環(huán)保型芳烴橡膠添加油及其推廣前景

路勝旗

(南陽石蠟精細化工廠，河南南陽 473132)

·綜述與述評·

環(huán)保型芳烴橡膠添加油及其推廣前景

路勝旗

(南陽石蠟精細化工廠，河南南陽 473132)

對環(huán)保型芳烴橡膠添加油的產(chǎn)生、研制、生產(chǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀進行了簡述，對其發(fā)展前景進行展望，并提出了自己的建議。

環(huán)保型;芳烴;橡膠添加油 ;推廣

Abstract:The production，preparation and application status of environmental friendly aromatic rubber additionally refuel are descibed briefly，the development prospect are forecasted，the suggestions of author are point out.

Key words:environmental friendly;aromatic;rubber additionally refuel;extension

近年來，我國各大石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)商、相關(guān)行業(yè)公司都對環(huán)保型芳烴橡膠添加油(橡膠環(huán)保型芳烴添加油是筆者對環(huán)保型芳烴填充油及環(huán)保型芳烴橡膠操作油的統(tǒng)稱，以下同)進行了積極的跟蹤與研發(fā)。中石油、中石化、中海油所屬企業(yè)以及其他石化企業(yè)等，都有與其性能相近的產(chǎn)品研發(fā)成功。有些企業(yè)的產(chǎn)品已經(jīng)上市銷售。橡膠添加油是一個已經(jīng)成熟的市場產(chǎn)品，作為其系列產(chǎn)品之一，以用量大、用途廣、價格低廉、適應(yīng)性好為特點的芳烴橡膠添加油早就廣泛地使用在丁苯橡膠(SBR)、天然橡膠(NR)、順丁橡膠(BR)、異戊橡膠(IR)、氯丁橡膠(CR)等及其制品中。為什么現(xiàn)在大家又要再投入資金去研發(fā)生產(chǎn)一個成本遠高于芳烴橡膠添加油的環(huán)保型芳烴橡膠添加油呢?這還需要從人們對生存環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高談起。

1 問題的由來

歐洲議會及歐盟理事會于2005年11月16日在法國斯特拉斯堡簽署了多環(huán)芳香烴PAHs 2005/69/EC指令。指令規(guī)定市場上銷售的添加油或用于制造輪胎的添加油應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):BaP(苯并芘)含量低于1mg/kg，且以下8種多環(huán)芳烴總含量低于10mg/kg:即苯并(a)芘(BaP)，苯并(e)芘(BeP)，苯并(a)蒽(BaA)，苯并(b)熒蒽(BbFA)，苯并(j)熒蒽(BjFA)，苯并(k)熒蒽(BkFA)，屈(CHR)，二苯并(a，h)蒽(DBAhA)等 8種多環(huán)芳烴。

該指令適用范圍為添加油和輪胎(客車輪胎、輕型和重型貨車輪胎、農(nóng)用車輪胎及摩托車輪胎)。至于其它橡膠制品則因與人接觸程度不同而有不同的要求，具體見下頁表1。指令要求歐盟各成員國應(yīng)于2006年12月29日之前制訂相應(yīng)法律、規(guī)范和管理辦法，并于2010年1月1日起正式實施。這樣，凡是要進入歐盟市場的橡膠添加油(包括輪胎)，自2010年1月1日起，都應(yīng)符合該規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。美國環(huán)保署也列出了橡膠中受限的16種多環(huán)芳烴化合物:①萘;②苊烯;③苊;④芴;⑤菲;⑥蒽;⑦熒蒽;⑧芘;⑨苯并(a)蒽;⑩(屈);（11）苯并(b)熒蒽;（12）苯并(k)熒蒽;（13）苯并(a)芘;（14）茚苯(1，2，3－ )芘;（15）二苯并(a，h)蒽;（16）苯并(g，h，i)芘(二萘嵌苯)。總量標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 多環(huán)芳香烴PAHs的法規(guī)限值

從以上控制標(biāo)準(zhǔn)可以看出，其控制精度是很高的，姑且不說一般的生產(chǎn)工藝難以達到對多環(huán)芳烴如此嚴(yán)格地去除水平，就是要做到如此高精度的物性分析也是很困難的。那么，發(fā)達國家為什么要制定執(zhí)行這樣一個標(biāo)準(zhǔn)呢?還是讓我們來認識一下多環(huán)芳烴。所謂多環(huán)芳烴又叫稠環(huán)芳烴，共有100多種化學(xué)結(jié)構(gòu)式，具體是指苯環(huán)在兩個以上的芳烴化合物，總稱 PAHs，如:

經(jīng)由歐洲委員會毒性、生態(tài)毒性和環(huán)境科學(xué)委員會(CSTEE)科學(xué)研究證實，多環(huán)芳烴類化合物對人類健康確實有害。該類化合物具有對人體的致癌性、致突變性及生殖系統(tǒng)毒害性。苯并芘(BaP)是其中的一個典型代表。在此背景下，發(fā)達國家率先做出這一規(guī)定也就不足為奇。

橡膠制品在制造過程中，根據(jù)品種及制造工藝的不同，要在不同階段適量添加具備一定條件的油品，這就是橡膠添加油。在日常生活中，橡膠制品是多種多樣的，由于知識所限，本文只討論我國輪胎生產(chǎn)中所用的環(huán)保型芳烴橡膠添加油及其推廣前景。

眾所周知，由于輪胎制造過程對環(huán)境的影響較大，發(fā)達國家的制造廠家20世紀(jì)以來一直在向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，我國也有眾多的國外輪胎制造公司以獨資或合資的方式進入。這種趨勢，一方面使我國輪胎生產(chǎn)技術(shù)有了較快提高，另一方面也造成了對我國環(huán)境影響的壓力。美國《橡膠與塑料新聞》周刊2010年度全球輪胎75強評選近日揭曉，在75強中我國大陸占了22家，我國臺灣有5家，另有13家在我國生產(chǎn)的外企。可見我國是個名符其實的輪胎制造大國。雖然，我國需要大量的輪胎，但也是輪胎出口大國。2009年輪胎出口量約10810萬條。其中就包括出口到歐盟、美國、日本等發(fā)達國家的輪胎在內(nèi)。歐盟的限令一出，首先危及的就是這部分輪胎出口業(yè)務(wù)。

目前，對于制造輪胎所需的添加油，我國還沒有與發(fā)達國家知名產(chǎn)品(如德國漢圣公司產(chǎn)品)質(zhì)量相當(dāng)且經(jīng)過國際市場認可的工業(yè)化生產(chǎn)的環(huán)保型芳烴橡膠添加油產(chǎn)品的生產(chǎn)商。因而，該產(chǎn)品的市場主導(dǎo)權(quán)一直為國外生產(chǎn)、銷售商所壟斷，導(dǎo)致我國橡膠添加油的生產(chǎn)商、橡膠生產(chǎn)行業(yè)面臨著非常被動的局面。從而出現(xiàn)了國內(nèi)多家企業(yè)競相研究開發(fā)環(huán)保型芳烴橡膠添加油的形勢。

2 我國環(huán)保型芳烴橡膠添加油的現(xiàn)狀

我國2009年輪胎用合成橡膠生產(chǎn)能力達到164.1萬 t，產(chǎn)量141.1萬 t;預(yù)計2015年將達到 260萬t。因此，十二五期間我國輪胎用橡膠量仍將保持較好的增長勢頭。目前，以環(huán)保型芳烴橡膠添加油為填充油制造的橡膠產(chǎn)品主要為丁苯橡膠SBR－1723，用于制造輪胎、傳送帶、電纜等，其中輪胎業(yè)占90%以上。

對于歐盟理事會要求2010年起實施的2005/69/EC指令，我國橡膠業(yè)界一直密切關(guān)注，并采取了切實的應(yīng)對措施。2006年1月申華化學(xué)工業(yè)有限公司就成功試制出了滿足環(huán)保要求的SBR－1723，各項性能略好于SBR－1712。中石油所屬的蘭州石化在2009年生產(chǎn)出了400t環(huán)保型丁苯橡膠SBR－1723產(chǎn)品發(fā)往目的地。中石化所屬的揚子金浦橡膠有限公司和齊魯石化分別于2009年5月份2009年11月份生產(chǎn)出了丁苯橡膠SBR－1723產(chǎn)品。

對于環(huán)保型芳烴橡膠添加油的研發(fā)，眾多企業(yè)分別做了不屈不撓的嘗試。2009年6月，中海油瀝青股份公司宣布生產(chǎn)出了環(huán)保型高芳橡膠填充油。2009年12月份，中石油所屬的克拉瑪依石化分公司宣布生產(chǎn)出了環(huán)保輪胎橡膠油。中石化所屬的南陽石蠟精細化工廠，從2008年開始進行環(huán)保型芳烴橡膠添加油的研制生產(chǎn)工作，截止2010年11月份在工業(yè)試驗裝置上，共生產(chǎn)環(huán)保型芳烴橡膠添加油近500t。其油品性能與德國漢圣公司生產(chǎn)的環(huán)保型橡膠填充油指標(biāo)基本相同。在橡膠廠實驗室制取橡膠，其性能指標(biāo)達到了丁苯橡膠SBR－1723合格品的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)國內(nèi)知名合資輪胎企業(yè)試驗后，采購100余噸產(chǎn)品作為生產(chǎn)輪胎的環(huán)保型芳烴橡膠操作油使用。

3 對研發(fā)環(huán)保型芳烴橡膠添加油的思考

綜合國內(nèi)及國外環(huán)保型芳烴橡膠添加油的生產(chǎn)情況，特別是國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)了生產(chǎn)合格產(chǎn)品的幾個企業(yè)的經(jīng)驗，覺得要發(fā)展該產(chǎn)品，應(yīng)注意到以下三點:

3.1 原料優(yōu)先

綜合眾多環(huán)保型芳烴添加油研究單位、生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)驗可知，所用原料性質(zhì)是生產(chǎn)目的產(chǎn)品的決定因素。所謂環(huán)保型芳烴橡膠添加油，重在環(huán)保、芳烴(CA)含量上。其產(chǎn)品環(huán)保指標(biāo)要求限制二環(huán)及以上芳烴的含量，而制膠過程又要求其單環(huán)芳烴的含量不能太低。德國漢森公司的芳烴指標(biāo)在26%以上。這樣矛盾的產(chǎn)品質(zhì)量要求，對篩選原料提出了非常苛刻的要求。既要含芳烴，又要盡量少含多環(huán)芳烴。同時，添加油在黏度上也要求比較高，或高或低對橡膠生產(chǎn)都不利，作填充油時要適當(dāng)高些，而作操作油時則要適當(dāng)?shù)托h森公司的指標(biāo)要求100℃時的運動黏度為21mm2/s。在這種產(chǎn)品質(zhì)量要求下，原料性質(zhì)如果能接近產(chǎn)品性質(zhì)其生產(chǎn)工藝將會簡單得多。

3.2 通行的加氫工藝較為落后

通行的加氫工藝不太適合于生產(chǎn)環(huán)保型芳烴橡膠添加油產(chǎn)品。實踐與理論均證明，要制取環(huán)保型橡膠添加油比制取環(huán)保型芳烴橡膠添加油容易。如果加工環(huán)烷基原料油或石蠟基原料油，采取加氫的辦法，基本上就能制取環(huán)保型橡膠添加油;而要制取環(huán)保型芳烴橡膠添加油，則加氫的方法鮮能見效。這是加氫的功能所決定的。

眾所周知，加氫裂化是逐環(huán)裂化，固然可以破環(huán)多環(huán)芳烴為單環(huán)芳烴或烷烴，但同時也使單環(huán)芳烴支鏈斷裂或開環(huán)，降低了產(chǎn)品的芳烴(CA)含量;而且加氫裝置投資及運行費用高，增加了生產(chǎn)成本，橡膠行業(yè)難以承受。

3.3 有效手段

萃取工藝可能是目前制取環(huán)保型芳烴橡膠添加油的有效手段。設(shè)想有一種溶劑(或復(fù)合溶劑，以下同)，在適宜的壓力、溫度條件下，以先多環(huán)芳烴，后環(huán)烷烴，再后依次單環(huán)芳烴、單環(huán)烷烴、烷烴的順序溶解原料組分，則最終就可分離出我們需要的目的產(chǎn)品。但這種溶劑如何篩選出來呢，這恐怕是個復(fù)雜而艱難的過程。就目前各研究、生產(chǎn)單位所用的溶劑來推斷，還不能說已經(jīng)選到了最合適的溶劑。然而，我們卻可以提一些溶劑篩選的條件:無毒、無腐蝕、沸點低、選擇性好、溶解度大、與目的產(chǎn)品的密度差大、價格適中、容易取得等。

4 我國環(huán)保型芳烴橡膠添加油的發(fā)展前景

如前所述，我國2009年輪胎用合成橡膠生產(chǎn)能力達到164.1萬t，產(chǎn)量141.1萬 t。如果此部分橡膠全部生產(chǎn)環(huán)保型輪胎，則每年需環(huán)保型芳烴橡膠添加油近30余萬噸。預(yù)計2015年輪胎用合成橡膠生產(chǎn)能力將達到260萬t，如果全部生產(chǎn)環(huán)保型輪胎，則年需環(huán)保型芳烴橡膠添加油應(yīng)在50萬t以上。全世界2009年丁苯橡膠SBR的生產(chǎn)能力約558萬t，大約需要環(huán)保型芳烴橡膠添加油100萬t。如此大的產(chǎn)品市場需求，對于我們這樣一個還沒有建立起規(guī)模的環(huán)保型芳烴橡膠添加油生產(chǎn)線的國家來說，其任務(wù)是十分緊迫的。

當(dāng)然，任何事物的發(fā)展都不是簡單的線性關(guān)系，要搞清現(xiàn)實中的真實情況，就必須結(jié)合實際進行分析。環(huán)保型芳烴橡膠添加油的策源地是歐盟國家，其后美國、日本比照執(zhí)行，而全世界其它國家包括我國在內(nèi)，并沒有對此響應(yīng)。我國輪胎大量出口地也不是歐盟、美國、日本等發(fā)達國家，近年來這些發(fā)達國家的經(jīng)濟并不景氣，而美國又給我們搞了輪胎特別保護調(diào)查案。所以，我國市場對橡膠環(huán)保型芳烴添加油的實際需求，遠低于理論上的計算值。

據(jù)筆者了解，目前環(huán)保型丁苯橡膠SBR－1723市場并不十分好，甚至有些企業(yè)從國外采購的環(huán)保型芳烴橡膠填充油還形成了積壓。這里面有價格因素，更重要的是環(huán)保型輪胎的市場不好。環(huán)保型芳烴橡膠添加油生產(chǎn)困難，原料有限，現(xiàn)在市場上進口產(chǎn)品的價格是國內(nèi)芳烴橡膠添加油價格的3～4倍。與此同時，環(huán)保型輪胎比普通輪胎價格的漲幅卻低于環(huán)保型芳烴橡膠添加油比芳烴橡膠添加油的漲幅。這樣輪胎行業(yè)利益不大，生產(chǎn)積極性不高，如不是出于占領(lǐng)市場的需要，可能橡膠、輪胎生產(chǎn)企業(yè)目前對此所具有的積極性也要打折扣。

但是，人類的生存法則是生命大于一切。隨著社會的發(fā)展進步，構(gòu)建綠色環(huán)保型社會是所有國家和人民的需要。人們的日用品對環(huán)保要求越來越高是歷史發(fā)展的必然趨勢。我國經(jīng)濟發(fā)展突飛猛進，傳統(tǒng)的生活方式在不斷改變，人們對生命的重視比歷史上任何時候都更為強烈，而且這種強烈隨著時間的推移，只會增大而不會減小。這就為環(huán)保型產(chǎn)品的發(fā)展提供了廣闊又久遠的市場。

以2009年為例:全年消耗橡膠(包括天然膠約270萬t，合成膠約318萬t)588萬t，用于輪胎的占61%，約358萬t。可以看出，如果我國出臺法令，要求生產(chǎn)環(huán)保膠、生產(chǎn)環(huán)保型橡膠制品，則橡膠環(huán)保型芳烴添加油的市場需求便會立即顯現(xiàn)出來。可見，現(xiàn)在對該項目的積極投資是有長遠保證的。但也不能急功求大，全面開花。應(yīng)結(jié)合我國國情，歐、美市場需求及世界其它市場對環(huán)境保護要求的變化，捕捉信息，未雨綢繆，循序漸進地推動環(huán)保型芳烴添加油的生產(chǎn)建設(shè)。目前可以先儲備生產(chǎn)技術(shù)，進行相關(guān)原料資源的調(diào)查研究。在進行小規(guī)模的試驗性裝置建設(shè)，以小批量的產(chǎn)品投放市場，滿足目前對發(fā)達國家出口環(huán)保型輪胎的需要，同時，有關(guān)企業(yè)可根據(jù)各自的自給及對外合作、發(fā)展需要，制定出發(fā)展生產(chǎn)環(huán)保型芳烴橡膠添加油的建設(shè)規(guī)劃。一俟市場啟動，便有足量的產(chǎn)品來投放市場。

通過上述分析，我們可以得出結(jié)論，發(fā)展環(huán)保型芳烴橡膠添加油是符合可持續(xù)發(fā)展觀的。雖然目前市場還有待進一步擴大與提振，但其市場后勁則是不言而喻的。不妨對此作以預(yù)測:“十二五”期間，利用全球石化資源，優(yōu)選原料，起步并發(fā)展、促進我國環(huán)保型芳烴橡膠添加油的生產(chǎn)及市場銷售;“十三五”期間，實現(xiàn)環(huán)保型芳烴橡膠添加油的廣泛推廣與應(yīng)用。依上述觀點推算，“十二五”未，約需要總計50萬t/a以上的生產(chǎn)能力投入運行。“十三五”期間以強有力的生產(chǎn)、銷售能力支持我國實施橡膠制品環(huán)保化的立法與實施。至“十三五”末，約需要總計100萬t/a以上的生產(chǎn)能力投入運行。這將是一項艱巨而光榮的使命。

Environmental Friendly Aromatic Rubber Additionally Refuel and Its Popularizing Prospect

LU Sheng－qi
(Henan Oilfielld Company Nanyang Wax Fine Chemical Plant，SIOPEC，Nanyang 473132，China)

TQ330.3

A

1003－3467(2011)03－0025－04

2010－12－17

路勝旗(1961－)，男，高級工程師，從事生產(chǎn)管理工作，電話:(0377)63828266。