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高效率
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第一节 气相二氧化硅行业产业链概述
气相二氧化硅行业产业链简图
一、上游原材料生产情况分析
（一）主要原材料产量情况
2005-2009年气相二氧化硅上游主要原材料——四氯化硅产量增长统计表
单位：吨
（二）主要原材料供应厂家情况
2009年气相二氧化硅上游主要原材料——四氯化硅供应厂家情况统计表
单位：吨
二、上游原材料需求情况分析
（一）主要原材料应用领域概况
四氯化硅是无色透明的发烟液体，具有难闻的窒息性气味，在潮湿空气中易水解生成氯化氢，在干燥的空气或者氧气中加热可以生成氯氧化硅;与氢作用时生成三氯硅烷和其他氯代硅烷;与胺、氨能迅速反应生成氮化硅聚合物;与醇、酚反应生成硅酸醋类;与有机金属化合物反应生成有机硅烷。四氯化硅还可应用于生产有机硅化合物，如硅酸醋、有机硅油、高温绝缘漆、有机硅树脂和耐热衬垫材料;高纯度四氯化硅可以生产多晶硅、高纯二氧化硅、石英纤维材料;四氯化硅在军事工业中用于生产烟幕弹，在冶金工业中用于生产耐腐蚀的硅铁，在铸造工业中用作脱模剂等。
（二）主要原材料应用领域消费量统计表
2009年气相二氧化硅上游主要原材料——四氯化硅应用领域消费量统计表
单位：吨
（一）下游主要行业发展概述
1、合成树脂行业概述
2009年合成树脂化工产品市场走势相对平和，没有08年的跌宕起伏，变化莫测，一直围绕循序渐进的思路历程务实走过和风细雨和一缕缕阳光，最终摆脱了金融海啸和市场暴跌的阴影。总之，全球经济渐渐复苏，市场需求面也适度启动，对2009年市场得以平稳过渡起了关键作用。
2009年1、2月份市场较为淡静，价格僵持，交投不旺；进入3月份，随着商家、下游厂家节后返回市场购买的增加，以及原油、外盘价格一路高企的有力配合，国内市场行情全面启动，价格稳健上行；进入5月份，随着季节性需求淡季意向的深入，市场呈现了明显跌势，市场进入了一个低迷的瓶颈时期，成交方面较为疲滞；步入7月份，市场迎来久违的曙光，在油价、外盘、石化价格高开的牵引下，市场价格节节攀升，直至8月份市场、石化价格创新高，幅度在1500-2000元，到达鼎盛时期，成交火爆。进入九月份以来，“高处不胜寒”的担忧与抵触情绪油然而生，题材炒作气氛减弱，尤其市场需求和经济环境超出预期，市场购买信心受挫，市场进入理性回调阶段；经历9、10月份市场盘整的洗礼及季节性需求旺季来临，11-12月份市场渐渐复苏和升温，市场价格振荡上行，并展开了平和、稳步的行情之旅，少了投机和炒作，多了一份理性、沉稳，成交稳健开启。截止到12月底，综观全年走势，不难看出09合成树脂市场行情较为平实，没有大起大落，一点一滴慢慢攀登，市场价格由年初的7000-8000元冲高到年底的11000-12000元。
1）PP市场
PP市场利好一环紧扣另一环。7月以前PP市场在原油及需求疲软的打压下，价格持续走低，商家心态不稳，出货积极，市场货源有所增多，销售压力也由此增大，加之下游接货意向不强，买卖双方僵持局面尚难打破，空头仍占主导地位。10月，11月份在原油走高给市场建立了一定的信心之后，石化不失任何时机的特长再次发挥。在中石化华中、中石化华南、中油华南等企业的带动下，石化开始大范围的上调出厂价格。涨价的忙涨价，暂时不涨的也开始“放风”，石化紧密配合原油涨势推高市场的用心可谓良苦。但是就目前来看，其起到的作用也难以摆脱和原油一样的宿命，市场的反应并不明显。
2）PE市场
2009年5月份PE市场受下游需求疲软影响，交投气氛清淡，市场报价多数时间阴跌走软，商家心态低迷，保持快进快出轻仓操作。11月份，大雪封路，PVC生产企业电石到货紧张，开工有所降低PVC库存减少，同时PVC货源外发困难，市场货源紧张中间商惜售，电价上调，氯碱企业生产成本增加，原油、PVC期货高位运行，通胀预期加强。
3）ABS市场
2009年4月国内ABS市场呈现先涨后跌的特点。6月国内ABS市场行情辗转，简单用十个字来概括上涨—观望—阴跌—弱势盘整。9月国内ABS市场呈现“头尾跌，中间稳”的特点。延续8月市场走势，9月初国内ABS市场惯性下滑，疲势难改。成交持续不畅，低价货源消化缓慢，中间商抛压要求强烈。12月受原油止跌反弹和整体塑市氛围向好影响，国内ABS市场小幅走高，交投气氛较前期有所好转。但下游工厂需求稳定，中小下游用户整体开工不高，进货颇为谨慎。
4）PS市场
原料与PS价差进一步拉近，成本压力下，PS方面“不敢落后”。由于8月末市场销售压力巨大，石化厂家在9月初普遍大幅下调报价，是行情下跌的引子。进入10月，原本是空调生产的淡季，但国内知名的空调生产企业近来却迎来了久违的繁忙。生产略有小幅增长。原本这些订单应该从6月份就陆续传来，但受国际金融危机影响，今年推迟了两三个月。10月形势虽已好转，但海外市场乌云未尽散企业还需加倍小心。在11月4、5日左右伴随苯乙烯原料出现强势上扬态势，市场商家把握时机，市场价开始快速跟涨。
2、硅橡胶行业概述
由于各国各地区产业结构不同，有机硅的高层结构也不尽相同，如美国硅橡胶占有机硅市场的25～30％、欧洲约占40％、日本则超过50％，其中近一半为热硫化硅橡胶，我国硅橡胶占的比例更大，约60％。在我国，热硫化硅橡胶主要用于电子电气工业、办公自动化装备及汽车工业，随着国民经济的发展，对热硫化硅橡胶的需求正以每年不低于20％的速度增长。
热硫化硅橡胶生产技术复杂，产品附加值高，在世界有机硅市场上，其销售量份额约占10％，销售额则高达30～40％。热硫化硅橡胶的用途可大致分为挤出成型制品35％，模压制品30％，电线电缆用30％，涂覆材料用5％，消费量增长率为4～6％。在发达国家，热硫化硅橡胶生胶及混炼胶的生产规模和生产技术已达到较高水平，早在60年代初期美国DowCorning公司就有了千吨级连续聚合装置。在我国最早从事热硫化硅橡胶研究和和生产的单位主要有晨光化工研究院和吉化公司研究院等，第一套生产装置建于1960年，生产规模为5t/a。到现在，全国已建成生胶生产装置40多套，总生产能力近8万吨。但国内的硅橡胶生产厂家普遍存在生产效率低，配套技术不完善，生产高档次混炼胶少等问题。
目前我国硅橡胶混炼胶消费量超过世界消费量的10％，增长最快的硅混炼胶应用领域是制作导电按键（keypads）。生产厂集中在深圳、厦门、南通等地区，按键胶已成为热硫化硅橡胶的最大用户；硅橡胶绝缘子及避雷器是代替瓷、玻璃钢绝缘子、避雷器的第三代产品，可在恶劣的气候环境中使用，现在国外已将其大量用于输变电系统中，我国在沿海发达地区已开始采用，市场前景十分广阔；用硅橡胶制作的汽车用密封胶在我国用量达数万吨，其中热硫化硅橡胶约3000吨，而且随着汽车档次的提高，硅橡胶的用量还会大幅度增加；此外，硅橡胶在电力电缆、核电站、船舶等的控制电缆，电子机器的内部配线，电动机、彩电等的引出线方面都有很好的应用前景。
在民用方面，用热硫化硅橡胶制造的哺乳瓶的奶嘴、热水瓶塞子、高压锅垫圈以及食品自动售货机的软管等已大量使用，一些生胶和混炼胶已出口到国外，如晨光化工研究院的奶嘴用混炼胶连续几年出口到伊朗，标志着我国硅橡胶产品已经进入国际市场。在现代医学领域，硅橡胶已获得十分广泛又重要的用途，如用于制造硅橡胶防噪音耳塞、硅橡胶胎头吸引器、人造血管、鼓膜修补片、人造气管、人造肺、人造骨、硅橡胶十二指肠管等，功效都十分理想。
（二）下游各行业近几年增长情况
2005-2009年下游合成树脂行业产量增长情况统计表
单位：万吨
2005-2009年下游橡胶行业产量增长情况统计表
单位：万吨
（一）合成树脂行业
胶衣树脂是使用气相二氧化硅最广泛的产品，目前尚无其它产品可取代。好的材料，好的配方加上好的分散条件可以使用户只使用少量的气相二氧化硅即可得到很好的触变性能。如在43．5％苯乙烯含量的邻苯二甲酸型不饱和树脂中，只需加人2.0％的N20即可达到4．8的触变指数。这个触变指数对国内的胶衣施工工艺而言已满足要求。
（二）橡胶行业
改性气相二氧化硅通常应用于高温硅橡胶，能够改善二氧化硅粒子与聚合物的亲和性，根本消除结构化现象，对硅橡胶起到补强作用，使硅橡胶的拉伸强度可由补强前的0.3MPa提高到14MPa左右。改性气相二氧化硅对高温硅橡胶的补强作用效果与气相二氧化硅粒径大小、粒径的分布、杂质的含量、表面pH值的高低以及所选用的处理剂均有关系。如Degussa公司的改性二氧化硅Aerosil-R812，其表面积为260±30m2/g-1，平均粒径为7nm，pH值在5.5~7.5之间，采用六甲基二硅氮烷为改性剂，该种改性产品主要用于高温硅橡胶。
就气相二氧化硅行业而言，上游原材料行业的价格直接影响着企业的盈利能力。两者的关系可以分为几个阶段：第一种是原材料价格上升初期，这一时期市场上原材料价格上升并带动企业产品售价上升，但此时企业存货仍处于低价(前期采购的)，企业盈利空间快速扩大。第二种是原材料价格上升中后期，这一时期虽然产品售价能够与原材料价格同步上涨，但由于存货成本随采购成本逐步上升，企业利润空间开始缩小。第三种是原材料价格回落前期，这一时期市场上原材料价格回落，产品售价亦跟随回落。但前期采购的原材料等存货成本仍处于高位，企业利润空间被快速挤压。第四种是原材料价格回落后期，这一时期原材料和产品价格继续回落，存货成本亦跟随采购成本逐步下降，企业利润空间有所扩大。但由于存货成本仍高于市场价格，企业利润空间较小。下游行业的需求决定了气相二氧化硅行业的规模。市场的容量直接影响着气相二氧化硅产品行业的发展，没有下游行业需求的商品生产，是不能实现最终交易的生产。
第五节 气相二氧化硅基本生产技术、工艺或流程
化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，高温下反应而成。反应式为：SiCl4＋2H2＋O2—>SiO2＋4HCl。空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相二氧化硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4～6即为成品。
第六节 气相二氧化硅新技术研发、应用情况
广州吉必时科技实业有限公司采用有机硅单体工业副产品甲基三氯硅烷为原料，成功批量生产出纳米气相二氧化硅，至此，该公司已成为世界上少数掌握此核心技术的公司之一。这个2500吨／年二氧化硅项目的投产，不仅将扩大国产气相二氧化硅在国内的市场份额，还将从根本上解决我国有机硅工业发展的“瓶颈”问题，为大量的有机硅单体副产物甲基三氯硅烷找到出路。
近几年来，随着我国有机硅单体产量的大幅提高，其副产物甲基三氯硅烷及高低沸物的出路问题也影响了有机硅工业的健康发展。如果仅将其作为硅树脂或防水涂料用量十分有限，而在国外将其用于制备气相二氧化硅已成为发展趋势。此次吉必时公司建成的气相二氧化硅生产装置，完全采用有机硅单体副产物甲基三氯硅烷为原料，在氢氧火焰中高温水解制取气相二氧化硅，然后经过聚集和脱酸等后处理工艺，再通过真空压缩包装得到成品。其副产物盐酸则用于合成氯甲烷，此工艺的最大优点是实现了资源的循环利用，取得了良好的社会和经济效益。
第七节 气相二氧化硅国外技术发展现状
国外气相二氧化硅的表面改性研究起步于六七十年代，经过近四十年的发展，已经达到很高的水平，相应的核心技术也主要掌握在Degussa、Cabot、Wacker、Tukuyama等少数几家国外大公司之中。研究工作的重点包括改性的方法、改性的工艺、改性剂的选择，其中，德国、美国、日本有大量的专利发表，代表着气相二氧化硅疏水改性的最高水平，也引导着整个行业的发展趋势。
第八节 气相二氧化硅技术开发热点、难点分析
让气相二氧化硅有效发挥作用的关键是确保其在树脂中获得适当的分散。分散设计越好，则有效性越好。对树脂行业而言，气相二氧化硅的分散可以使用多种方法，例如碾磨，高速剪切，球磨，砂磨，超声波分散等等，其中前两种方法使用的更多。就主要的分散步骤而言也有两种，即所谓的一步法和两步法一步法是指将气相二氧化硅加入树脂中直接得到所需要的一定含量的产品，一步法的特点是生产工艺简单，比较适合大批量，产品单一的生产。两步法是先将气相二氧化硅以较高的比例分散人树脂制成母料，然后再加入树脂稀释到一定的比例。两步法的特点是由于体系粘度较高，分散时剪切力较大，气相二氧化硅的分散较好，适合多品种生产。
第九节 气相二氧化硅未来技术发展趋势
随着近几年技术的不断进步，纳米气相二氧化硅的表面改性和处理工艺向着高效率、低能耗、循环化的方向发展。如Wacker公司在对气相二氧化硅进行在线疏水处理时，加入了一种疏水性助剂，能够显著地降低气相二氧化硅改性和处理过程中的能源消耗并能够大大提高生产效率和产品的质量；Degussa公司对气相二氧化硅的在线处理则是采用了一种资源有效循环利用的方法，将表面处理过程中产生的废气循环到燃烧炉的上方，这样既可减少对环境的污染，同时也能保证产品的质量。此外，Cabot、Wacker、Degussa等国外大公司在硫化床的结构设计方面也进行了大量研究工作，不仅减少了处理剂的用量，还减少了后处理工序，处理工艺更趋合理高效。也就是说，国外的大公司都各有自己的特色和优势。
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