我國的純堿工業(yè)始于1917年范旭東先生在天津成立的永利堿廠，是我國乃至亞洲最早成立的純堿廠，也是我國成立最早的化工企業(yè)之一，距今已經(jīng)有百年的悠久歷史。純堿也是我國化學工業(yè)的搖籃，培養(yǎng)了一批重要的化工專家，我國“現(xiàn)代化工的先驅”侯德榜博士就起身于純堿生產(chǎn)。改革開放以來，我國純堿行業(yè)通過“三老三新”龍頭純堿企業(yè)的建設，“東堿西進”、產(chǎn)品結構調整等一系列措施，行業(yè)取得了突破性進展，在國際上始終保持較強競爭力，具有許多成功的經(jīng)驗在石化行業(yè)內(nèi)推廣。
根據(jù)我國純堿產(chǎn)能的變化及技術的進展，我國的純堿工業(yè)的發(fā)展歷程可分如下幾個階段：
?。?）改革開放前為探索發(fā)展階段
二十世紀初，中國實業(yè)家范旭東及制堿專家侯德榜博士在塘沽建設了永利制堿公司（天津堿廠的前身），為亞洲最早的堿廠，采用氨堿工藝。
1950-1966年恢復生產(chǎn)和聯(lián)堿攻關階段。1950年產(chǎn)量就達到16萬噸。建國后，在國民經(jīng)濟恢復時期，國家給大連堿廠和永利堿廠提供了三次改擴建的機會，使兩廠的生產(chǎn)規(guī)模和工藝技術均上了一個大臺階，成為當時我國純堿工業(yè)的兩大支柱。1952年國家在大連化學廠（現(xiàn)大連化工集團公司）建立了“侯氏堿法”的中間試驗車間，對該工藝不斷攻關完善，按此工藝設計的大型生產(chǎn)裝置1962年投產(chǎn)。1964年通過了國家級鑒定，命名為“聯(lián)合制堿”。
1967-1977年的不穩(wěn)定發(fā)展階段。聯(lián)合制堿工藝成熟后，我國開始大規(guī)模新建小聯(lián)堿（能力2-4萬噸/年），到1980年前我國建成投產(chǎn)了十多家小純堿企業(yè)，多數(shù)采用聯(lián)合制堿工藝。
?。?）1978-1989年的大發(fā)展階段
1977年的撥亂反正以及八十年代初的改革開放，我國的純堿需求迅速增加。但我國純堿企業(yè)普遍存在設備老化、廠房嚴重失修等狀況，生產(chǎn)受到嚴重影響，我國開始了長達15年的依賴進口的歷史。為從根本上扭轉純堿供不應求的被動局面，國家采取了一系列重大措施發(fā)展純堿工業(yè)：一是批準了幾個老廠恢復性大修的緊急方案，既保住了原有生產(chǎn)，又使老廠的生產(chǎn)、技術、管理水平提高了一大步；二是針對當時已經(jīng)存在的若干小型廠，采取了“樹樣板、攻四關、再推廣”和“整頓提高、合理配套、過好四關、擇優(yōu)改造”的方針，并確定了以4萬噸/年為最低規(guī)模的產(chǎn)業(yè)政策。從此，小聯(lián)堿廠走上了健康發(fā)展的軌道。其中條件較好的工廠得以改造提高，成為純堿生產(chǎn)的重要力量。我國的純堿產(chǎn)量穩(wěn)步增加。但1978-1988年的10年間，我國的純堿產(chǎn)量增長率也只有7%，仍不能滿足國內(nèi)的需求，年進口量最高時達國內(nèi)總消費量的30%。因此國家進一步確定在原鹽產(chǎn)地建設大型堿廠的計劃，確定采用氨堿工藝，以國產(chǎn)為主，引進個別單機，建設三大堿廠（濰坊、唐山、連云港），以滿足國內(nèi)需求。1989年，三大堿廠分別建成投產(chǎn)，能力分別為60萬噸/年。
（4）1990-1997年間8年的高速增長階段
三大堿廠投產(chǎn)后，在九十年代初，又投產(chǎn)了采用氨堿工藝的內(nèi)蒙吉蘭泰、廣東南方和新疆哈密三個中型廠。企業(yè)的挖潛改造也積極進行，我國純堿產(chǎn)量呈現(xiàn)較快速的提高，1989-1997年間，我國純堿產(chǎn)量的增幅達到11.5%。不僅滿足了國內(nèi)需求，而且結束了連續(xù)十五年大量進口純堿的歷史，成為凈出口國，出口量逐年增加。氨堿企業(yè)逐漸在我國純堿工業(yè)中占主導地位。
三大堿廠的建設是我國純堿工業(yè)大發(fā)展的一個重要標志。它不僅一舉扭轉了我國長期供應不足的局面，且由于規(guī)模大，技術水平高，對我國純堿工業(yè)整體技術水平的提升起到了促進作用，也使我國步入世界純堿生產(chǎn)重要國家之列。
（5）1997-1999年的結構調整階段
進入1997年，受純堿產(chǎn)量增幅過快及國內(nèi)市場疲軟等形勢的影響，純堿出現(xiàn)較嚴重的滯銷，且由于企業(yè)間的無序降價競銷行為，1997-1998一年的時間里，純堿出廠價格跌幅達15%，達到1990年以來的最低點。1998年，全行業(yè)有50%的企業(yè)處于虧損經(jīng)營、停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)，全行業(yè)利潤比最高年份（1996年）降低60%。純堿產(chǎn)量在此期間出現(xiàn)了徘徊。
但同時，激烈的市場競爭促進了純堿工業(yè)的結構調整。在短短的三年間，相繼有10余家小堿廠關閉或轉產(chǎn)，我國由最高時60多家生產(chǎn)企業(yè)減少到50多家。此外，雙環(huán)集團兼并了武漢氨廠。內(nèi)蒙古伊化集團統(tǒng)一了內(nèi)蒙古所屬的數(shù)家純堿生產(chǎn)企業(yè)，并兼并或控股了河南的天然堿生產(chǎn)企業(yè)及青海的德令哈堿廠，成為全國最大的跨地區(qū)純堿企業(yè)，同時開始擴建內(nèi)蒙古查干諾爾化工廠和河南安棚堿業(yè)公司，天然堿能力分別達到30萬噸/年。
?。?）2000年至2012的又一輪“大發(fā)展熱潮”
1999年底始，我國純堿市場形式好轉，純堿價格大幅度回升，國內(nèi)開工率提高。許多企業(yè)在挖潛改造提高產(chǎn)量的同時，也制定了大規(guī)模發(fā)展純堿計劃。在此期間山東海化純堿產(chǎn)能增至280萬噸/年，唐山三友增至230萬噸/年，2008年和2009年純堿價格達到歷史峰值，以及“東堿西進”戰(zhàn)略的實施，使得西部（青海?。┘儔A獲得較大發(fā)展，分別投產(chǎn)了四個百萬噸純堿裝置，使得我國純堿裝置產(chǎn)業(yè)布局基本合理。這段時期成為繼三大堿廠建成后我國純堿工業(yè)的又一輪大發(fā)展時期。
?。?）2012-2017年又一輪結構調整階段
進入2011年，受純堿產(chǎn)量增幅過快及國內(nèi)市場疲軟等形勢的影響，純堿出現(xiàn)較嚴重的滯銷，2012-2015年全行業(yè)40%以上的企業(yè)處于虧損經(jīng)營，堿產(chǎn)量在此期間出現(xiàn)了徘徊。但同時，激烈的市場競爭促進了純堿工業(yè)的結構調整。在短短的三年間，相繼有10余家小堿廠關閉或轉產(chǎn)，我國純堿企業(yè)由55家生產(chǎn)企業(yè)減少到39家。由于青海四家純堿企業(yè)產(chǎn)能釋放，有效生產(chǎn)能力略有增長，產(chǎn)量維持在
1990-2017年我國純堿行業(yè)產(chǎn)量、進出口及表觀消費情況表，萬噸
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年份 |
產(chǎn)量 |
進口量 |
出口量 |
表觀消費量 |
自給率 |
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1980 |
161.3 |
31.0 |
0.4 |
191.9 |
84.1% |
|
1985 |
200 |
105.7 |
0.4 |
305.3 |
65.5% |
|
1990 |
374.6 |
21.1 |
8.7 |
387 |
96.8% |
|
1995 |
589 |
7.5 |
51.5 |
545 |
108.1% |
|
2000 |
778 |
13.5 |
99.7 |
691.8 |
112.5% |
|
2005 |
1240 |
7 |
177 |
1070 |
115.9% |
|
2010 |
2047 |
0.2 |
158.2 |
1889.0 |
108.4 |
|
2015 |
2617 |
0.1 |
220 |
2397.1 |
109.2% |
|
2017 |
2738 |
14.4 |
152.5 |
2600 |
105.3% |
截至2017年底，我國已形成的純堿有效生產(chǎn)能力約3215萬噸/年，與1980年相比增長了17倍；從20世紀90年代開始，我國的純堿從“凈輸入”轉變成為“凈輸出”，進入21世紀，我國純堿的凈出口維持在150萬噸以上，近八年自給率維持在105%到110%之間。產(chǎn)業(yè)總體供需結構從“滿足內(nèi)需型”向“內(nèi)需為主、輸出為輔型”轉變。我國純堿產(chǎn)量已居世界首位，產(chǎn)品能夠滿足國民經(jīng)濟發(fā)展需求，已在國際市場上占有重要的地位。
我國主要大型純堿企業(yè)集中在渤海灣周圍和青海海西州，基本都靠近大型鹽場，能夠滿足大型純堿裝置需要的原鹽和水資源供應。“十二五”以來，我國純堿生產(chǎn)重心向西轉移，地域產(chǎn)業(yè)特色形成。目前我國純堿大型生產(chǎn)基地包括萊州灣區(qū)域和青海海西州，所占比例超過15%，我國共有19個省級行政區(qū)建有純堿生產(chǎn)企業(yè)，基本覆蓋了全國消費市場，產(chǎn)能布局完全可以滿足下游產(chǎn)業(yè)的需求。
我國純堿工業(yè)技術裝備相對先進。自主研究開發(fā)的重大技術和設備有：變換氣制堿工藝，自然循環(huán)外冷式碳化塔，聯(lián)堿二過程采用液氨直冷和逆料流程，自身返堿煅燒爐，固相水合法及液相水合法重質純堿技術和設備，石灰純堿法精制鹽水，內(nèi)冷吸氨塔等。引進的重要技術和設備有：真空蒸餾技術和新型蒸吸工藝和設備，篩板碳化塔，重堿二次分離技術和設備，擠壓法重質純堿技術和設備，大型固相水合機，重質純堿煅燒/冷卻爐等。純堿設備逐步實現(xiàn)了大型化。例如：∮3m/∮3.4m碳化塔，∮3m和∮3.6m煅燒爐，840m3結晶器，20m2濾堿機，大型二氧化碳壓縮機等。DCS生產(chǎn)控制系統(tǒng)的研究和推廣，自動包裝機日益普及，生產(chǎn)自動化水平大幅度提高。目前我國大型純堿企業(yè)設備大型化比較普及，由于資金有保障，國產(chǎn)和引進技術消化較快，接近了世界先進水平。
純堿行業(yè)通過鼓勵“精料”（粒度均勻、品位高、含泥沙少的石灰石；精制原鹽等）生產(chǎn)，從源頭減少污染物產(chǎn)生量。在政策引導下充分發(fā)揮市場調節(jié)作用，以優(yōu)勢產(chǎn)能替代落后產(chǎn)能。發(fā)揮龍頭企業(yè)帶動作用，推進全行業(yè)技術進步。加強末端治理，管理節(jié)能等全生命周期節(jié)能減排，通過其他釋放二氧化碳裝置結合純堿裝置，實現(xiàn)二氧化碳減排等一系列措施，行業(yè)綠色發(fā)展特征較為明顯。
純堿行業(yè)取決于生產(chǎn)要素條件、產(chǎn)品市場、支撐產(chǎn)業(yè)、競爭結構與競爭環(huán)境，以及機遇、政府作用等6大因素，其中前4項因素是影響產(chǎn)業(yè)競爭力的決定因素，同時與另兩項因素緊密聯(lián)系。占據(jù)世界人口五分之一的13億中國人，造就了全球最大的純堿消費市場，同時我國純堿生產(chǎn)要素組合條件較好，通過相關政策引導，使得我國純堿行業(yè)在世界合成堿行業(yè)具有較強的競爭力，但從生產(chǎn)成本、銷售體系方面相比美國天然堿在出口市場仍有一定的差距。
改革開放以后，我國純堿市場短缺，我國純堿工業(yè)面臨了一次大的發(fā)展機遇。如何發(fā)展我國的純堿工業(yè)，可選擇的方案很多。首先對大化、天堿和青島三個老廠進行了“恢復性大修”，使我國純堿工業(yè)的三只“老母雞”煥發(fā)了青春。面對純堿短缺的局面，國家有關部門在廣泛聽取意見后，確定了“純堿建設以大型企業(yè)為主”的方針，而氨堿法易于大型化，確定采用氨堿工藝建設了三大堿廠，為我國純堿工業(yè)的迅速發(fā)展奠定了基礎。試想，如果不上三大堿廠，要增加180萬噸能力，需要上45個4萬噸/年的小聯(lián)堿，純堿工業(yè)不會有今天的局面和今天的國際地位。大型企業(yè)建設為主是值得全石化行業(yè)廣泛推廣的經(jīng)驗。
純堿產(chǎn)業(yè)集中度演變情況
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年份 |
純堿 |
|
|---|---|---|
|
CR0.1 |
CR0.2 |
|
|
2005 |
0.57 |
0.78 |
|
2010 |
0.62 |
0.81 |
|
2015 |
0.61 |
0.80 |
|
2017 |
0.62 |
0.82 |
我國純堿行業(yè)有重視科學技術開發(fā)和交流的優(yōu)良傳統(tǒng)。侯德幫博士當年沖破國際索爾維集團的壟斷，寫成并公開發(fā)表《純堿制造》一書，把制堿的秘密公布于世，在世界上引起了巨大影響。后大膽探索，歷經(jīng)數(shù)栽開發(fā)成功聯(lián)堿法（侯氏制堿）。當前我國純堿行業(yè)內(nèi)有比較規(guī)范的交流活動，企業(yè)之間即有競爭，又有相互交流。新技術新成果能夠在全行業(yè)迅速推廣，促進了我國純堿工業(yè)的迅速發(fā)展。
長期以來，原鹽和純堿分屬輕工和化工系統(tǒng)，經(jīng)常出現(xiàn)相互掣肘的局面。在純堿行業(yè)的努力下，逐步實行了鹽堿聯(lián)合。到目前為止已有多數(shù)企業(yè)實行了鹽堿聯(lián)合，有力地促進了鹽業(yè)和堿業(yè)的共同發(fā)展。
氨堿法以鹵水為原料，具有明顯優(yōu)勢，按噸純堿耗真空鹽1.5噸、耗鹵水5m3、真空鹽價格250元/噸計算，采用真空鹽生產(chǎn)純堿的企業(yè)原料成本高約300元/噸，目前江蘇、內(nèi)蒙古等地純堿企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)部分鹵水制堿，有效提高了裝置競爭力。
雖然氨堿法具有建設規(guī)模大、產(chǎn)品質量高等特點，但排放大量廢液和廢渣，需要豐富的原鹽、石灰石、焦炭、水等資源供應，且需要長期堆存廢渣和排放廢液的場所、以及比較大的環(huán)境容量及運輸條件。因此適應此條件的企業(yè)廠址比較適合在沿海具有荒灘的地區(qū)，或西北資源豐富、具有排污條件的地區(qū)。我國氨堿法純堿主要布置在萊州灣和青海地區(qū)。聯(lián)堿需要配套建設合成氨，導致同純堿規(guī)模下投資較大。但具有鹽利用率高，沒有廢渣和廢液排放和產(chǎn)品能耗低等優(yōu)點，比較適合全國多地區(qū)布點。因此，我國一方面采用氨堿工藝建設大型純堿裝置的同時，尤其是隨著煤氣化技術的進步，我國采用聯(lián)堿工藝改擴建了多家大型和中型企業(yè)。天然堿具有產(chǎn)品質量高、生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢，我國在天然堿的開發(fā)和加工取得了長足進展，成為我國純堿工業(yè)的一支重要力量。結合資源和區(qū)位特點，多種工藝并存發(fā)展純堿工業(yè)，是我國純堿獲得較快發(fā)展的一個重要方面。
從發(fā)達國家純堿消費量變化歷程來看，其純堿消費量隨著人均GDP達到6000美元，將維持一段時間的下降趨勢。我國純堿消費量由于人口眾多、新型城鎮(zhèn)化的建設以及工業(yè)發(fā)展速度相對較快，這一市場現(xiàn)象可能延后出現(xiàn)，2017年我國人均GDP8800美元，隨著下游市場的增速放緩和下游產(chǎn)品循環(huán)利用率的提高，“十三五”期間可能出現(xiàn)純堿消費量保持現(xiàn)有水平，2035年前出現(xiàn)純堿消費下降的可能，對純堿行業(yè)的發(fā)展造成較大影響。
產(chǎn)品質量有待進一步提高。聯(lián)堿裝置受工藝本身（母液循環(huán)）限制以及母液精制技術落后等因素制約，聯(lián)堿產(chǎn)品質量與氨堿產(chǎn)品有一定差距；氨堿裝置產(chǎn)品質量雖然高于聯(lián)堿，但距世界發(fā)達國家水平仍有差距；我國重質純堿比例為45%，遠低于發(fā)達國家約80%的水平。
三廢排放問題仍未得到根本解決。約1500萬噸/年氨堿工藝裝置每年產(chǎn)生7000多萬m3廢液和300多萬噸廢渣。部分中小聯(lián)堿企業(yè)廢水排放量大，氨氮超標。純堿企業(yè)三廢排放問題沒有得到全面解決，必須引起足夠重視，否則將嚴重影響我國純堿行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
氯化銨市場需要進一步開拓。2017年我國聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)工藝聯(lián)產(chǎn)氯化銨1400萬噸。受含氯的影響，其市場消費在許多地區(qū)受到限制，隨著環(huán)保政策趨近，硫銨產(chǎn)量大幅度增加，使得氯化銨市場競爭力進一步削弱，如果解決不好氯化銨的銷路問題，將嚴重影響我國聯(lián)堿企業(yè)的健康發(fā)展。
我國純堿企業(yè)在平均生產(chǎn)規(guī)模、平均技術水平、裝置自動化水平、勞動生產(chǎn)率、企業(yè)管理制度等方面與國外先進水平仍有較大差距，部分聯(lián)堿企業(yè)合成氨裝置存在原料路線不合理、生產(chǎn)工藝落后等問題。
我國周邊的東南亞、中東以及東歐地區(qū)近年經(jīng)濟發(fā)展較快，每年也需要輸入大量純堿。“一帶一路”戰(zhàn)略的實施，以及外需擴大給我國純堿產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了良好的出口市場條件。出口是我國純堿行業(yè)平衡國內(nèi)市場的重要手段，也是我國純堿國際競爭力的主要體現(xiàn)。對于出口到東南亞和南美市場，美國具有傳統(tǒng)的市場優(yōu)勢。在我國不斷強化出口渠道等努力下，出口量不斷增加。美國天然堿具有質量好及完善的物流體系等優(yōu)勢，我國純堿出口企業(yè)坐落在東部沿海，有利于遠洋運輸。因此從出口形勢來看，我國純堿出口量將具備一定的競爭能力，但需防范當?shù)匦陆儔A裝置的沖擊。
目前隨著行業(yè)新一輪上升周期的到來，我國純堿市場擬改擴建的企業(yè)開始有所增加，但考慮到純堿消費市場增速放緩，2035年前有出現(xiàn)純堿需求下降的可能。因此，應協(xié)調好產(chǎn)能增長與需求增長的關系，防止純堿產(chǎn)能過快增長而出現(xiàn)嚴重過剩期。
原鹽生產(chǎn)的相對集中和東部經(jīng)濟的快速發(fā)展，導致東、北部地區(qū)純堿企業(yè)規(guī)?；潭冗h高于中、西、南部地區(qū)。西部具備充足完善的純堿生產(chǎn)原料和能源資源。而目前我國西部純堿產(chǎn)量僅占全國的16%。隨著西部大開發(fā)進程的不斷加快，西部地區(qū)純堿需求預計將有較大提高。隨著我國城鎮(zhèn)化進程加快，預計純堿市場將還將迎來1~2個需求高峰，但純堿行業(yè)已步入成熟期，有成本競爭力的產(chǎn)能才能立于不敗之地。建議綜合考慮原料供給（考慮能源和鹽資源的成本比例約為2：1，因此簡單認為鹽資源地建設純堿裝置不一定是合理方案）、要素配置（水、電、汽、土地、環(huán)保容量）、下游市場，開展純堿行業(yè)布局規(guī)劃研究工作。
我國氯化銨幾乎全部來自聯(lián)堿企業(yè)，1噸純堿聯(lián)產(chǎn)1噸氯化銨。預計2020年，我國氯化銨產(chǎn)量將超過1800萬噸/年。目前約90%的氯化銨用來生產(chǎn)復混肥，而未來復混肥將向高濃度發(fā)展，低濃度復混肥料產(chǎn)量呈下降趨勢，氯化銨用量將相應減少，嚴重影響我國聯(lián)堿企業(yè)的生存和發(fā)展。因此，要加大氯化銨銷路問題的研究力度，包括增加干銨能力、增加粒狀氯化銨能力、增加直接施肥比例、增加出口等措施，積極探討氯化銨分解的可操作性。
氨堿法以鹵水為原料，具有明顯優(yōu)勢。熱法聯(lián)堿可以實現(xiàn)制鹽和純堿裝置的聯(lián)合，按照純堿耗真空鹽1.15噸、耗鹵水4.5m3、真空鹽價格250元/噸計算，采用真空鹽生產(chǎn)純堿的企業(yè)原料成本高約230元/噸。因此采用全鹵制堿可有效降低純堿生產(chǎn)成本，提高純堿裝置競爭力。
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