崔小明
(中國石化北京北化院燕山分院,北京 102500)
乙丙橡膠(EPR)是由乙烯和丙烯共聚制得的二元乙丙橡膠(EPM)或由乙烯、丙烯和非共軛二烯單體共聚制得的三元乙丙橡膠(EPDM)的總稱。EPR分子鏈具有高度飽和性,使其具有優異的耐臭氧、耐老化、耐化學品腐蝕、耐蒸汽和電絕緣性能。此外,EPR單體價廉易得,因此EPR廣泛用于汽車零部件、建材用防水卷材、電線電纜護套、耐熱膠管、膠帶、汽車密封件以及用作潤滑油添加劑、聚烯烴改性劑。
目前,EPR的工業化生產方式主要有溶液聚合法、懸浮聚合法和氣相聚合法3種,其中溶液聚合法是世界EPR的主導生產工藝。
近年來,世界EPR的年生產能力穩步增長。2010年世界EPR的總年生產能力為130.2萬t。2014—2015年,雖然德國朗盛公司位于德國馬爾的年生產能力為7萬t的裝置關閉,但由于我國的中國石油吉林石油化工公司、中國石化三井彈性體有限公司、朗盛常州化工有限公司以及寧波愛思開合成橡膠有限公司新建EPR裝置建成投產,世界EPR年生產能力快速增長。截止到2015年12月底,世界EPR的總年生產能力達到171.1萬t,同比增長8.91%。世界EPR生產主要集中在北美、西歐和亞太地區,其中北美地區的年生產能力為52萬t,占世界總年生產能力的30.39%;西歐地區的年生產能力為35.0萬t,占世界總年生產能力的20.46%;亞太地區的年生產能力為76.9萬t,占世界總年生產能力的44.94%。美國是世界上最大的EPR生產國,年生產能力為52萬t,占世界總年生產能力的30.39%;其次是我國大陸,年生產能力為37.0萬t,占世界總年生產能力的21.62%;第三是日本,年生產能力為19.9萬t,占世界總年生產能力的11.63%。德國朗盛公司在2011年收購荷蘭DSM公司彈性體業務之后,成為目前世界最大的EPR生產企業,分別在美國、荷蘭、巴西和我國大陸建有生產裝置,年生產能力為45.2萬t,占世界總年生產能力的26.42%;其次是美國埃克森美孚化學公司,分別在法國和美國建有生產裝置,年生產能力為26.5萬t,占世界總年生產能力的15.49%。2015年世界主要EPR生產企業生產情況見表1。

表1 2015年世界EPR主要生產企業生產情況
今后幾年,世界EPR新增產能主要集中在亞太地區,包括日本合成橡膠公司計劃在韓國麗水新建年生產能力為6萬t的EPR生產裝置;美國埃克森美孚化學公司計劃在新加坡新建年生產能力為6萬t的EPR生產裝置;韓國錦湖聚合物化學公司新建年生產能力為6萬t的EPR生產裝置;美國陶氏化學公司計劃在美國LA Plaquemine新建年生產能力為14萬t的EPR生產裝置;沙特基礎工業公司與美國埃克森美孚化學公司計劃在沙特新建年生產能力為11萬t的EPR生產裝置;印度Reliance公司計劃在印度賈姆訥格爾新建年生產能力為8萬t的EPR生產裝置;意大利埃尼集團Versalis公司計劃在韓國新建年生產能力為10萬t的EPR生產裝置,并計劃在意大利費拉拉新建年生產能力為5萬t的EPR生產裝置。加上我國大陸的EPR新增生產能力,預計到2020年,世界EPR的總年生產能力將超過250萬t,其中亞太地區將成為EPR的重要生產基地。
近年來,世界EPR的消費量穩步增長,其中北美和西歐等地區增長較為緩慢,而中東、非洲和亞太地區特別是我國大陸的EPR消費量增長相對較快。2015年世界EPR的總消費量約為150萬t,主要集中在北美、西歐和亞太地區。其中,北美的消費量占世界總消費量的24.1%,西歐的消費量占世界總消費量的21.5%,亞洲的消費量占世界總消費量的43.0%。預計到2020年,世界EPR總消費量將達到180萬t,其中亞洲的消費量增長最快,2016—2020年年均增長率將達到6.3%。
世界各國家或地區的EPR消費結構有所不同。美國EPR的27.2%用于汽車領域,19.6%用于聚合物改性;西歐EPR的48.7%用于汽車領域,11%用于聚合物改性;我國大陸EPR的44.9%用于汽車領域,12%用于聚合物改性。
我國EPR的研發始于20世紀60年代,1971年中國石油蘭州化學工業公司應用北京化工研究院的科研成果,在其合成橡膠廠建成1套年生產能力為0.2萬t的生產裝置,后由于設備等原因被迫停產;1997年中國石油吉林石油化工公司引進日本三井化學公司的溶液聚合技術,建成年生產能力為2萬t的生產裝置;2009年中國石油吉林石油化工公司采用自有技術新建年生產能力為2.5萬t的生產裝置;2014年中國石油吉林石油化工公司采用自有技術新建年生產能力為4萬t的生產裝置,中國石化三井彈性體有限公司新建年生產能力為7.5萬t的生產裝置;2015年朗盛常州化工有限公司新建年生產能力為16萬t的生產裝置,寧波愛思開合成橡膠有限公司新建年生產能力為5萬t的生產裝置。截止到2015年12月底,我國EPR的總年生產能力已經達到37萬t,超過日本成為僅次于美國的世界EPR第二大生產國。
目前我國EPR產量不能滿足需求,2016—2019年遼寧北方戴納索合成橡膠有限公司、山東東營天弘化學有限公司、重慶長壽化工有限責任公司等企業計劃新建或擴建EPR生產裝置。但由于目前EPR市場低迷,而世界EPR生產能力已經出現過剩態勢,我國多個計劃新建的EPR項目進展緩慢,有的項目已經擱淺。預計2016—2019年我國EPR新增年生產能力不會超過20萬t,即到2019年,我國EPR的總年生產能力不超過57萬t。2016—2019年我國EPR新建或擴建裝置情況見表2。

表2 2016—2019年我國EPR新建或擴建裝置情況
我國每年都需要大量進口EPR。據海關統計,2005年我國EPR進口量為7.50萬t,2014年達到歷史最大值30.11萬t,2015年為26.48萬t,同比下降12.06%。在進口的同時,我國EPR也有少量出口。2005年我國EPR出口量為0.19萬t,2009年達到歷史最大值0.83萬t,2015年為0.52萬t,同比增長18.18%。2005—2015年我國EPR的進出口情況見表3。

表3 2005—2015年我國EPR的進出口情況
我國EPR的進口國家主要為美國、日本、韓國和荷蘭等;進口省市主要集中在汽車零部件企業較為集中的上海市、浙江省、廣東省和江蘇省等;進口海關主要為上海海關、寧波海關、天津海關和黃埔海關等。
我國進口EPR品種齊全,下游領域涉及高檔密封條、海綿橡膠制品、電線電纜護套、橡膠雜件、聚合物改性及油品改性等。進口EPR主要品種有德國朗盛公司的Keltan?系列產品(包括充油和長鏈支化產品),美國陶氏化學公司的Nordel?IP和Nordel?MG系列產品(包括充油和充炭黑產品),美國埃克森美孚化學公司的Vistalon?(EPDM)系列產品,美國Lion Copolymer公司的Royalene?(EPDM)系列產品,日本JSR公司的EP?和EPT?(EPDM)系列產品,意大利Versalis公司的Dutral?系列產品,韓國SK能源公司的Suprene?系列產品等。
近年來,隨著汽車工業和建筑業的迅猛發展,我國EPR需求量大幅度提高。2010年我國EPR的表觀消費量為23.43萬t,2015年達到35萬t,同比增長7.76%。2010—2015年我國EPR表觀消費量的年均增長率為8.36%。2010年我國EPR的對外依存度為92.83%,2015年由于我國EPR產量增大和凈進口量減小,我國EPR的對外依存度降低到75.74%,同比降低18.3%。近年我國EPR供需情況見圖1。

圖1 近年我國EPR供需情況
國產EPR主要應用在汽車部件、塑膠跑道、建筑材料(防水卷材)、電線電纜護套、油品改性以及聚合物改性等領域。其中,44.9%用于汽車部件,9.8%用于塑膠跑道,9.4%用于建筑材料,7.7%用于電線電纜護套,9.8%用于石油添加劑,12.0%用于聚合物改性,6.4%用于其他領域。隨著我國汽車工業以及城市基本建設和軌道交通建設的不斷發展,預計2020年我國對EPR的總需求量將達到50萬t,其中汽車部件和聚合物改性仍將是EPR主要的兩大消費領域。
近幾年,我國EPR市場價格總體呈不斷下降的趨勢。以EPDM 4045為例,2012年12月市場價格降至全年最低價格3.21萬元·t-1;2013年1月市場價格為全年最高價格3.12萬元·t-1,9月降至全年最低價格2.21萬元·t-1;2014年由于原材料價格低迷以及下游需求疲軟,市場價格繼續下跌,8月市場價格為全年最高價格2.39萬元·t-1,11月降至全年最低價格2.16萬元·t-1;2015年市場價格整體呈現下降趨勢,1月市場價格為全年最高價格2.35元·t-1,12月降至全年最低價格1.87元·t-1。我國EPR市場價格持續下降的原因一是由于原油價格下跌,導致乙烯和丙烯價格下跌;二是進口產品價格下降;三是輪胎和橡膠制品的需求相對低迷。預計未來一段時間,由于新建裝置投產,再加上新技術的采用,EPR的生產成本可能會有所降低,EPR市場價格仍將處于低位,并在合理且穩定的范圍內小幅波動。近年我國EPDM 4045市場價格走勢見圖2。

圖2 近年我國EPDM 4045市場價格走勢
目前,我國EPR產不足需,發展前景廣闊,但也面臨嚴峻的挑戰。
(1)世界EPR的生產能力總體過剩,但各地區之間的發展不平衡,未來產能主要集中在包括我國在內的亞太地區,一些生產能力過剩的國外EPR生產企業必將進一步加大對我國市場的爭奪。
(2)今后幾年,我國將新建或擴建多套EPR生產裝置,這一方面將緩解EPR的供需矛盾,但另一方面如果這些項目均能夠達產,我國將會逐漸呈現EPR產能過剩局面,供需格局也將發生變化,尤其是外資或合資企業,將以其技術特色和產品優勢對我國生產企業形成較大威脅。如中國石化三井彈性體有限公司采用茂金屬催化劑生產EPR,產品加工性能好,結構可控,品種牌號范圍廣,生產成本低;朗盛常州化工有限公司新建裝置采用Keltan ACE催化劑技術生產EPR,不僅可以降低生產能耗,并且催化效率高,無需進行催化劑萃取,可以生產出充油EPDM和大相對分子質量的EPDM,這些企業將對我國EPR生產企業形成較大威脅。
為此,我國發展EPR應注意以下幾點。
(1)EPR相關企業應對市場進行深入調查研究,從原材料、技術、市場、研發和售后服務等方面充分論證新建或擴建EPR項目的可行性,避免盲目新建或擴建EPR生產裝置。
(2)加強對現有EPR技術的消化與創新,開發擁有自主知識產權的EPR生產技術,尤其是在催化劑方面,除釩催化劑外,還應該開展高效鈦催化劑和茂金屬催化劑及其工業化應用的研究,以提升我國EPR生產的整體技術水平。
(3)加大EPR新產品的開發力度,以滿足我國下游領域對高端EPR的需求。