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造纸化学品行业十二五发展规划

造纸化学品行业十二五发展规划

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  • 发布时间:2011-08-11 00:00
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造纸化学品行业十二五发展规划

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 一、行业发展现状与发展趋势

    (一)行业现状

    造纸化学品产业在我国已经形成一个崭新的高新技术产业。2009年我国纸和纸板的总产量达8640万吨,我国造纸用化学品的销售额大致为500亿~600亿元人民币,利税100亿~150亿元人民币,带动下游产业15000亿元人民币。从国家政策层面来看,造纸化学品项目已经被国家发改委列入国家当前优先发展的高技术产业化重点领域指南;在国家科技部颁布的科技型中小企业技术创新基金项目指南中,造纸化学品也被列入重点发展的领域。

    在造纸工业中,造纸化学品的应用对纸张的质量和生产的经济性起着决定性的作用,它们能赋予纸张各种优异的特殊性能(如抗水性、抗油性、湿强度、平滑性、印刷适性、柔软性等),能使较差的纤维原料生产出更薄、更白、更牢的纸;它们使生产过程优化、纸机运行速度提高。

    由于我国造纸工业增长强劲,几乎所有国际性制浆造纸化学品公司都先后以办事处、合资(或独资)企业形式进入我国市场。国内造纸化学品企业也在市场竞争中日益壮大。据不完全统计,全国有造纸化学品企业上千家,集中分布在造纸工业发达的沿海地区及广西、河南、湖北、湖南、江西、四川和东北三省。但整体而言,与国际上高度集中化的造纸化学品市场相比较,我国造纸化学品市场尚处于高度分散的状态,企业数量众多,规模相对较小。

    (二)主要问题和制约因素

    1.创新能力薄弱,品种针对性差、数量少,技术低水平重复多。

    从品种上来看,虽然许多产品品种国内均已有生产,但是由于产品的针对性差,这不仅限制了应用范围,也使生产规模上不去。从产品质量上看,与国外仍有一定差距。尤其是随着造纸行业的技术进步,大型高速纸机的应用,对造纸化学品的质量和稳定性提出了更高的要求。

    2.企业生产规模偏小,与国际大企业相比技术上存在明显差距,支撑全行业的大型骨干企业尚在形成。

    3.产品的应用技术研究还处于初级阶段。

    国内企业大都缺少专业的应用研究人员和测试设备,应用技术一般只停留在单个化学品的简单应用,达不到多种化学品综合应用、协同作战发挥整体作用的效果,由于应用技术不过关,造成用户集中在中小纸厂。

    4.造纸工业节能减排、清洁化生产所需的一些新品种尚待开发。

    (三)产业的发展趋势

    1.造纸化学品行业将呈现加快增长的趋势。

    随着国民经济发展的需要,我国造纸工业将继续保持平稳增长,十一五末到十二五初期,造纸工业一批重点项目陆续投产,如湛江晨鸣纸业有限公司年产70万吨商品浆和45万吨高档文化纸项目、APP金桂纸业年产30万吨浆、浙江荣成纸业有限公司年产30万吨高档箱板纸和40万吨高强瓦楞纸项目、贵州赤天化纸业有限公司年产20万吨竹浆工程以及山东华泰纸业公司铜版纸项目、玖龙纸业有限公司包装纸项目、恒安集团生活纸工程等,将给我国造纸化学品带来巨大的增长空间。

    2.产业规模、结构和布局进一步优化,形成一批支撑全行业的大型骨干企业。

    造纸化学品在我国已形成一个新兴产业,随着我国改革开放,全球一些知名度很高的公司都到中国从事造纸化学品的业务。这些大公司凭借先进的技术和雄厚的资金实力及全球化运作的经验和优势,大举进入国内造纸化学品市场。在这种情况下,国内造纸化学品企业将进一步重视产业资本优化,开展企业间的联合、重组、兼并,调整产业结构和布局,提升企业产业规模和实力,提高国际竞争力,从而形成一批支撑全行业的大型骨干企业。

    3.加强技术创新能力建设,发展具有自主知识产权的新产品、新工艺、新技术。

    资源、环境、能源目前是造纸工业面临的最主要的三大课题,诸如出于对森林资源的保护,国内纤维原料供需矛盾突出的问题,再生纤维使用量正在逐年增加;为保护环境、减少废水排放而采取的封闭白水循环工艺;为满足国民经济发展的需要,优化产业结构而提高纸的品质或研究新的品种;为提高生产效率而采取的纸机大型化、高速化等等都给相关造纸化学品的开发和应用提出了新的更高的要求,各种造纸化学品的新产品、新技术、新工艺和配套的应用技术正不断涌现。

    1)制浆用化学品

    近年来,全球废纸回收率和废纸在造纸原料中的占有率迅速提高。由于我国森林资源贫乏,木浆资源紧缺,2009年我国再生纤维消费量达4939万吨,已占造纸原料配比的62%,而且呈上升趋势。废纸脱墨化学品是当今世界发展的热点,开发新型的浮选法废纸脱墨剂、生物脱墨技术以及相关配套化学品是当前制浆化学品技术发展的趋势。

    2)造纸过程化学品

    造纸企业由于环境保护的要求,为减少造纸废水的排放量,不少纸厂(特别是大型纸厂)白水循环程度越来越高,在造纸过程中新鲜水的用量大为减少,这样更加剧了抄造体系pH的升高与杂质的增加,以及电导度的上升,使纸厂整个抄造体系变得十分复杂,追求性价比更高的助留剂产品及助留助滤系统和消除生产障碍的化学品是当前世界造纸化学品竞相发展的重点。

    3)功能性化学品

    功能性化学品是指能赋予纸张各种特殊的优异性能(如抗水性、抗油性、湿强度、平滑性、印刷适性、柔软性等)的一大类化学品,品种繁多。它们有的赋予纸张各种优异的特殊性能(如抗水性、抗油性、湿强度、平滑性、印刷适性、柔软性等);有的能用较差的纤维原料生产出更薄、更白、更牢的纸,具有很高的经济价值。因此,纸浆漂白化学品、新型施胶剂、纸张干湿补强剂等化学品成为研究发展的重点。

    4)涂布加工用化学品

    用于高档涂布纸生产的新型涂布粘合剂、消泡剂等。

    5)水处理化学品

    面对环境保护的日益重视,白水处理回用以及造纸废水治理所需的各种水处理用化学品的需求正在不断增加。

    4.造纸用化学品是一种应用技术十分关键的专用化学品。

    按照国际惯例,一些大型纸厂并不承担造纸化学品应用的问题,随之而来的是需要造纸化学品行业按照国际惯例提供一流的产品及完善的现场应用服务,这一部分工作完全需要造纸化学品厂家通过售后技术服务(派驻厂代表)解决,同时,多种化学品的综合应用技术研究将是造纸化学品技术发展的重中之重。

    二、指导思想、基本原则和目标

    (一)指导思想

    深入贯彻落实科学发展观,加强行业自主创新能力建设,积极开展行业重大关键、共性技术研究,针对我国造纸工业国情,取得一批具有自主知识产权的新产品、新工艺、新技术,在一些重要品种上达到或接近国际先进水平。通过市场调节和行业宏观控制,建立适合中国国情的造纸化学品工业体系,并向规模化、集约化、高科技化发展,促进产业结构升级,使我国造纸化学品行业整体上有一个较大的飞跃。

    (二)基本原则

    我国造纸化学品行业在未来的510年将是大发展的时期,造纸企业生产的规模化,现代大型高速纸机的应用,现代经济带来的纸张高档化、品种多样化以及现代印刷技术的飞速发展,给造纸化学品带来了巨大的发展空间和机遇。

    我国造纸化学品行业一定要坚持科技创新与产业振兴相结合的原则。充分发挥科技引领和支撑作用,加快转变增长方式,促进产业结构升级,提高中高档产品比重,促进产品升级换代,向规模化、专用化、系列化发展。

    坚持解决当前问题与着眼长远发展相结合的原则。针对现有问题差距,标本兼治,按照重点跨越、引领未来的要求,使造纸化学品行业走上可持续发展的道路。

    坚持技术引进与自主创新相结合的原则。加强重大关键、共性技术研究,增强自主创新对产业发展的支撑能力;加大国际技术交流与合作的力度,引进和消化吸收国际先进技术,推动产业技术进步;强化技术改造,促进产业技术的系统化和集成化。

    坚持企业为主体、市场为导向、产学研相结合,充分发挥市场配置资源的基础性作用的原则。企业是创新的主体,引导各类创新要素向企业集聚,使企业真正成为研究开发投入的主体、技术创新活动实施的主体和创新成果应用的主体。

    (三)总体发展目标

    1.行业创新体系建设有所突破,形成以国家工程技术研究中心、国家重点实验室、国家级企业技术中心为主的科技创新平台和以重点高等院校为主的人才培养平台。

    2.自主创新能力显著提高,在行业重大关键、共性技术研究上有所突破,开发一批具有自主知识产权的新产品、新工艺、新技术,在一些重要品种上达到或接近国际先进水平。

    3.大力推广节能减排和低碳生产技术,努力促进企业实现清洁化生产。

    4.市场调节和行业宏观控制初见成效,企业现代化管理和产品质量管理体系逐渐完善,形成一批行业骨干企业。

    三、发展方向与任务

    (一)重点发展方向

    1.针对我国造纸工业纤维原料的国情,大力发展非木材纤维和再生纤维专用化学品与关键共性技术。

    我国造纸行业面临造纸纤维资源严重短缺的问题。2009年我国纸浆消费总量7980万吨,其中木浆1866万吨,占23%,非木浆1175万吨,占15%,废纸浆4939万吨,占62%,非木材纤维和废纸再生纤维已成为我国造纸工业最主要的纤维原料。与木材纤维比较,非木材纤维和废纸纤维存在纤维强度低、保水值高、细小纤维多、杂化学物含量高等特点,严重影响纸张的质量和档次。木材纤维与非木材纤维和废纸纤维所适用的化学品有相当的差别,这就需要开发非木材纤维和废纸纤维专用化学品,如专用增强剂、助留剂、助滤剂、中性施胶剂、表面处理剂、涂布粘合剂等,再生纸的激增对再生纸专用化学品的需求更为迫切。

    针对我国造纸工业以非木材纤维和废纸纤维为主要纤维原料的国情,十二五期间,要大力发展非木材纤维和废纸纤维专用化学品及关键共性技术,使我国的非木材纤维造纸和废纸纤维造纸技术达到国际先进水平。

    2.针对我国造纸工业严峻的环保问题,大力发展造纸废水综合治理专用关键化学品与应用技术研究

    长期以来,我国造纸工业不仅生产用水量大,而且产生大量的生产废水又没有很好回收利用和有效治理,对环境造成严重污染。

    造纸过程是一个复杂的化学和物理过程,从制浆到造纸全过程要做到清洁生产或称为绿色工艺生产离不开各种造纸环保专用化学品和采取各种环保措施。针对我国造纸工业十分严峻的环保问题,十二五期间,要大力发展造纸废水综合治理专用关键化学品与应用技术研究。

    3.针对我国造纸工业产品档次低,以中低档为主,尤其是特种纸落后的国情,要大力开发高档纸和特种纸专用关键造纸化学品与应用技术。

    对造纸化学品依赖度大的高档纸、特种纸是我国的紧销产品,也是造纸行业的高利润区和转型升级的目标。随着经济的快速发展和人民生活水平的提高,人们对高档纸和特种纸的需求逐年提升,如数码技术的发展,促使数码用纸的需求加快;水果包装纸,可以使水果变得更鲜艳可口;现代住房安全装饰,要求开发阻燃装饰纸;另外还有热敏纸、抗静电纸、导电纸、防伪纸等都需要各种特殊的专用化学品。十二五期间,要重点开发提高纸张表面强度、印刷适性的高档纸专用表面关键化学品,以及具有特种功能的湿强纸、高档生活用纸、阻燃纸、防伪纸、导电纸、发光纸、装饰纸、食品水果包装纸等特种纸专用关键化学品与应用技术。

    4.针对我国造纸行业产品规模技术提升与结构优化,要加大造纸化学品新产品、新技术、新工艺的开发,重点向规模化、专用化、系列化方向发展。

    我国造纸行业已进入快速发展时期,目前已有一批优秀企业率先由传统造纸业向现代造纸业转变,造纸工艺与设备也已达到世界先进水平。一家年产40万吨的造纸企业,年需造纸精细化学品800020000吨,如果没有一些上规模的造纸化学品企业,根本无法满足其量的需求;另一方面,造纸化学品尽管用量少,但对纸张质量和纸机运行状况等影响很大。因此,现代造纸企业对造纸化学品的产量、质量、稳定性等的要求均已比以往大幅提高。但是,我国造纸化学品目前尚处于发展初期,产量低、质量不稳定、品种少,专用性差等问题普遍存在,为了适应造纸行业高速发展的需要,必须从目前小规模、品种单一的格局,向大型化、专用化、系列化方向发展。

    针对我国造纸行业的需求和造纸化学品行业的现状,十二五期间,要加强造纸化学品新产品、新技术、新工艺的开发,大力发展中碱性浆内施胶剂、专用表面化学品、沉积物控制剂、新型助留助滤体系等具有自主知识产权的造纸化学品新产品,重点向规模化、专用化、系列化方向发展,在一些重要品种上达到国际先进水平。

    5.针对行业节能减排和低碳生产现状,大力发展造纸化学品共性关键环保技术及清洁生产工艺。

    造纸化学品属精细化工新领域,品种门类多,加上我国起步晚,发展快,对造纸化学品的节能减排和低碳生产还没有引起足够的重视,有不少企业存在环保问题,因此必须在发展过程中,充分认识行业节能减排和低碳生产的重要性和迫切性,使行业走上可持续发展的道路。

    针对行业节能减排和低碳生产现状,十二五期间,要大力发展变性淀粉、聚丙烯酰胺、施胶剂等几个大类化学品的共性关键性环保技术及清洁生产工艺。

    (二)主要任务

    1.造纸化学品共性关键环保技术及清洁生产工艺

    1)造纸用变性淀粉连续自动化清洁生产工艺技术

    淀粉的分子结构与纤维相近,亲合性能好,效果明显,且来自天然资源。发达国家变性淀粉的用量平均约占纸和纸板产量的2%,有的纸种甚至高达6%8%,主要用于湿部添加、层间喷雾、表面施胶和涂布粘合。据报道,美国年用各种变性淀粉130多万吨,日本达50多万吨,全球造纸变性淀粉总用量达500万吨以上。2009年我国造纸产量已达8640万吨,以2%添加计,市场潜力可达170多万吨。

    传统的变性淀粉生产工艺有干法、湿法等。规模在年产数百吨至数千吨之间,规模小、设施落后、环保问题突出。变性淀粉的研发需要专用仪器装备,我国至今尚无配套专用设备,在生产过程中淀粉涉及许多粉体工艺技术及工程设备,我国多数尚属空白。而落后的工艺设备往往难以生产出高质量的稳定产品。产品质量稳定性差、产品缺乏竞争能力。以造纸行业为例,现代纸机每分钟车速达15002000米,一旦产品质量不稳定出问题就会造成巨大的经济损失,这也是国内目前大多数高速纸机还在使用进口变性淀粉的原因。

    造纸用变性淀粉连续自动化清洁生产工艺在技术上克服了传统化学改性时存在的污染大、化学试剂消耗高、能耗大、产能低、生产成本高、对公用工程要求比较苛刻等缺陷,达到反应均匀、在线控制、产品质量稳定、反应效率高、能耗少、成本低(包括投资成本)、绿色环保的特点。通过对连续化应用关键装备集成技术、粉体流态化技术、快速催化连续化反应技术、自动化控制技术、质量快速控制技术等关键技术的实施,达到连续自动化清洁生产工艺。

    2)环保型AKD蜡及其连续化生产技术

    烷基烯酮二聚体(alkyl ketene dimer)简称AKD施胶剂是重要的湿部化学品,其作用是使纸和纸板获得抗水性能,多数用于书写、印刷、包装和建筑用纸和纸板。2009年我国年产AKD蜡约6万吨,年产值约12亿,是造纸化学品领域产值比较大的产品之一。

    传统的AKD蜡采用硬脂酸与三氯化磷反应,中间体在甲苯溶剂中自聚合,生成烷基烯酮二聚体(简称AKD)的生产工艺。在此工艺中,由于三氯化磷的反应效率低,含磷副产物多,无法回收,造成环境污染;由于在甲苯溶剂中自聚合,每吨AKD蜡含有1.8%的甲苯,甲苯是致癌物质,在人体内无法新陈代谢,在肝脏内累积,对操作员工、纸张使用者等存在直接危险。因此改进传统的生产是必然的发展趋势。

    环保型AKD蜡及其连续化生产技术将在酰氯化工艺、无溶剂法生产技术以及连续化生产工艺进行创新,通过新型的反应设备和自动化生产工艺,有效地减少环境污染,达到连续自动化清洁生产工艺。

    2.非木材纤维和废纸纤维专用化学品与关键共性技术

    1)网络型纸用干增强剂

    随着我国世界经济一体化,各种商品的出口包装用纸和纸板的需求量大幅度增加,2009年我国包装用纸总产量为575万吨,较上年增长2.68%,箱板纸总产量为1730万吨,较上年增长13.07%,瓦楞原纸总产量为1715万吨,较上年增长12.83%,为了节能减排、保护自然环境,目前国内包装用的箱板纸和瓦楞原纸基本采用再生纤维,由于二次纤维浆纤维短,所生产的纸和纸板干强度较差,很难达到市场对干强度指标的要求。网络型纸用干增强剂可大幅度提高二次纤维生产的包装用纸和纸板(包括牛皮箱板纸、瓦楞原纸等)的抗拉强度和抗压强度,使之能达到出口商品包装的要求;可以生产出对挺度、耐折度等有特殊要求的高档纸板(如纸杯原纸等),改变以前依赖进口的状况;可提高薄型纸的裂断长,或在裂断长指标不变的情况下减少商品木浆的加入量,增加二次纤维的使用量,并可减少纸的断头和掉毛、掉粉,提高纸的印刷适应性。

    网络型纸用干增强剂通过水溶液自由基聚合和缩聚反应,制成具有网络结构、多种活性功能团且能与淀粉在催化剂作用下形成交联的干增强剂。通过与淀粉在催化剂的作用下起交联接枝反应形成巨大的网络结构,解决了淀粉由于分子量较低,形成的结合点较少,增强效果特别是对抗张强度的增加较弱的现象。同时又利用了淀粉的价廉,资源可再生的优点,其增强效果要远高于淀粉与常规聚合物的物理混溶所产生的增强效果。

    2)新型抗干扰干增强剂两性阳离子丙烯酸-丙烯酰胺水溶性聚合物

    我国是一个森林资源严重不足的国家,造纸工业的纤维原料以非木材纤维和废纸再生为主,近年来为提高纸的质量和档次,木浆使用比例有所提高,但仍仅占23%且大部分是进口。随着国家环保和产业政策的变化,纸厂生产用水的封闭循环已是大势所趋,纸浆中的各种阴离子垃圾,金属离子,树脂,杂质将越来越多,将严重影响纸厂的纸品质量和正常生产,因此开发专用的抗干扰型干增强剂已是刻不容缓。<

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