閔 東 輝

(中國石化集團資產(chǎn)經(jīng)營管理有限公司巴陵石化分公司，湖南 岳陽 414014)

過氧化氫水溶液俗稱雙氧水，具有較強的氧化性，化學性質(zhì)活潑，很容易分解為氧氣和水，是一種環(huán)境友好、用途廣泛的無機化工原料和精細化工產(chǎn)品，常作為氧化劑、漂白劑、消毒劑用于紙漿漂泊、紡織印染、污水處理、化工合成、食品醫(yī)藥、環(huán)境保護、軍工電子、冶金等領域[1]。近年來，隨著國內(nèi)己內(nèi)酰胺、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷等綠色生產(chǎn)工藝的快速發(fā)展，雙氧水行業(yè)展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展空間[2-3]，同時也帶動了雙氧水生產(chǎn)工藝的不斷革新，雙氧水行業(yè)逐步呈現(xiàn)出規(guī)模化、一體化和低成本化發(fā)展趨勢。作者分析了雙氧水的生產(chǎn)、供需、消費現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并提出行業(yè)發(fā)展建議。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

雙氧水的生產(chǎn)方法主要有電解法、蒽醌法、異丙醇法、氧陰極還原法和氫氧直接化合法等，蒽醌法是生產(chǎn)雙氧水的主要方法[3-5]，國內(nèi)99%以上的雙氧水裝置采用該工藝。根據(jù)氫氣反應器的類型,蒽醌法可分為固定床和流化床工藝。采用固定床工藝的裝置達到一定的規(guī)模會出現(xiàn)氫化塔傳熱性能差，反應氫效低(一般為5～8 g/L)，催化劑易板結，工作液易溝流、偏流和降解等問題，從而導致固定床裝置規(guī)模擴大到280 kt/a(以雙氧水質(zhì)量分數(shù)27.5%計，下同)以上時存在很難克服的技術障礙。流化床工藝能有效克服固定床工藝的缺陷，具有規(guī)模大、氫效高(可達8～17 g/L)、能耗低、催化劑易更換和安全性高等優(yōu)點。目前國內(nèi)采用流化床工藝的企業(yè)主要有索爾雅化學品公司、山東新龍集團、韓松電子材料有限公司、浙江閏土股份有限公司、贏創(chuàng)特種化學有限公司等，生產(chǎn)能力合計1 680 kt/a，其中贏創(chuàng)生產(chǎn)能力達到840 kt/a，是國內(nèi)單套產(chǎn)能最大的雙氧水生產(chǎn)裝置。我國流化床技術還處于規(guī)?；a(chǎn)的前期階段，氫氣反應器和過濾裝置的設計，以及粉末催化劑的研發(fā)等尚不成熟，預計隨著技術的發(fā)展，該工藝有替代傳統(tǒng)固定床技術的趨勢[4,6-8]。氫氣是雙氧水的主要生產(chǎn)原料，占雙氧水生產(chǎn)成本的70%左右，同類型的雙氧水裝置使用氯堿制氫比煤制氫的成本要低200 元/t 左右，具有更大的競爭優(yōu)勢。

2015—2019年，國內(nèi)雙氧水生產(chǎn)能力保持快速增長，由10 080 kt/a增至13 800 kt/a，年均增長率為9.2%。2019年國內(nèi)雙氧水企業(yè)共85家，其中生產(chǎn)能力在200 kt/a及以上的有28家，占比32.9%；生產(chǎn)能力在150～200 kt/a的有16家，占比18.8%；生產(chǎn)能力在100～150 kt/a的有17家，占比20%；生產(chǎn)能力在100 kt/a以下的有16家，占比28.2%。雙氧水產(chǎn)能不斷擴張的同時，部分產(chǎn)能因環(huán)保不達標、原料缺乏等問題也逐步被淘汰，如河南宏大化工有限公司、柳州盛強化工有限公司、山東濰坊星興聯(lián)合化工有限公司、河北新化股份有限公司、江蘇揚農(nóng)化工集團有限公司等，合計生產(chǎn)能力770 kt/a已經(jīng)退出市場[7-8]。2019年國內(nèi)200 kt/a以上雙氧水生產(chǎn)企業(yè)見表1。

表1 2019年國內(nèi)200 kt/a以上雙氧水生產(chǎn)企業(yè)Tab.1 Hydrogen peroxide producers with the production capacity over 200 kt/a in China in 2019

國內(nèi)雙氧水產(chǎn)能主要集中在沿海地區(qū)，2019年華東地區(qū)合計生產(chǎn)能力5 510 kt/a，占總產(chǎn)能的37%；山東地區(qū)生產(chǎn)能力3 370 kt/a，占總產(chǎn)能的23%；華中地區(qū)生產(chǎn)能力2 170 kt/a，占總產(chǎn)能的14%，其中河南宏大化工有限公司因環(huán)保問題長期關停，湖北融升醫(yī)藥科技有限公司因氣源問題長期停車，實際有效生產(chǎn)能力為1 740 kt/a；華南地區(qū)生產(chǎn)能力為880 kt/a，占總產(chǎn)能的6%，其中廣東省僅有3家企業(yè)，生產(chǎn)能力合計390 kt/a，約占總產(chǎn)能的3%；西南地區(qū)生產(chǎn)能力為540 kt/a，占總產(chǎn)能的4%；東北、華北、西北等其他區(qū)域生產(chǎn)能力保持相對穩(wěn)定。

受下游需求增長驅(qū)動，雙氧水產(chǎn)能快速擴張，2020年國內(nèi)仍將有約5 160 kt/a雙氧水產(chǎn)能投產(chǎn)，見表2。預計至2020年底，國內(nèi)雙氧水產(chǎn)能將超過19 000 kt/a(以雙氧水質(zhì)量分數(shù)27.5%計)，但不排除部分規(guī)模較小、技術落后和成本高的產(chǎn)能退出市場。

表2 2020年國內(nèi)計劃新增雙氧水產(chǎn)能Tab.2 New plans to increase hydrogen peroxide capacity in China in 2020

2 供需平衡分析

2015—2019年，隨著國內(nèi)雙氧水的生產(chǎn)能力持續(xù)增加和快速釋放，雙氧水的產(chǎn)量由7 700 kt增至10 750 kt，增長幅度為39.6%，年均增長率為9.9%。2015—2019年中國雙氧水開工率維持在70%～80%，2019年雙氧水企業(yè)平均開工率為78%，較2018年提高3個百分點。影響雙氧水開工率的主要因素有裝置及配套設施的穩(wěn)定性、裝置檢修、環(huán)保政策、安全檢查、滯銷脹庫等，特別是國內(nèi)一些氯堿裝置受環(huán)保政策影響，常有停產(chǎn)整頓現(xiàn)象。另外，近年來部分產(chǎn)能退出對雙氧水的開工率也有一定影響。進出口方面，由于雙氧水價值較低，物流要求和運輸成本高，雙氧水消耗以區(qū)域內(nèi)消化為主，雙氧水凈進口多年在20 kt/a以內(nèi)，對國內(nèi)市場影響很小。預計今后幾年，隨著國內(nèi)新增生產(chǎn)能力釋放，市場供過于求的趨勢加劇，高濃度的雙氧水出口量將擴大。2019年國內(nèi)雙氧水進口量在33 kt左右，主要進口國家和地區(qū)為韓國、日本、中國臺灣和泰國；出口量在21 kt左右，主要出口國家和地區(qū)為越南、韓國、馬來西亞和中國臺灣。2015—2019年國內(nèi)雙氧水供需情況見表 3。

表3 2015—2019年國內(nèi)雙氧水市場供需情況Tab.3 Supply and demand situation of China hydrogen peroxide market over 2015-2019

3 市場消費分析

雙氧水下游產(chǎn)業(yè)主要有己內(nèi)酰胺、造紙、紡織印染、污水處理以及環(huán)氧大豆油、環(huán)氧丙烷、二氧化硫脲、過碳酸鈉等化工合成和化工冶煉等。其中，2019年己內(nèi)酰胺消費雙氧水占比35%、造紙行業(yè)消費占比22%，紡織印染消費占比11%，污水處理消費占比13%，過碳酸鈉消費占比5%，環(huán)氧丙烷消費占比4%，環(huán)氧大豆、二氧化硫脲消費分別占比2%和1%，食品醫(yī)藥和化工冶煉等占比7%。2015—2019年，我國雙氧水消費量逐年遞增，年均增速為10%。2019年雙氧水需求量約4 600 kt，同比增長4%，但增速明顯放緩[6]。

3.1 造紙和紡織印染行業(yè)

造紙、印染行業(yè)曾是我國雙氧水的兩大傳統(tǒng)消費領域，其消費占比最高超過60%，但近年來隨著我國供給側改革的持續(xù)深入，安全環(huán)保要求的日趨嚴格，作為傳統(tǒng)制造業(yè)的造紙和印染行業(yè)產(chǎn)能大幅淘汰，占雙氧水的消費比例也降至33%。2019年，我國紙和紙制品產(chǎn)量107 650 kt，印染布4.824×1011m，呈現(xiàn)逐步萎縮狀態(tài)，見表4。

表4 2015—2019年國內(nèi)雙氧水主要下游產(chǎn)品產(chǎn)量Tab.4 Output of main downstream products of hydrogen peroxide in China over 2015-2019

國內(nèi)大多數(shù)造紙、印染企業(yè)未配套雙氧水裝置，特別是造紙企業(yè),采購量大而集中,在雙氧水市場采購方面具有主導地位。浙江、山東、廣東、江蘇和福建等省是我國的造紙和印染行業(yè)的主產(chǎn)區(qū)，也是國內(nèi)雙氧水的主要消耗區(qū)域[9-10]。

3.2 己內(nèi)酰胺行業(yè)

己內(nèi)酰胺行業(yè)的迅猛發(fā)展帶動了國內(nèi)雙氧水行業(yè)的快速發(fā)展，2019年己內(nèi)酰胺占雙氧水的消費比例為35%，成為雙氧水最大的消費領域。2015—2019年己內(nèi)酰胺產(chǎn)量由1 830 kt增至3 280 kt，對雙氧水的消費也由2 560 kt 增至4 590 kt，并呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢，見表4。國內(nèi)己內(nèi)酰胺裝置大多配套有雙氧水裝置，對外采購主要是補貨行為，隨著國內(nèi)己內(nèi)酰胺廠家雙氧水持續(xù)擴能，部分廠家也開始外售雙氧水。未來幾年國內(nèi)還有超過1 800 kt/a的己內(nèi)酰胺新增產(chǎn)能計劃，這些項目一般會配套雙氧水裝置，屆時雙氧水的產(chǎn)能還會大幅增加[11-12]。

3.3 環(huán)保行業(yè)

隨著新環(huán)保法的實施，環(huán)保政策的不斷深化，我國污水治理標準日趨嚴格，污水處理用雙氧水量也大幅增長，至2019年，污水處理占雙氧水消費比例增至13%?；て髽I(yè)處理污水的方式多是污水直接運到附近污水廠，由污水廠進行處理，但近來隨著污水治理標準趨嚴，部分地區(qū)尤其是華東、華南等區(qū)域，化工企業(yè)在將污水送到污水處理廠之前，須先進行預處理，當化學需氧量(COD)降到一定指標之后，才可送由到污水廠進行二次處理，此標準要求的提升，促使了污水處理用雙氧水量大幅增加。目前，雙氧水用于污水處理增長速度主要受制于許多企業(yè)不愿負擔污水處理生產(chǎn)成本，華東地區(qū)環(huán)保要求嚴格，雙氧水用在環(huán)保方面增速較快，其他區(qū)域增長較慢，后期的需求發(fā)展取決于地區(qū)環(huán)保政策的執(zhí)行力度。

3.4 化學合成及其他行業(yè)

國內(nèi)過碳酸鈉生產(chǎn)能力600 kt/a左右，主要集中在河南和浙江，消費雙氧水占比為5%；環(huán)氧大豆油生產(chǎn)能力約400 kt/a，主要分布在江蘇、廣東和河北地區(qū)，消費雙氧水占比為2%。過碳酸鈉和環(huán)氧大豆對雙氧水的需求占比不大，增長空間有限。雙氧水直接環(huán)氧法(HPPO)生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的廠家有中國石油化工股份有限公司長嶺分公司和贏創(chuàng)特種化學有限公司兩家企業(yè)，生產(chǎn)能力分別為100 kt/a和300 kt/a。目前HPPO法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷主要存在雙氧水和催化劑消耗成本高的問題，但屬于國家鼓勵的綠色生產(chǎn)工藝，由于國家對環(huán)保要求日趨嚴格，具有取代傳統(tǒng)氯堿工藝生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的趨勢，也是未來雙氧水發(fā)展最具潛力的增長點。預計2020年國內(nèi)將有350 kt/a HPPO法制環(huán)氧丙烷新增生產(chǎn)能力投產(chǎn)，折合雙氧水需求量為1 000 kt左右。雙氧水在食品醫(yī)藥、礦產(chǎn)、電鍍、鋰電等領域的需求存在一定的挖掘空間，但需求增長緩慢，對行業(yè)整體影響不大。

4 發(fā)展建議

(1)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，構建上下游一體化發(fā)展模式，從而降低企業(yè)生產(chǎn)、物流運輸各環(huán)節(jié)成本。與單一生產(chǎn)企業(yè)相比，配套先進制氫裝置的規(guī)?；?、一體化雙氧水生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品價格和質(zhì)量更具市場競爭力。

(2)與固定床雙氧水生產(chǎn)工藝相比，流化床雙氧水生產(chǎn)工藝氫效更高、流程更簡化、生產(chǎn)過程更安全。建議行業(yè)加快流化床雙氧水生產(chǎn)工藝的開發(fā)，如氫氣反應器和過濾裝置的設計，以及催化劑的研發(fā)、濃縮和凈化技術的研究等，不斷降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

(3)目前國內(nèi)大部分地區(qū)雙氧水供應處于飽和狀態(tài)，兩廣地區(qū)的雙氧水市場尚存一定的缺口，但后期該地區(qū)新建裝置計劃的企業(yè)較多，建議投資者充分分析該區(qū)域市場消費和當?shù)氐某杀緝?yōu)勢，謹慎決策，避免造成投資失誤。

(4)充分發(fā)揮雙氧水在有機合成方面的綠色工藝優(yōu)勢，拓展雙氧水應用領域，如環(huán)氧丙烷和環(huán)氧氯丙烷等雙氧水綠色生產(chǎn)工藝，與傳統(tǒng)的氯堿工藝相比，更加環(huán)保、消耗更低，具有更廣闊的發(fā)展空間。