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1、(1)聚酯纤维技术发展状况、国内关于这个产品的现状与预测: 我国的聚酯及纤维工业由于技术进步与市场需求的推动,近二十年来获得了高速发展,目前正处于变革时期,即由市场短缺转变为市场丰富;由计划生产转变为市场调节生产;由国有企业独家经营扩充为与三资企业、民营企业三足鼎立;由主管部门统一管理转变为根据市场导向自主发展;由全套技术与设备引进转变为国产化技术与设备的应用。
2、 面对这“转变”,我国聚酯及纤维企业必须充分认识到两个关键问题:即淘汰与创新是永恒的主题,降低成本与提高经济效益是发展的根本。
3、因此,生产企业应针对我国聚酯及纤维工业的现状、市场变幻、生产技术、发展方向进行分析,寻找差距,制定符合自身特点的结构调整及发展方向,及时抓住机遇,迎接挑战。
4、 1 世界聚酯及纤维工业概况 1.1 现状 随着聚酯在瓶用、薄膜、塑料等非纤维制品领域应用的日益推广,世界聚酯工业发展更加迅速。
5、1990年—2001年间产能平均增长率达10.7%,产量平均增长率为9.1%,世界聚酯及纤维工业已从迅速增长期发展到全面竞争的稳定上升期。
6、 二十世纪七十年代前期,聚酯纤维的生产主要集中在美国、西欧、日本等几个工业发达国家和地区。
7、八十年代,其产量高速增长地区转移到东亚地区,其中以韩国和我国省最为突出。
8、到2001年为止,亚洲聚酯纤维产量约占世界总量的70%。
9、 近年来,聚酯工业面临新的发展,和韩国以及泰国、印尼、马来西亚均有显著增长,特点是规模大、技术比较先进、具有很强的竞争性。
10、欧洲企业则加速联合、吞并、改组的步伐,把聚酯投资项目向东欧、亚洲扩展,外国产品将进一步与中国企业争夺中国大陆市场。
11、 聚酯纤维工业伴随着聚酯工业也得到了迅速发展,2002年聚酯纤维产量为2042万吨,其中长丝产量为1164万吨。
12、聚酯纤维主要用在纺织方面,少量用在工业方面。
13、2002年年增长率最高的地区为:中国、印尼、土耳其、西欧。
14、 1.2 产品 世界聚酯主要用途是制造纤维,其比例一直保持在70%左右,非纤维制品为30%左右,2001年世界聚酯产品结构情况见表1。
15、 表1 世界聚酯产品结构 品种 纤维用 薄膜用 容器包装用 其他 比例/% 68.0 3.0 26.0 3.0 发达国家如美国、日本等聚酯的非纤维用量已超过纤维,西欧聚酯的非纤维和纤维用量约各占一半。
16、 1.3 发展特点 1.3.1 装置规模大型化 提高单线生产能力,保持低成本、高质量、增强竞争能力是聚酯及其纤维技术的发展方向。
17、近年来,世界聚酯装置正向更大的经济规模发展,单系列生产能力由二十世纪八十年代的100吨/日、200吨/日提高到九十年代的300吨/日、400吨/日、480吨/日、600吨/日。
18、目前世界前30位聚酯企业的平均产能达36万吨/年以上;世界前10位聚酯纤维企业的平均产能达30万吨/年以上。
19、 1.3.2 垂直整合,联合发展 近十年来,世界聚酯及纤维企业注重上下游联合发展,从原料到纤维配套生产。
20、省、韩国、印度、泰国基本按该模式发展。
21、1996年,省10家主要聚酯纤维企业中只有2家没有聚酯装置;省的PTA 、EG自给率分别为97.7%和26.2%,到了2000年,分别达到105.2%和 43.7%。
22、 1.3.3 技术创新 采用短程、连续、多孔、大容量、高速化、自动化生产技术是提高单线生产能力的手段。
23、伊文达公司将聚酯生产流程由五釜简化为四釜、目前正开发二釜流程;莱茵公司简化为三釜流程;杜邦公司正在研究开发取消缩聚部分真空系统,改为向缩聚釜通氮气技术。
24、新技术的应用大大缩短了聚酯生产流程。
25、在聚酯纤维生产技术方面,直接纺丝技术的推广,大大降低了生产成本。
26、 1.4 发展趋势 1.4.1 未来的发展中心仍然在亚洲 亚洲既是大的消费市场,又可以提供廉价的劳动力。
27、据BP阿莫柯公司预测,到2010年,亚洲地区聚酯纤维所占的比重将从70%上升到80%,而美洲将从15%下降到11%,欧洲、非洲和中东仍保持原来9%的水平。
28、 1.4.2 高性能、多功能、差别化、保护环境是化纤发展的方向 聚酯及纤维生产要有生命力,必须满足人们对日益增长的舒适性和环保性的要求,因此,生产高性能、多功能、差别化纤维并做到保护环境是化纤生产发展的方向。
29、 2 我国聚酯工业概况 2.1 聚酯原料 2.1.1 PTA 我国PTA工业的发展滞后于聚酯工业的发展,近几年来进口量剧增。
30、我国的PTA生产能力主要以中国石化集团公司为主,其现有的PTA生产装置全部从国外引进。
31、到目前为止,我国PTA的总生产能力在325万吨/年,至2003年底,将为465万吨/年,2005年将达到659万吨/年。
32、而2003年我国聚酯生产对PTA的需求量为685万吨/年,2005年的需求量为844万吨/年,2003年-2005年我国的PTA还会有很低大的缺口,需继续扩增PTA的产能。
33、 2.1.2 EG 我国从二十世纪五十年代末开始生产EG,但在很长的时间内产量增长缓慢。
34、七十年代以后,随着我国石油化工的崛起,EG的生产迅速发展起来。
35、八十年代末至九十年代初,又相继引进了10套大型环氧乙烷/乙二醇生产装置。
36、目前,我国EG的生产能力约为90万吨/年,而2003年我国聚酯生产对EG的需求量为268万吨/年,2005年的需求量为330万吨/年,2003-2005年我国的EG仍有很大的缺口,需继续扩增EG的产能。
37、 2.2 聚酯切片 2.2.1 现状 自二十世纪九十年代以来,特别是“八五”和“九五”期间,我国聚酯工业取得了突飞猛进的发展,2002年我国聚酯产能约在790万吨/年左右,为纤维生产提供了可靠的保障。
38、目前我国非纤维聚酯用量约占总产能的十分之一,而世界同比约为三分之一。
39、随着人民生活水平的提高及经济的增长,除聚酯长、短纤维需求增长外,工业用丝、聚酯瓶、薄膜用聚酯切片的需求将会大幅度增长。
40、 2.2.2 聚酯需求量 今后几年我国聚酯总需求量见表2。
41、 表2 2002-2005年我国聚酯需求量预测 年份总需求量/万吨 20038702004950 20051030 至2005年,我国聚酯总产能将达到960万吨/年,届时聚酯市场供需基本平衡。
42、 3 我国聚酯纤维工业概况 3.1 现状 随着聚酯生产技术的发展、经济规模的扩大,其生产成本在不断下降;聚酯纤维新产品、新用途逐渐增加、性能不断提高,聚酯纤维较其他纤维具有更大的竞争优势。
43、从国内发展趋势看,聚酯纤维是我国化纤工业发展的重点,产量占化纤行业总量的3/4,而且开发前景极其广阔,2002年聚酯纤维产量达772万吨。
44、随着人们生活水平的提高及聚酯纤维在装饰、产业用布领域应用范围的不断扩大,聚酯纤维的需求量将进一步增加。
45、 我国在2001年、2002年建设的聚酯及纤维企业都将在2003年和2004年上半年全部投入生产。
46、因此,2003年、2004年将是我国聚酯工业竞争最激烈的年份,新旧交替、优胜劣汰在所难免。
47、 3.2 差别化纤维生产状况 目前我国合纤产品差别化率约18%,而世界平均水平为30%,其中日本等发达国家差别化率高达50%。
48、 我国已开发了近百种差别化纤维,聚酯纤维主要产品品种:阳离子可染、异型截面、细旦纤维、功能纤维、海岛纤维等。
49、由于海岛纤维在服装面料与高科技领域有极大应用价值,近年来发展速度很快,目前海岛纤维生产能力2万吨/年,到2003年底生产能力达4.2万吨/年。
50、 3.3 聚酯纤维历年产量与进口量 聚酯纤维历年产量与进口量见表3。
51、 由表3可见,聚酯纤维工业虽然发展速度很快,但每年仍有大量纤维进口,说明我国较大的市场份额为进口产品所占据。
52、纤维生产企业应根据市场需求,开发高附加值差别化纤维,以替代进口产品。
53、 4 我国聚酯及纤维工业技术发展状况 4.1 我国聚酯工业技术发展状况 我国连续法聚酯的生产技术与设备主要依靠国外引进,20世纪70年代建设上海石化、辽阳石油化纤、天津石油化纤;80年代建设上海石化二期、仪征化纤一期、佛山化纤、厦门利恒、珠海裕华、济南化纤、乌鲁木齐等;90年代建设海南兴业、黑龙江龙涤、广东开平、浙化联、四川自贡、湖南金迪、湖北昌丰、苏州杜邦、上海联吉、辽阳石油化纤二期、天津石油化纤二期、洛阳石化等;2000年以来又建设了绍兴远东、绍兴赐富等工程。
54、国内先后引进六十余条聚酯生产线,有吉玛、伊文达、钟纺、杜邦等多家技术路线。
55、最近聚酯产量占世界第二位的美国Kosa公司,采用低温、短流程工艺路线,拟在中国建厂。
56、中国纺织设计院消化、吸收国外先进技术,开发成功的300吨/日、500吨/日聚酯成套技术和设备,建设了萧山恒逸、萧山龙达、绍兴翔盛、绍兴桐昆、绍兴纵横等工程。
57、 4.2 我国聚酯纤维工业技术发展状况 我国聚酯短纤维技术装备主要有LVD型、TK型、LHV型、伊文达技术和吉玛公司技术。
58、20世纪70年代末、80年代初国内大部分聚酯短纤维生产企业采用VD405-LVD801及LHV43LHV432生产装置。
59、近年来,国产3万吨/年聚酯短纤维成套设备已经开始制造。
60、PTA直接酯化连续缩聚生产聚酯的企业,大多采用直接纺生产技术。
61、80年代中期,佛山、厦门从瑞士伊文达引进1.5万吨/年直接纺生产线;90年代辽化、龙涤、上海、浙涤等引进3万吨/年直接纺生产线;翔鹭、天津、洛阳石化等引进4.5万吨/年直接纺生产线。
62、采用直接纺技术路线生产聚酯短纤维,可降低建设投资和生产成本。
63、近年来,我国熔体直纺线逐年增多,随着国内外床上用品、玩具、家俱充填材料的大量更新与应用,如多中空、三维卷曲粗旦(高达15旦)短纤维将有很大发展机遇,预计五年内可达60万吨产能。
64、 我国聚酯长丝品种基本上分为牵伸丝与变形丝两大类,生产牵伸丝的装置有“一步法” 和“两步法”两种。
65、目前国内产能约为50万吨/年的“两步法”装置已基本被淘汰,生产装置的不断淘汰与更新已成为当今聚酯长丝发展的趋势。
66、 目前我国大多数生产企业采用国产设备(聚酯切片结晶干燥与纺丝设备)与引进的卷绕设备(多来自日本和欧洲,其中从日本引进的卷绕设备占85%)嫁接的FDY“一步法”生产装置,其技术性能已达到世界先进水平。
67、其中,6头纺、8头纺、12头纺、16头纺的生产装置分别约占45%、15%、35%、5%左右。
68、尤其是1999年以来推出的12头纺和16头纺生产装置,大幅度提高了生产效率、降低了能源消耗和产品成本,正在取代6头纺和8头纺生产装置。
69、变形丝生产企业大多采用“POY-DTY法”生产装置,其中全部采用国产装置的占50%;全部采用引进装置的占25%(主要是80年代引进);采用嫁接装置的占25%,近年来也推出了12头纺和16头纺生产装置。
70、新的生产装置的应用为我国聚酯长丝企业的扭亏增盈、提高竞争力打下了坚实的基础。
71、 随着织造与染整技术的提高,单丝细旦化产品出现了巨大的商机。
72、目前国内生产企业可以进行稳定生产的单丝细旦化的产品规格多为50d/144f、75d/125f、150d/288f(其d.p.f可以达到0.3~0.6d)。
73、这些产品附加值高,销售价格比常规产品高1.1~1.3倍,这对以涤——锦复合工艺生产d.p.f为 0.2~0.3d的产品造成巨大冲击,促使企业追求d.p.f向更细发展,从而推动我国超细纤维产业的整体进步。
74、 5 对聚酯及纤维工业发展方向的几点看法 5.1 向大型化、直接纺、柔性化方向发展 世界聚酯及纤维生产装置一直都在向着更大的生产规模和经济规模发展。
75、上个世纪六十年代左右建设的聚酯单线生产能力不足10吨/日,目前最大生产能力已达600吨/日,并且正在努力向着800吨/日的新目标靠近。
76、我国聚酯及纤维行业的产能与世界先进水平相比仍有很大的差距,因此,在发展中不断完善和壮大,建设具有更大经济规模的聚酯及纤维企业,以提高我国在世界聚酯及纤维市场的竞争能力将是当务之急。
77、 随着聚酯生产装置的大型化,我国熔体直纺聚酯长短纤维装置也在不断地向着大型化方向发展。
78、国家已出台政策鼓励发展3万吨/年直纺短纤维装置和1万吨/年直纺长丝装置,说明熔体直纺聚酯纤维已成为我国今后聚酯及纤维工业发展的方向。
79、为此,中国纺织工业设计院、大连合成纤维研究所等科研院所已相继开发了适应大规模生产的熔体直纺成套技术,目前我国采用该技术生产的聚酯纤维已占聚酯产能的50%以上,并出现了一批产能约达20万吨/年的聚酯长丝生产企业。
80、 生产体系的柔性化成为聚酯及纤维技术发展的又一趋势。
81、产品需求的多样化向生产装置提出了更高的要求,因此生产装置能否适应多品种产品的开发和生产要求,配置是否合理,已经成为企业是否具有较强市场竞争能力的关键。
82、如:采用直接纺进行大规模生产可降低生产成本;采用切片纺生产多品种差别化纤维,可以提高生产的灵活性等。
83、这样利用优势互补可使产业结构更加合理,扩大企业生存空间,增强企业的竞争和发展能力。
84、 5.2 加大产品开发力度,提高产品差别化率 产品创新是聚酯及纤维企业发展的核心任务,也是企业发展的根本途径。
85、发达国家的聚酯及纤维企业已基本完成了从批量大、品种少、以常规品种为主的劳动密集型生产向批量小、品种多、差别化纤维生产为主的技术密集型生产的转化,并根据市场特点加大投入,扩大与中、下游产业的联系,加快品种创新。
86、目前我国聚酯纤维产量已居世界首位,但产品绝大部分是常规品种,这就造成了我国产品档次低,需大量进口国外的高档产品。
87、 我国聚酯纤维产品科技含量不高,新产品开发能力弱,纤维差别化率低。
88、从需求角度来看,目前我国国产聚酯纤维满足不了出口织物的要求,出口高档纺织面料所用聚酯纤维原料有50%以上还须依赖进口,全国每年须进口聚酯纤维100万吨左右,其中差别化纤维占有较大的比重;从开发、生产角度来看,目前国外开发的新品种与市场常见品种之比已达到30:1,而我国同比仅为3:1,远远落后;从产品质量角度来看,国产聚酯纤维织物的质量、美感、舒适特性方面还与进口产品有一定差距。
89、这些都足以说明我国差别化纤维在加大产品开发力度,提高产品差别化率方面的紧迫性。
90、另外,我国聚酯纤维在产业领域、装饰领域的应用也存在相当大的差距。
91、随着国内基础设施建设力度的加强和人民生活水平的提高,我国聚酯纤维在满足装饰用、产业用纤维的纺织品的需求方面仍有相当大的缺口。
92、国家已对此十分关注,并在我国化纤工业“十五”规划中要求,到2005年,通过大力开发细旦化、复合化、混纤化、功能化等差别化纤维,使差别化率达到40%以上。
93、我国化学纤维用途见表4。
94、 表4 我国化学纤维的用途 年份服装用/%产业用/%装饰用/%2000562024200552212720104921302015432334 5.3 垂直整合发展我国聚酯及纤维工业 “垂直整合”即实施聚酯、纺丝、织造、印染后整理“一条龙”的配套,生产附加值高的产品来增强市场竞争力,从而取得更好的经济效益。
95、日本、韩国、等聚酯企业普遍采用此组织形式。
96、 “垂直整合”具有以下特点:有利于新产品的开发,生产适销对路纤维。
97、前后道的自我配套有利于降低产品成本、风险共担、效益共享、有利于生产经营的良性循环。
98、因此,运用“垂直整合”,大化纤向下游发展,大纺织向上游整合发展,提高企业平衡与抗风险的能力。
99、 目前世界发达国家,包括我国周边发展中国家和地区的化纤产业一般均为垂直整合型,产品从化纤单体原料一直到化纤面料,这样不仅可以规避市场风险,更主要是可以直接迅速了解面料市场对化纤的需求,在最短的时间内完成从面料到化纤原料的系列开发,拿出市场需要的产品。
100、 近年来,虽然我国的聚酯纤维生产企业开发差别化纤维的能力有了较大的提高,但由于产业之间不能有效的相互沟通,致使产品开发滞后,形成了产品单一、规格少、无突出特色等弱点,这势必造成我国的聚酯纤维企业对市场反应相对“迟钝”,从而影响了整体的发展与进步。
101、 目前,国内企业已经注意到这一发展趋势,在加强与大专院校、科研院所的合作,组建长期战略合作伙伴关系,实现研究、开发、生产一条龙的同时,采用上下游“垂直整合方式”,将聚酯、纤维企业和下游织造、染整企业联合在一起,建立各种形式的联合开发体系,使产品升级换代、上档次,将差别化纤维的特性真正反映在织物上,以适应市场需求。
102、 5.4 加快技术更新步伐,降低生产成本 我国聚酯及纤维企业处于“转变”变革时期,要想在激烈的市场竞争中取胜,进行技术创新是永恒的主题;降低成本、提高经济效益是发展的根本。
103、目前国内一些聚酯及纤维生产企业正加快技术更新步伐,如采用直接纺技术替代切片纺,由于直纺可减少铸带、切粒、包装、切片输送、切片干燥、螺杆挤压熔融等工序,减少生产工序,缩短工艺流程不但可以减少投资成本,而且还可以降低原料消耗和能耗,节约运输和输送成本。
104、据测算,直接纺技术较切片纺生产纤维可使产品的加工成本降低500元/吨左右。
105、 5.5 国产化技术和设备的应用 我国聚酯及纤维工业经过了近二十年的发展,告别了短缺,由卖方市场转化为买方市场,由行业统一管理转化到自主发展;由计划生产转化到市场调节,我国聚酯及纤维企业面临着激烈的市场竞争。
106、十年前,国有企业引进国外先进技术与设备,高投入、低产出建设了一批聚酯及纤维企业,由于资产负债率高,企业负担重,目前很多企业处于负债经营的地步。
107、国产化技术与设备的应用,使设备投资大幅度下降,建设周期明显缩短,从而降低了企业生产成本,提高了企业的经济效益和市场竞争能力。
108、 1999年以来,大连合成纤维研究所与日本TMT机械株式会社合作研制了12头纺、16头纺生产技术,近期又推出了20头纺生产技术,并于2003年7月在张家港宜通公司试车成功。
109、这些先进技术的应用提高了劳动生产率,降低了能源消耗、占地面积、产品成本,为企业提高经济效益、扭亏增盈起到了重大的作用。
110、 我国是全球最大的化纤市场,具有广阔的应用前景与发展潜力,这对我们是机遇;各国化纤界都看好我国广阔的化纤市场,都想挤进来占一个份额,这对我们是挑战。
111、2003年我国聚酯及纤维工业面临着激烈的市场竞争,加入WTO后,我们要在新的竞争环境中与国外大公司相抗衡,归根到底是取决于企业自身的实力,因此企业要实施正确的发展战略,继续进行产业、产品结构调整,在调整中发展,在发展中调优。
112、要扬长避短,选择优势项目,实施低成本战略,推进技术创新,优化企业产业和产品结构,才能使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
113、 (2)聚酯纤维生产流程: 涤纶的生产过程包括缩聚和熔体纺丝两部分。
114、原料主要从石油裂解获得,也可从煤和天然气取得。
115、石油加热裂解得到甲苯、二甲苯和乙烯等,经化学加工后可得到对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯及乙二醇。
116、在早期涤纶生产中由于对苯二甲酸不易精制,曾用对苯二甲酸二甲酯和乙二醇为原料。
117、1965年对苯二甲酸的精制获得成功,使涤纶生产工序减少,成本降低。
118、用对苯二甲酸和乙二醇为原料生产的涤纶逐年都有增加。
119、缩聚:将对苯二甲酸二甲酯和乙二醇进行酯交换,生成的对苯二甲酸乙二酯,在270~290℃和真空条件下缩聚而得聚对苯二甲酸乙二酯;或将对苯二甲酸与乙二醇直接酯化,然后对苯二甲酸乙二酯进行缩聚获得合成纤维聚合物。
120、熔体纺丝:有切片纺丝法和直接纺丝法两种。
121、切片纺丝是将缩聚后的高聚物熔体经铸带、切粒而得到切片,再经过干燥、熔融而纺丝。
122、熔融过程中,切片所含的水分能使聚酯发生水解而影响纺丝性能和纤维质量,因此在纺丝前必须经过干燥,使切片含水率降低到0.01%以下。
123、直接纺丝则将高聚物熔体干燥后的涤纶切片在螺杆中加热熔融,挤压送入纺丝箱体的各个纺丝部位,由计量泵精确计量和过滤后,从喷丝板的小孔中喷出。
124、喷丝孔的直径一般为0.25~0.30毫米。
125、喷出的熔体细流,被冷却气流冷却凝固成丝条。
126、 纺制短纤维时,多根线条集合在一起,经给湿上油后落入成丝桶。
127、再经集束、拉伸、卷曲、热定形、切断等工序得到成品。
128、 如在拉伸后经过一次180℃左右的紧张热定形,则可得到强度达到6克/旦以上、伸长率在30%以下的高强度、低伸长率短纤维。
129、 在纺制长丝时,凝固成形的丝条经给湿上油后,即以 1000米/分左右的速度卷绕在筒管上。
130、卷绕丝在双区热拉伸机上经拉伸而得到长丝,称为无拈无定形长丝,可直接用于织造或经变形加工而成变形丝。
131、也可进一步经双层加拈机提高拈度,再经蒸汽热定形后供织造用。
132、 高速纺丝卷绕 1970年以来发展了高速纺丝卷绕技术,为涤纶变形丝的发展创造了条件。
133、纺丝卷绕的速度一般分为普通速、半高速、高速和超高速四种。
134、卷绕速度在1800米/分以下为普通速;在1800~3000米/分称为半高速;在3000~5000米/分称为高速;6000米/分以上为超高速。
135、工业化生产的高速纺丝卷绕速度已达到3000~3500米/分。
136、高速纺丝卷绕因卷绕速度提高,在熔体细流从熔融态到固态的过程中,高分子处于较高的速度梯度场内,受到较高的张力而形成部分取向,因而卷绕丝称为预取向丝(POY)。
137、预取向丝的取向度较高,高分子间的吸引力较大,纤维结构比较稳定,所以便于贮存和长途运输。
138、预取向丝的条干均匀性和染色均匀性也都有所改善。
139、 预取向丝在拉伸变形机上经拉伸和变形可制成变形纱,称为拉伸变形丝(DTY)。
140、因此高速纺丝不仅能提高产量,而且能缩短制造工序。
141、 美国商品科代尔 (kodel)是已工业化生产的另一种聚酯纤维。
142、它由对苯二甲酸与1,4-环己烷二甲醇缩聚而得的高聚物纺丝而成。
143、与涤纶相比,比重较轻,为1.22,熔点较高为290~295℃,耐分解性能较强,纤维的强度和伸长率稍低。
144、适宜与棉、毛等混纺,制成的织物弹性、手感、耐皱和抗起球性能较好,但强度和耐磨性较差。
本文分享完毕,希望对大家有所帮助。
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