,主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷 釉的生产。还广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。纯碱的原料中煤炭、天然气, 原盐、石灰石四种都是自然资源,存在资源依赖性。目前纯碱工艺主要分为天然碱法和合成法,而合成法又分为联碱法和氨碱法。这些都是较早的工艺,技术门槛不高,所以纯碱 行业是资源依赖型的低门槛行业。
1 1. 纯 碱 2. 纯碱生产工艺 纯碱主要的生产工艺分为三种:天然碱法、氨碱法、联碱法。我国三种工艺均存在, 以氨碱法与联碱法为主,天然碱法在我国占比仅 6% 。
氨碱法,又称索尔维制碱法,或索氏制碱法。该方法是由比利时人索尔维在 1859 年发明, 以食盐、氨水、二氧化碳为原料,在室温下从溶液中分离出碳酸氢钠的制碱法。主要生产 过程包括盐水制备、石灰石煅烧、氨盐水制备、及其碳酸化、重碱的分离与煅烧、氨的回收等。
索氏制碱法共分以下几步:
第一步,氨气、水、二氧化碳反应生成碳酸氢铵; 第二步,碳酸氢铵与氯化钠反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤后得到碳酸氢钠固体; 第三步,加热分解碳酸氢钠,生成水、二氧化碳和碳酸钠(纯碱 ); 第四步,将步骤二中的氯化铵和熟石灰混合加热,得到氨气并循环使用。氨碱法整个流程中氨气是循环使用的,而副产品是氯化钙。
另外,氨碱法的生产步骤简单,原料经济实惠且碳酸钠产品纯度高,适用于大规模生产, 易于机械化和自动化。但同时也有一些缺点。氨碱法氯化钠(食盐)利用率最高只能达到75%,且排出大量废渣废液(据统计,每生产 1 吨纯碱需排放 10 吨废液),废渣中含有大量氯化钙,很难加以利用且污染性较强。因此,采用氨碱法生产的纯碱企业一般都沿海或沿河布局,工厂选址受限。
优点:1.原料来源广。2.产品纯度高。3.可连续生产,生产能力强大。
缺点 :1.Nacl
利用率低。2.需要丰富的原盐、石灰石、焦炭、水等资源供应,且要排放大 量废渣、废液。
联碱法,即侯氏制碱法,由我国著名化学家侯德榜发明于 1943 年,考虑到我国缺盐的行情,在索尔维法基础上,以食盐、氨及合成氨工业副产的二氧化碳为原料,联合产纯碱与 氯化铵,同时生产纯碱及氯化铵,简称"联合制碱"或称"联碱",大大地提高了食盐利用率,
也被称为侯氏制碱法。
根据加入原料的次数及析出氯化铵温度的不同,联合制碱有多种工艺流程。我国多采用:
一次碳化,两次吸氨,一次加盐,低温析铵流程。
侯氏制碱法分为以下几个步骤:
第一步,氨气、水、二氧化碳反应生成碳酸氢铵,混合液还含有氯化钠、氯化铵、碳酸氢钠等物质; 第二步,碳酸氢铵与氯化钠反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤后得到碳酸氢钠固体; 需要注意的是,联碱法前两步骤与氨碱法相同。
第三步,部分碳酸氢钠可直接销售,剩余的碳酸氢钠将被加热煅烧生成碳酸钠(即纯碱), 二氧化碳回到第一步循环利用。
侯氏制碱法整个过程中二氧化碳是被循环利用的,而氯化铵则是生产碳酸钠(纯碱)的副产品。纯碱、氯化铵在生产过程中按照 1:1.1 的比例生产,氯化铵按照含水分不同可以分为干铵、湿铵,可用做氮肥,与尿素互为替代品。氨气则由合成氨厂联合生产。
此种方法的优点,既使食盐的利用率提高到 96%以上,又可产出氮肥,工业价值较高; 另外还可与合成氨厂联合,将合成氨的原料气 CO 直接转化成 ,革除了制造这一工序, 同时省去了焦炭和石灰石等资源型原料的投入和采矿、运矿和石灰窑等一系列辅助设备的投入,也避免了氨碱法中大量废渣和废液的排放。但该方法工艺流程相对复杂,且生产装置投入成本较高,装置检修复杂,产出纯碱品质控制难度较大,同时也受到上游合成氨和副产氯化铵价格的影响。
优点:1.原料的利用率高,既生产纯碱又生产等量的氯化铵。2.生产过程不需要使用石灰
石和焦炭,能够有效降低生产成本的投入。3.纯碱部分无需使用蒸氨塔和化灰机等比较笨
重的设备,既减少了流程步骤,又避免了设备投入成本。4.联碱法基本上封闭循环,少量
排废液,不会有大量废液、废渣排出,可以在内地建厂生产,更利于销售。
缺点:1.联产氯化铵又易受农业生产和复合肥行业发展的制约。
天然碱法是通过对天然碱矿物进行一系列过滤、除杂等工序来制取纯碱。根据碱矿成分的不同,天然碱法生产工艺主要分为蒸发法和碳化法两种。对于碱、硝、盐共生的泡碱型天然碱湖水或者主要成分为泡碱(Na2CO3·10H2O)的固体矿,一般采用卤水碳化法生产工艺, 提取天然卤水进行碳化、 干燥和煅烧, 生产出纯碱。
对于以晶碱石 (Na2CO3·NaHCO3·2H2O)为主要成分的天然碱矿,一般采用蒸发法生产工艺,通过分解或中和的方式使晶碱石中的碳酸氢钠分解,再蒸发提纯制得纯碱。
天然碱法工艺的应用受限于资源的地理位置、供应等基础条件,与其他两种主流生产工艺相比,最大优势在于成本较低。
三种工艺占比 三种制碱工艺中,氨碱法对环境污染较大,且消耗大量的自然资源,原盐的利用率较低,生产的副产品氯化钙用途较小,大部分作为废渣处理;联碱法较氨碱法污染较小,原盐利用率较高,且与合成氨工业相互匹配,且副产品氯化铵可以用作生产复合肥的原料, 在我国大规模生产有很好的适用性;天然碱法不仅对环境污染较小,且相比较成本低 30-40%,但随着工业发展,原始的纯碱提取方式已经不能满足用碱需求。
我国天然碱法产能占比较小,主因自然碱矿数量有限。联碱法和氨碱法产能占比相当。截至 2019 上半年,联碱法产能约 1665 万吨,占国内纯碱总产能的 50.2%,氨碱法产能1479 万吨,占总产能的 44.6%,而天然碱法产能占比只有 5.1%,产能仅有 170 万吨。
轻碱重质化工艺 无论是合成碱法还是天然碱法,生产出来的纯碱均为轻碱。厂家通常将轻碱再加工制得重碱。目前,主流的加工工艺有水合法和挤压法两种,水合法又分为固相水合法和液相水合法。
水合法是将轻碱加水结晶生成一水合碳酸钠,再加热赶出结晶水,制得的重碱保留了结晶的形态,结构比轻碱更为密实。挤压法采用纯机械在两辊之间通过高压将轻碱挤压成薄而硬的碱饼,然后破碎碱饼筛选出最佳粒度,再将过粗的颗粒重新破碎,过细的颗粒重返挤压,即制得重碱。
通常来说,我国纯碱企业重质化率在 40%-60%左右。国内的纯碱生产企业,可根据上述产能比例、下游需求、轻碱重碱价差等因素来调节生产轻碱和重碱的比例。目前我国重碱产量增长速度远远高于轻碱,主要由于重碱下游需求量大、稳定、且简单,而轻碱下游需求较冗杂且量小。
3.
纯碱产业链
纯碱产业链上游 根据纯碱不同的生产工艺,所需的生产原料也不完全相同。天然碱法制碱的上游为天然碱矿,氨碱法制碱的上游是原盐和石灰石,联碱法制碱的上游是原盐和合成氨。制碱的燃料主要是动力煤,个别企业也会用到天然气。
纯碱产业链中游 纯碱工业的主要产品是轻碱和重碱,重碱由轻碱加工转化而来。除轻碱及重碱以外, 联碱法生产纯碱会产出副产品氯化铵,简称氯铵,是一种速效氮素化学肥料,也可用于电池制造、电镀、印染等。农用氯化铵含氮量25~25.4%,但因其含有氯基因子,对土壤损害较大,在环保日趋严重的大背景下,后期发展空间有限。国内纯碱企业的重质化率一般在 40%-60%,即生产线产能设计决定最高可将 40%-60%的纯碱产能加工转化为重碱,在这一比例内,纯碱生产企业可以根据下游需求和轻重碱价格决定产出的轻重碱比例。从产 量上看,2018 年轻碱产量 1325 万吨,较 2007 年增长 95 万吨;重碱产量 1296 万吨, 较 2007 年增长 769 万吨。整体来看重碱的产量增速远高于轻碱,产量占比也从 2007 年的 30% 增长至 2018 年的 49% 。2018 年,我国共有纯碱生产企业 44 家,从产能集中度上看,我国年产能在百万吨及以上的企业共有 12 家,产能合计达到 1760 万吨,占总产 能的 56%;产能在 50-100 万吨之间的中型企业 13 家,总产能 835 万吨,占比 27%;50 万吨以下的小企业 19 家,产能合计 520 万吨,占比 17%。
纯碱产业链下游 在中国纯碱应用领域 ,4% 的纯碱应用于食品行业,属于食用纯碱;其余 96% 的纯碱应用于工业生产的原材料或辅助剂,属于工业用纯碱。纯碱下游行业在轻、重碱使用方面有明确的要求,很少出现轻、重碱混用的现象。
在工业生产中,纯碱广泛应用于平板玻璃、无机盐、日用玻璃、洗涤剂和氧化铝等行业。
无机盐领域根据行业的不同选择使用轻碱和重碱。
洗涤剂和氧化铝行业的部分下游企业可以根据纯碱和烧碱的价格变化对窑炉进行改造更换投料,降低生产成本。
纯碱的下游行业中,平板玻璃行业是重碱最主要的消费者,
日用玻璃、洗涤剂、氧化铝等行业则主要消费轻碱,
无机盐领域部分企业采用重碱,部分企业采用轻碱。
在各个下游行业中,平板玻璃行业对于地区纯碱需求具有明显的带动作用。通常纯碱
需求量大的地区也是重碱需求旺盛的地区,这是因为平板玻璃行业对重碱的需求稳定并且集中,平板玻璃产能集中的地区在纯碱贸易中议价能力强于其他区域,其产生的价格优势能够降低其它行业采购轻碱的成本。
4.
纯碱市场概况 中国纯碱产能、产量和消费量均为全球第一,国内市场产能利用率略低于国际市场, 出口贸易量占全球纯碱贸易量的 12%左右,出口仅作为阶段性调节国内市场供需平衡的手段。我国纯碱市场主要以国内产销为主,产量略大于销量,每年约有 150-200 万吨的纯碱出口至亚太地区,占到国内产量比例约为 6-8%。近两年,受到海外市场需求减弱, 国内需求增速有所回升的影响,纯碱的出口有所下降。而进口产品受到 5%-35%的高额税率影响,成本不占优势。其中,纯碱重要产地欧洲和美洲的国家关税比例主要为 5%,算上约 200-300 元 / 吨运输成本,进口的成本上升 300-400 元 / 吨,基本失去了价格优势。因此,我国纯碱的价格主要反映国内的供需情况。
全球来看玻璃是纯碱最主要的下游,占据纯碱需求的 52%;其次是肥皂与洗涤剂, 占据纯碱需求的 13%;无机化学品占据纯碱需求的 12%,前三者占据纯碱需求的 77%。
区域上来看,中国、西欧,北美以及东南亚是纯碱的主要消费地,占据全球消费的 79% 。国家上来看,中国、美国、土耳其和印度是主要的纯碱生产国。
据海关总署数据统计,2020 年国内 1-7 月份纯碱进口 20.53 万吨,2019 年国内 1-7 月份纯碱进口 4.74 万吨,同比增加 15.79 万吨,涨幅 333.12%。从纯碱的进口走势图中看出,国内纯碱的进口上半年比较多,同比增加明显,主要的原因在于受疫情影响,国外下游需求有所减弱,虽然前期也受疫情制约,随着国内疫情的有效控制,国内复工复产, 国外部分纯碱运输到中国销售。另外,部分沿海区域纯碱下游用户,采购国外碱进行补充, 此外时间周期的以及船因素,纯碱上半年到港量增加。
图 1 纯碱进口统计 据统计,2020 年国内 1-7 月份纯碱出口量 79.66 万吨,2019 年国内 1-7 月份纯碱出口 79.27 万吨,同比增加 0.39 万吨,涨幅 0.49%。从纯碱的出口走势图中看出,上半年国内受疫情影响,出口有所受限,订单有所延后,甚至下降,导致国内上半年纯碱的出口整体下降,间接增加国内销售压力。进入下半年,随着进出口的改变,出口量略有增加, 一方面在于执行订单,陆续出货,另一方面在于国内受疫情制约,上半年价格低位,下游低位补仓,增加采购量。此外,近期一段时间,国内纯碱保持上涨趋势,且涨幅较大,下游提前备货,出口量增加。
图 2 纯碱出口统计图
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国内市场 截至 2019 年底,国内纯碱生产企业共计 38 家,纯碱产量累计 2887.7 万吨,同比增长 6.53%。
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唐ft三友化工股份有限公司
从图上可以看出,2018 全球的重碱出口金额为 7.57 亿美金,主要的出口国家为中国 (1.57 亿美金)、德国(9770 万美金)、土耳其(7820 万美金)、美国(7020 万美金)、法国(4440 万美金)、西班牙(4400 万美金)、意大利(3720 万美金)等。
从图上可以看出,2018 全球的重碱总进口金额为 7.57 亿美金,主要的进口国家为韩 国(5290 万美金)、法国(4470 万美金)、德国(3670 万美金)、比利时(3560 万美金)、意大利(3270 万美金)、荷兰和丹麦等。
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2)
ft东海化集团有限公司
成立于 1999 年 12 月 28 日,坐落于唐ft市曹妃甸区,是国内纯碱和粘胶短纤行业的 双龙头,我国制碱工业的重要生产、出口基地,拥有自营进出口权,具备年产纯碱 340 万吨生产能力,纯碱国内产能占比达10%,拥有国内单套产能最大的纯碱生产装置产量、质量、成本、市场占有率、出口创汇五项指标连续多年位居行业第一,是国内同行业唯一一 家通过 ISO9002 质量体系和产品质量双认证的企业,产品远销亚、非、欧、美、澳五大洲 100 多个国家和地区。
2003 年 6 月 18 日,三友化工 A 股股票在沪市挂牌上市,2021 年集团主业上市,资产总额 240 亿元,年营业收入 200 亿元,员工两万名。可年产纯碱 340 万吨、粘胶短纤维 50 万吨、烧碱 50 万吨、PVC40 万吨、有机硅 20 万吨。
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ft东海化集团有限公司是于 1995 年 8 月由原潍坊纯碱厂和ft东羊口盐场联合组建而成的,为“全国120 家试点企业集团”和ft东省重点培植的大型骨干企业集团之一,现为中国海洋石油总公司旗下的中海石油炼化有限责任公司的全资子公司。2020 年 8 月,中海炼化将其持有的海化集团 74.5286%股权全部无偿划出,其中无偿划转给潍坊市国资委44.5286%,无偿划转给中盐集团 30%,ft东海化实际控制人将变更为潍坊市国资委...