有机硅资料

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有机硅是新材料。

有机硅不但是七大战略性新兴产业之一新材料产业的重要组成部分,而且是其它产业不可或缺的配套材料,在发展战略性新兴产业中具有举足轻重的作用。

中国有机硅工业经过50多年的发展,已形成生产企业众多、产品种类齐全、与其他产业关联度高,发展潜力和市场前景巨大的高新技术产业。

有机硅具有独特性能。

由于硅在化学元素中独有的兼具有机和无机的性质,其Si-O-Si独特的结构决定了有机硅产品的独特性能是在诸多领域是难以被替代的,有机硅化合物是指分子结构中含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物;以重复的Si-X 键为主链的线型或环状聚合物叫有机硅聚合物;通常所说的有机硅即指有机硅聚合物。

有机硅行业产业链图
有机硅产业链。

生产有机硅的基础原料主要有金属硅、甲醇、氯化氢及其他配合剂,最重要的有机硅单体是甲基单体,其次是苯基单体和乙烯基单体。

甲基单体占单体总量的90%以上,是整个有机硅工业的基础和支柱;有机硅中间体主要有各种硅氧烷环体及基础硅油、硅橡胶基础胶料等;由单体及其中间体出发,经各种反应,或添加各类填料及助剂,进一步加工成硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂等各种终端产品。

前三种是由氯硅烷单体经水解、裂解、缩聚为聚硅氧烷,再与各种助剂、添加剂或填料等一起加工制成,而硅烷偶联剂是有机官能基硅烷,一般为非聚合物。

此外,气相白炭黑是以有机硅副产物为原料,又主要用于有机硅生产的与有机硅关系十分密切的含硅化合物。

有机硅行业现状及市场需求
有机硅行业产能分析。

统计有机硅行业产能,我们主要以单体和折算100%硅氧烷的产能为标的。

全球的有机硅单体产商主要包括道康宁、迈图、瓦克等,2010年产能总计435万吨/年。

国内共有甲基氯硅烷单体厂16家,总产能约176万吨/年,单套设备生产能力达到10万吨/年,基本实现了规模化生产;苯基氯硅烷单体产能约8500吨/年,主要是一苯基三氯硅烷,二苯基二氯硅烷供应紧张,甲基苯基二氯硅烷基本处于空白。

目前,国外有机硅单体生产商通过独资、合资等方式,纷纷在国内设厂,未来有机硅单体的产能扩张主要集中在中国地区。

表:目前国内有机硅生产商产能(单位:万吨)
公司 2011年产能 2011在建规划
蓝星星火 20 30 20
新安化工 10
新安迈图 10 20
浙江合盛 16 40
四川北方 3 7
山东东岳 16 20
江苏宏达 6
山东金岭 10
浙江中天 6 10
江苏弘博 6 14
山西三佳 6 6 34
唐山三友 6 12
湖北兴瑞 6 12
浙江恒业成 5 10 20
江苏梅兰 4
鲁西化工 6 20
道康宁 40
合计 176 53 222
硅橡胶产品一家独大。

硅橡胶作为有机硅产业的主要下游产品,主要分为高温硫化硅橡胶和室温硅橡胶,在我国整个有机硅产品结构中,占比接近70%。

其中,高温硅橡胶以甲基乙烯基硅橡胶为主,生产比较集中;混炼硅橡胶及其制品由于品种多样,灵活多变,生产比较分散;2010年我国高温硫化硅橡胶生胶产能35万吨/年,产量约25万吨,“十一五”期间增长了两倍多;受苯基单体供应和质量的影响,苯基硅橡胶只有个别单位小批量生产且品种牌号少,产品主要用于军工配套和部分特殊场合。

“十一五”期间随着我国建筑、电子电器、汽车、玩具和工艺品等行业的快速发展,对室温硫化硅橡胶的需求量迅速扩大,尤其是工业和民用建筑的超常规发展推动了室温硫化硅橡胶的迅速发展;2010年我国有机硅建筑密封胶总产能约45万吨/年,产量约38万吨,加上电子、汽车及模具硅橡胶,室温硫化硅胶总产量约43万吨。

硅油和硅树脂占比较小。

对比硅橡胶,国内硅油生产单位虽然较多,但规模小、产量不大,且大都为通用型产品,高端市场所需硅油产品主要依赖进口;2010年我国各种硅油总产能约14万吨/年,产量约8万吨。

硅树脂在有机硅材料中所占比例也不大,估计2010 年硅树脂产能约2万吨/年,产量约1.3万吨;未来随着甲基单体的发展,甲基三氯硅烷将大量过剩,加上今后几年我国苯基氯硅烷会有较大发展,将推动硅树脂的生产和应用。

硅烷偶联剂和气相白炭黑值得关注。

“十一五”期间我国硅烷偶联剂发展迅速,品种不断丰富,品质不断提高,产量快速增长,成本大幅下降,技术水平不断提升;2010年我国硅烷偶联剂产能从“十一五”末的2.5万吨/年快速增长到12万吨/年,年均增长率约37%,约占全球硅烷总产能的50%。

此外,“十一五”期间气相白炭黑随着有机硅和多晶硅工业的高速发展出现井喷式增长,2010年生产企业已近20家,总产能约6万吨/年,产量超过4万吨,消费量3.7万吨;国内企业产品主要以亲水低牌号品种为主,外资和合资公司产品仍然占据国内大部份市场。

专家认为,硅烷偶联剂和气相白炭黑是有机硅产品中最值得关注和研究,这两种产品的市场前景看好,期待有以生产这两类产品的公司上市。

有机硅行业特点和发展趋势
中国已成为有机硅材料的最大消费国。

由于纺织,电子、电器产品的大量出口和国内建筑、纺织、汽车、日化等行业对有机硅材料的旺盛需求,推动和促进了我国有机硅材料的发展。

2010我国硅氧烷消费量达到55.5万吨,占全球总量的36%,成为全球有机硅的最大消费国;中国以加工制造业为主的产业格局,造成了中国有机硅消费结构与全球其它国家和地区有很
大差别,其它国家和地区硅橡胶和硅油占比平均,中国则以硅橡胶为主。

中国正在成为世界有机硅单体生产中心,单体生产技术水平提高。

“十一五”期间全球除中国和韩国外没有新的有机硅单体项目建设,我国甲基单体生产厂家则从3家发展到15家,总产能从20万吨/年扩大到170万吨/年。

目前,全球最大的3家有机硅公司都在华建了单体生产装臵,2010年全球有机硅单体产能约435万吨/年,中国约占40%。

单套设备产能达到10万吨,二甲基二氯硅烷选择性等主要技术指标与国外大公司差距进一步缩小,部分企业达到世界先进水平。

由于中国在资源、市场、劳动力成本及技术配套能力等方面的优势,全球有机硅单体生产正逐步向中国转移。

全行业继续保持高速发展势头,大企业雏形显现。

在国家相关政策支持和电子信息、汽车、纺织、房地产等行业需求增长的拉动下,有机硅行业迅速走出了2008 年世界经济危机的阴影。

2010年我国硅氧烷表观消费量达到55.5万吨,是2005年21.4万吨的2.6倍,十一五期间年均增长率为21%,国产品率也从40%提高到74%。

相关企业凭借各自的优势,在扩大产业规模和上下游产业一体化上下功夫,做大做强,出现了一批规模较大,具有竞争优势的企业。

就单体而言存在蓝星、新安、合盛等公司;硅橡胶而言有东爵、宏达、新安、白云、之江等公司;产业链一体化则包括蓝星、新安、合盛等公司。

硅产业链不断延伸和拓展,应用领域不断拓展。

以硅的化学利用为主线的产业链不断延伸和拓展,形成了两条较为完整的产业链,经济效益、社会效益和环保效益进一步提高,可持续发展能力增强。

一是从金属硅到有机硅单体,再到基础聚合物和各种深加工产品;二是从金属硅到三氯氢硅和烷氧基硅烷,再到硅烷偶联剂、多晶硅、气相白炭黑及各种衍生功能型硅材料。

在建筑、汽车、纺织、电子电器等传统应用领域继续保持稳步增长;在新能源、节能环保、医疗卫生及高端制造等方面不断开发出新的用途,扩大了有机硅的应用领域;特别是在太阳能电池、LED、个人护理用品、轨道交通以及替代石油基产品等方面,有机硅的应用得到快速发展。

行业供需状况
有机硅行业高速增长。

随着世界经济的发展,有机硅产品应用领域不断扩大,全球有机硅工业一直以高于经济增长速度发展。

2010年全球有机硅产品的消费量(按100%硅氧烷计)约155万吨,产品市值约150亿美元,近5 年年均消费增长率为6.2%。

以美国为例,2000年-2007年,美国有机硅消费年均增长率为1.5%。

受金融危机的影响,2008和2009年消费量有所下降;2009年美国有机硅产量(折100%硅氧烷)约35万吨,消费量约26.1万吨,总市值约27.8亿美元;预计2014年美国硅氧烷需求量将达到31万吨,年均增长率约3.5%。

对于中国,2010年,有机硅(折100%硅氧烷)产能85万吨,产量约41万吨。

消费量55.5万吨,总市值超过200亿元,“十一五”期间年均增长率为21%,远高于全球平均或其他国家和地区,是全球有机硅产业发展的主要推动力。

2010年我国硅氧烷消费量约占全球总消费量的36%,成为有机硅材料的最大消费国。

预计“十二五”期间,我国有机硅消费年均增长率将保持在18%左右,2015年硅氧烷表观消费量约130万吨,折合有机硅单体约260万吨。

“十二五”有机硅行业规划
“十二五”期间有机硅行业发展总目标。

合理控制甲基单体总量,提高准入门槛,限制新建单套规模10万吨/年以下的生产装臵;降低原料和能源消耗,提高资源综合利用水平,提高生产技术水平和产品质量;大力发展苯基、乙烯基、烷氧基硅烷等特种单体;加大中间体和下游中高端产品的研发力度,提高产品的技术含量和附加值,向技术密集型和质量效益型转变;加强产品的应用研究和技术服务,不断拓展新的应用领域,提高行业核心竞争力。

针对单体,甲基单体产能达到300万吨/年,除满足国内需求外,进一步扩大出口比重,形成3-5家有国际竞争力的骨干企业。

开展苯基硅氧烷环体合成及分离技术研究,制备出满足聚合要
求的高纯度产品。

针对下游产品,硅橡胶要抓好产业提挡升级工作,围绕替代石油基合成橡胶以及力、电器、汽车、高端制造等行业的需求开发新产品,同攻克长期困扰行业的技术难点;硅油产品要针对不同品种及应用领域实现产品的配套化和系列化,硅油、改性硅油及其二次加工品总数达到500个;硅树脂则需加大硅树脂发展力度,扩大产量,增加品种,改进质量,提高国产化比例,替代进口,满足内需。

同时,重点开发无溶剂型硅树脂,高品质LED和太阳能电池封装用硅树脂,有机硅改性树脂,防水、防雾、防冰有机硅涂料、硬质有机硅涂料等品种。

“十二五”期间有机硅行业发展环境。

有机硅行业符合产业政策,国家鼓励发展。

其快速发展的大市场,初步形成了自我发展的产业基础及人才队伍,积累了可持续发展的技术基础,日益完善的配套条件,国际市场需求旺盛,出口潜力较大。

目前,有机硅行业产品已经进入《中国高新技术产品目录》、《鼓励进口技术和产品目录》、《鼓励外商投资产业目录》、《产业结构调整指导目录》、《石化产业调整振兴规划》、《石油和化工产业振兴支撑技术指导意见》、《石油和化工产业结构调整指导意见》等相关目录,属于新材料产业“十二五”重点产品。

有机硅行业未来重点发展领域。

建筑、汽车、电子电器、纺织、日化等行业是有机硅的传统应用领域,也是目前有机硅产品的最大用户,今后仍将是有机硅材料的主要应用领域。

估计2010年我国汽车行业用有机硅材料约为2.5万吨,2015年将达到8万吨/年,成为有机硅市场的重要增长点;日化领域消费硅油约2万吨/年,占硅油消费总量的20%,今后有机硅在该领域的增长率将会高于其他行业。

2010年有机硅材料在太阳能电池、LED和风电设备等新能源产业的用量约1.5万吨;预计2015年我国太阳能电池产量将超过50GW,可直接拉动有机硅消费约5万吨/年。

同时,由于有机硅的独特性能,未来部分产品能够替代石油基产品,如硅橡胶和硅树脂等。

信息功能材料与器件是一个科学内涵极丰富、创新性极强、应用前景极广阔、社会经济效益巨大的领域,极有可能触发新的信息技术革命。

碳化硅晶体作为信息功能材料与器件,已列入到国家中长期科学与技术发展规划,是符合国家长远利益和国家发展战略的信息功能材料之一。

以氮化镓和碳化硅等为代表的第三代(高温宽带隙)半导体材料,以其优异的物理和化学性能在国防、航空、航天、石油勘探、光存储、显示以及白光照明等领域有着重要应用前景,市场潜力巨大。

在半导体器件的应用方面,随着碳化硅生产成本的降低,碳化硅由于其优良的性能而可能取代硅作芯片,打破硅芯片由于材料本身性能的瓶颈,将给电子业带来革命性的变革。

目前碳化硅的主要应用领域有LED固体照明和高频率器件,未来手机和笔记本电脑的背景光市场将给碳化硅提供巨大的需求增长。

而由于一些特殊方面的应用,国外碳化硅生产企业对中国进行禁运,而碳化硅晶体巨大的技术壁垒又导致中国国内到目前为止仍没有企业能够生产,因此,国内下游企业和研究机构都在“等米下锅”。

目前全球主要碳化硅晶片制造商美国Cree公司在NASDAQ上市的Cree公司的碳化硅晶片产量为30万片,占全球出货量的85%。

是全球碳化硅晶片行业的先行者,为后续有自主创新能力的企业开拓了市场和发展路径。

从上面的阐述可以看出,国内谁先产业化谁就占有先机,国内天富热电和山大华特下属公司目前分别正在进行产业化运作或实验室阶段的研究,投资者可重点关注他们的产业化进程。

有机硅行业目前处于底部,未来长期持续发展。

参考有机硅中间体硅氧烷的价格走势,目前已经接近生产成本价格,以此价格销售生产企业处于微利或微亏的状态,而且,有机硅单体已呈现产能过剩的状态,由此专家判断,有机硅行业目前正处于底部,再往下走的概率较
小,未来将处于窄幅振荡态势。

由于有机硅行业与宏观经济、经济发展密切相关,未来何时出现业绩拐点,专家目前也无法准确予以断言。

根据国家对有机硅材料的产业政策和“十二五”规划的鼓励政策判断,有机硅仍属于朝阳产业,未来长期持续增长可期。

对于未来有机硅行业的热点领域和投资标的,未来将出现有机硅单体行业整合,产业链一体化的大型企业更具有竞争优势,同时,行业机会将出现在产业链下游,下游新产品研发能力强的企业将会成为很好的投资标的。

长期看好产业链一体化的新安股份,也比较认可下游产品开发能力较强的回天胶业和硅宝科技。

此外,专家从国内外有机硅下游产品结构不同的情形判断,未来硅油产品应该有较快的发展,他同时强调,建议关注国内从事硅烷偶联剂和气相白炭黑的企业,未来这两种产品的是市场前景看好,值得研究和关注
来自单体合成装置的粗单体首先进入脱高塔,在该塔塔底分离出高沸物,脱高塔塔顶出料进入脱低塔;脱低塔塔釜出料进入一甲塔,在一甲塔塔顶得到一甲基三氯硅烷(以下简称一甲)产品;一甲塔塔釜出料进入二甲塔,二甲塔塔底侧线采出二甲成品,釜液返回脱高塔,塔顶冷凝液返回一甲塔;脱低塔顶出料进入脱轻塔分离,从脱轻塔顶得到低沸物,塔底物料作为含氢塔进料;含氢塔塔顶得到一甲基二氯硅烷(以下简称一甲含氢)单体,塔釜物料进入共沸塔;共沸塔塔顶得到三甲一四氯化硅共沸物,塔底物料进入三甲塔;从三甲塔塔顶得到三甲基一氯硅烷(以下简称三甲)产品,塔底物料返回脱低塔。

单体分离装置是将从单体合成装置送来的粗单体经连续精馏分离得到各种精
单体。

工艺特点如下:
(1)采用先脱高、后脱低的八塔连续工艺流程,分别获得多种高纯度的精单体。

(2)为了防止空气中的水分进入系统,各精馏塔系统均采用正压系统,各贮槽
均设置了氮封系统。

(3)为了降低塔高、提高分离效率,除脱高塔提馏段采用板式塔盘,其余各塔
均采用金属丝网波纹填料。

(4)所有输送单体的泵均采用无泄漏的屏蔽泵。

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