再生化學(xué)纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

再生化學(xué)纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

在32.56周期間，國(guó)家將“報(bào)廢紡織、報(bào)廢塑料和回收”列為節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。再生化學(xué)纖維行業(yè)是實(shí)施國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)資源節(jié)約社會(huì)的重要實(shí)踐者。適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式和可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略。隨著環(huán)保政策的明晰,企業(yè)自覺采用綠色的生產(chǎn)方式,人們也逐漸接受再生體系(產(chǎn)品)認(rèn)證及產(chǎn)品碳足跡這種產(chǎn)品生命周期管理辦法。常規(guī)纖維織成布后需要通過印染廠高溫高壓調(diào)色、上色后才能達(dá)到面料所需的顏色要求,而再生有色滌綸短纖維通過在再生滌綸生產(chǎn)過程中加入色母粒進(jìn)行適當(dāng)調(diào)色,可直接生產(chǎn)出符合要求的再生有色滌綸短纖維,用于下游紗廠進(jìn)行紡紗織布,無需再進(jìn)行染色加工。該產(chǎn)品具有加工成本低、環(huán)境污染少、節(jié)水、低碳排放、產(chǎn)品附加值高等特點(diǎn),符合紡織化纖行業(yè)鼓勵(lì)發(fā)展的新型工藝路線,在“十三五”時(shí)期及未來將具有較好的發(fā)展空間。1國(guó)際再生纖維和短纖維的發(fā)展現(xiàn)狀1.1再生有色滌綸短纖1993年,美國(guó)的Wellman(威爾曼)公司開始用回收的廢聚酯來生產(chǎn)纖維;2002年,日本Teijin(帝人)公司規(guī)?；夭捎没瘜W(xué)法生產(chǎn)再生纖維產(chǎn)品;1997年,中國(guó)臺(tái)灣的祖揚(yáng)公司開始生產(chǎn)再生原液著色滌綸短纖維。截止到2015年,全球共有再生滌綸短纖維1039.5萬(wàn)t產(chǎn)能,其中再生有色滌綸短纖維212.6萬(wàn)t,約占20.5%,除中國(guó)外的其他國(guó)家的再生有色滌綸短纖維主要指黑色絲。美國(guó)生產(chǎn)再生滌綸短纖維15萬(wàn)t,其中再生有色滌綸短纖維不到3萬(wàn)t;歐洲(包括俄羅斯)可生產(chǎn)再生滌綸短纖維13.5萬(wàn)t,其中再生有色滌綸短纖維不足1.5萬(wàn)t;中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)再生滌綸短纖維15萬(wàn)t,再生有色滌綸短纖維不到1萬(wàn)t,主要以黑色加復(fù)合功能或改性加有色為主;東南亞、非洲、印度等國(guó)家和地區(qū)的再生滌綸短纖維產(chǎn)能詳見表1。1.2產(chǎn)品的發(fā)展機(jī)遇世界經(jīng)濟(jì)的不確定性及原油價(jià)格預(yù)期長(zhǎng)期在低價(jià)位運(yùn)行,對(duì)再生滌綸短纖維市場(chǎng)產(chǎn)生不確定影響。但隨著節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入,以及產(chǎn)品碳足跡、碳排放等指標(biāo)在歐盟的實(shí)施,有色/黑色再生滌綸短纖維等產(chǎn)品將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。預(yù)計(jì)到2020年,全球(除中國(guó)外)的再生滌綸短纖維產(chǎn)能將達(dá)到242萬(wàn)t,再生有色滌綸短纖維將達(dá)到39萬(wàn)t;其中印度市場(chǎng)產(chǎn)能將達(dá)到100萬(wàn)t,再生有色滌綸短纖維產(chǎn)能也將達(dá)到15萬(wàn)t(表2)。2中國(guó)非藍(lán)色表面的發(fā)展現(xiàn)狀2.1行業(yè)基本情況2.1.1再生有色滌綸短纖行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)80年代初,我國(guó)再生有色滌綸短纖維的發(fā)展起源于江蘇省蘇州市沙洲縣合成纖維廠,產(chǎn)品以黑色短纖為主,輔以紅色、寶藍(lán)、藏青纖維等,90年代初才開始大批量生產(chǎn)。再生有色滌綸短纖維行業(yè)的最早發(fā)展形式主要是以集體經(jīng)濟(jì)為主體的蘇南模式。隨著行業(yè)的快速發(fā)展,投資來源出現(xiàn)多元化,主要以家族控股為主,技術(shù)入股、裝備入股的合伙人方式為輔,部分金融租賃參與,國(guó)資背景的產(chǎn)業(yè)資本也逐漸進(jìn)入該行業(yè)。2.1.2采用專業(yè)市場(chǎng)經(jīng)銷商代理模式早期,由專職銷售人員到下游產(chǎn)業(yè)鏈工廠的主動(dòng)上門推銷模式,逐漸走向了外貿(mào)商代理出口、在專業(yè)市場(chǎng)經(jīng)銷商代理為輔的銷售模式。隨著產(chǎn)能、產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng),上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡,行業(yè)出現(xiàn)了周期性、結(jié)構(gòu)性過剩,下游的紡紗廠由早期的弱勢(shì)群體轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的強(qiáng)勢(shì)群體,甚至要求化纖廠墊資才使用其產(chǎn)品,這種現(xiàn)象對(duì)新建公司的流動(dòng)資金造成較大壓力。2.1.3純利潤(rùn)的確定據(jù)不完全測(cè)算,中國(guó)再生有色滌綸短纖維的純利潤(rùn)在7%~10%之間,再生黑色滌綸短纖的純利潤(rùn)在3%~5%之間。再生有色滌綸短纖維的盈利模式主要有以下幾種:充分挖掘聚酯類原料來源,合理優(yōu)化利用原料精細(xì)配方,采用適宜的工藝、技術(shù)、裝備,走原料成本低、快速配色、加工流程短、交貨周期短、多品種、小批量的盈利模式。2.2聚酯類的紡織品再生有色滌綸短纖維的原料來主要源于聚酯類的瓶、片、膜、塊、帶等包裝材料,聚酯類的廢舊紡織品及聚酯滌綸生產(chǎn)過程中的工業(yè)廢料、廢絲等。2015年,其全球供應(yīng)量約為1200萬(wàn)t。中國(guó)每年的原料自供量達(dá)到510萬(wàn)t,進(jìn)口量達(dá)到220萬(wàn)t(表3)。2.3中國(guó)蠶絲材料的高產(chǎn)和出口2.3.1色絲的t2015年,我國(guó)再生滌綸短纖維產(chǎn)能有900萬(wàn)t,其中有色絲195萬(wàn)t。有色絲中的黑色滌綸短纖維約99萬(wàn)t,彩色滌綸短纖維約96萬(wàn)t,黑色滌綸短纖占到有色滌綸短纖的50%以上(表4)。2.3.2出口產(chǎn)品以填充料為主,符合家紡產(chǎn)品為主海關(guān)稅則沒有把原生及再生滌綸短纖維進(jìn)行區(qū)分。根據(jù)調(diào)研,再生滌綸短纖維的實(shí)際出口量占出口總量的50%以上。其中出口美國(guó)市場(chǎng)的以填充料為主,主要用于沙發(fā)等家紡產(chǎn)品;出口印度、巴基斯坦、印度尼西亞等市場(chǎng)的以棉型為主,主要用于紗線生產(chǎn)。2015年1—10月,我國(guó)滌綸短纖出口總量為80.88萬(wàn)t,同比增長(zhǎng)10.52%(表5)。2.4用于再生絲綢的應(yīng)用2.4.1主要產(chǎn)品的規(guī)格、應(yīng)用和銷售市場(chǎng)表62.4.2色滌綸短纖對(duì)地帶量的需求國(guó)內(nèi)再生有色滌綸短纖維的應(yīng)用市場(chǎng),占比最大的是汽車用紡織品及傳統(tǒng)紗線市場(chǎng),需求量約為71萬(wàn)t/a,占有色滌綸短纖維市場(chǎng)的36.5%;山東地區(qū)的地毯、土工布及人工草坪是有色滌綸短纖維的第二大使用市場(chǎng),需求量約為44萬(wàn)t/a,占市場(chǎng)總需求量的22.5%。其它主要用于革基布及非織造布,市場(chǎng)主要集中于廣東、福建等省(表7)。2.5行業(yè)產(chǎn)量增長(zhǎng)過快,產(chǎn)能增長(zhǎng)較快根據(jù)再生化學(xué)纖維行業(yè)的“十三五”發(fā)展規(guī)劃,行業(yè)發(fā)展應(yīng)遵循減量?jī)?yōu)先,改造或淘汰存量,優(yōu)化增量,合理布局,清潔生產(chǎn),綠色采購(gòu),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益、社會(huì)效益相統(tǒng)一;通過并購(gòu)重整,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整,再生行業(yè)產(chǎn)量增長(zhǎng)超過產(chǎn)能增長(zhǎng),產(chǎn)能基本不增加的情況下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量較大幅度的增長(zhǎng);再生產(chǎn)品不斷優(yōu)化,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,差別化、多功能、多復(fù)合新型再生纖維占總產(chǎn)值的比重將大幅提升。預(yù)計(jì)到2025年,中國(guó)再生滌綸的總產(chǎn)能將基本保持穩(wěn)定,有略微增長(zhǎng),但再生有色滌綸短纖維的產(chǎn)量將逐年增加,預(yù)計(jì)將從2015年的195萬(wàn)t增加到2025年的350萬(wàn)t,年均增長(zhǎng)率7.95%,其中彩色滌綸短纖維的發(fā)展速度要比黑色滌綸短纖維更快(表8)。3行業(yè)科技現(xiàn)狀3.1解聚改性聚酯纖維再生滌綸的制備方法根據(jù)再生原理主要可分為物理法和化學(xué)法兩類,其中物理法是指將廢舊聚酯材料經(jīng)分揀、清洗和干燥等工序后作為原料直接進(jìn)行熔融紡絲的再生方法;化學(xué)法是指利用化學(xué)反應(yīng)將廢舊聚酯材料解聚為聚合單體或聚合中間體,經(jīng)過提純分離等步驟后進(jìn)行再生聚合和熔融紡絲的過程。結(jié)合技術(shù)的掌握水平與生產(chǎn)運(yùn)行成本等關(guān)鍵因素,物理法由于生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)單、工藝流程簡(jiǎn)單和生產(chǎn)成本低等特點(diǎn),成為目前主導(dǎo)的聚酯再生方式。同時(shí),據(jù)估算物理法再生PET產(chǎn)品的碳足跡僅為原生PET產(chǎn)品的20%~30%。但是,近幾年化學(xué)法通過裝備和工藝的創(chuàng)新呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。其特點(diǎn)是對(duì)廢舊聚酯的分揀、清洗要求降低。因此目前再生滌綸超過70%~80%的生產(chǎn)能力均是采用物理法回收的。3.2液相增粘技術(shù)雖然物理法在制備再生滌綸方面有著諸多優(yōu)勢(shì),但是仍然存在許多不可回避的缺點(diǎn),其中最重要的是物理法再生屬于降級(jí)再生,因此對(duì)于雜質(zhì)含量較多的廢舊滌綸紡織品來說,僅將廢料通過簡(jiǎn)單的熔融擠出無法制備合格的再生滌綸,所以對(duì)再生聚酯熔體的品質(zhì)提升是物理再生過程中的核心環(huán)節(jié)。提升再生熔體的品質(zhì)主要包括熔體的增粘和除雜。聚酯增粘主要有固相縮聚、熔融縮聚和化學(xué)擴(kuò)鏈法等3種方式。固相增粘是通過將聚酯廢料在真空條件下加熱到玻璃化溫度和熔點(diǎn)之間,使聚酯大分子縮聚,從而使聚酯粘度提高;但由于反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)、熱量消耗較大,設(shè)備制造和運(yùn)行成本都很高。液相增粘是通過將聚酯熔融后通過在高真空反應(yīng)釜中進(jìn)行大比表面積脫揮實(shí)現(xiàn)縮聚增粘,并可同時(shí)將低分子雜質(zhì)氣化脫除,從而實(shí)現(xiàn)熔體粘度的增加。相對(duì)于固相縮聚,液相增粘的熔體可以在增粘的同時(shí)實(shí)現(xiàn)除雜,減輕紡絲前熔體過濾的壓力,工藝流程相對(duì)較短,成本較低。同時(shí)熔體狀態(tài)、增粘幅度相對(duì)固相增粘法更加均勻,分子量分布窄,產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定,因此在廢舊聚酯紡織品的回收再生方面,液相增粘是目前被認(rèn)為最具工業(yè)化優(yōu)勢(shì)的熔體品質(zhì)提升方法。影響液相增粘品質(zhì)的主要因素有反應(yīng)溫度、脫揮面積和停留時(shí)間等。其中增粘設(shè)備是保證上述因素穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。液相增粘過程中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,體系粘度會(huì)因?yàn)榉肿恿吭鲩L(zhǎng)而急劇增加,甚至可能高于1kPa·s,同時(shí)由于熔體具有粘彈性,因此排除生成的小分子越來越困難,成為過程的控制因素,所以須采用能提供大的傳質(zhì)比表面積的優(yōu)質(zhì)縮聚反應(yīng)設(shè)備,目前纖維級(jí)聚酯的工業(yè)化縮聚反應(yīng)器多采用大比表面積的圓盤反應(yīng)器和籠式反應(yīng)器。對(duì)于再生聚酯來說,為了進(jìn)一步增粘,目前多采用立臥多釜串聯(lián)形式進(jìn)行增粘。需特別注意的是,液相增粘前原料中的含水量必須小于100mg/kg,這是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素,由于聚酯熔體的水解反應(yīng)的速度在高溫反應(yīng)階段比熱降解反應(yīng)速度高數(shù)倍,因此如果原料干燥未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),則會(huì)導(dǎo)致再生增粘的失敗。另一種常用聚酯熔體增粘技術(shù)是化學(xué)擴(kuò)鏈法,通常是采用具有能與聚酯端基發(fā)生加成或縮合的高活性雙官能團(tuán)小分子化合物作為擴(kuò)鏈劑,將聚酯分子進(jìn)行連接,使分子量成倍增長(zhǎng)。但對(duì)于雜質(zhì)較多的再生聚酯熔體來說,一般采用加成型擴(kuò)鏈劑獲得增粘效果會(huì)好于縮合型,因?yàn)榭s合型擴(kuò)鏈劑在擴(kuò)鏈的同時(shí)會(huì)釋放小分子產(chǎn)物,如果不能及時(shí)排除,也會(huì)造成熔體的劣化。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,目前擴(kuò)鏈效果較好的擴(kuò)鏈劑有雙噁唑啉類,二異氰酸酯類、雙環(huán)氧類和酸酐類化合物等。3.3工藝復(fù)雜,成本過高在廢舊聚酯材料的回收中,特別是廢舊滌綸紡織品,由于廢料中本身含有染料,所以再生后的制品顏色控制是一個(gè)關(guān)鍵問題?；瘜W(xué)法回收時(shí)一般進(jìn)行脫色處理,但工藝復(fù)雜,成本相對(duì)較高。而傳統(tǒng)物理法回收時(shí)常常跳過脫色步驟,又不進(jìn)行配色處理,導(dǎo)致產(chǎn)品中顏色混雜、離散性大。因此目前一些技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)采用計(jì)算機(jī)配色技術(shù),建立不同顏色廢舊布泡料與再生熔體顏色間的定量關(guān)系,并復(fù)配以色母粒在線添加進(jìn)行調(diào)色,從而可實(shí)現(xiàn)再生有色滌綸可控制備。3.4再生聚酯工廠由于色絲的加工工藝更為復(fù)雜,裝備的流程短,變化品種時(shí)還要清洗管線、清洗轉(zhuǎn)鼓、更換過濾器和紡絲組件等,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。中國(guó)的再生聚酯產(chǎn)業(yè)鏈完整,員工專業(yè)技術(shù)熟練,工廠布局合理,服務(wù)半徑小,配套方便,在短時(shí)間內(nèi)可以應(yīng)付再生有色的復(fù)雜情況處理。國(guó)外的再生產(chǎn)品生產(chǎn)與國(guó)內(nèi)剛好相反,不利于再生產(chǎn)品的發(fā)展。4用于回收絲綢和纖維的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)責(zé)任4.1再生有色滌綸短絲退漿工藝后染色的化纖印染布存在牽伸過度(造成印染加工后縮率過大)、手感硬等問題。能形成各種織物風(fēng)格,具有超真、仿真效果的差別化纖維比較少;集多功能于一體的滌綸短纖維品種更少,面料的功能性更多的依靠后整理來實(shí)現(xiàn)。滌綸面料的上漿和退漿工藝過程繁雜,需要專用設(shè)備且流程長(zhǎng)。傳統(tǒng)的退漿方法有堿退漿、酶退漿和氧化劑退漿等,傳統(tǒng)退漿的缺點(diǎn)是在生產(chǎn)過程中需要耗用大量的水和化學(xué)物質(zhì)、能源消耗大、易損傷纖維、污染環(huán)境。酶退漿雖較為環(huán)保,但受到一定的技術(shù)限制。利用原液著色技術(shù)生產(chǎn)再生有色滌綸省去了染前處理、高溫高壓染色等高耗能、高排放的工序,把過去由3家企業(yè)完成的傳統(tǒng)生產(chǎn)流程,縮減成1家企業(yè)單獨(dú)完成的新工藝流程,節(jié)水降耗,真正實(shí)現(xiàn)“零”排放。按照傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝,原來每染1t彩色滌綸或有色面料需要化工染料及顏料130kg左右,而采用新工藝技術(shù)生產(chǎn)的1t彩色纖維僅需顏料7.5kg,其成本僅為染色工藝的5%。4.2再生有色滌綸短纖對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)節(jié)約了成本再生有色滌綸短纖維產(chǎn)品的性能完全可替代并優(yōu)于傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品。多色系系列產(chǎn)品將省去傳統(tǒng)的高溫高壓染色,沒有污染排放。據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩纸y(tǒng)計(jì),我國(guó)印染行業(yè)排放廢水總量位于全國(guó)制造業(yè)排放總量的前5位,印染企業(yè)的單位產(chǎn)品耗水量大約是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍左右,每噸產(chǎn)品取水量250t以上,產(chǎn)生污水232.5t,水的重復(fù)利用率僅為7%。在能源緊張、水資源日益短缺、環(huán)境惡化的形勢(shì)下,如何解決行業(yè)節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)和水資源的重復(fù)利用問題,是當(dāng)前印染行業(yè)乃至紡織工業(yè)的突出問題,它們影響到全行業(yè)的健康發(fā)展。采用新工藝還為產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)節(jié)省了成本。采用傳統(tǒng)染色技術(shù)需7000元/t,上漿技術(shù)需3000元/t,采用原液著色技術(shù)成本僅需800元/t,免上漿技術(shù)成本僅需1200元/t,二者工藝之間成本相差8000元/t。采用再生有色滌綸短纖維新工藝技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),取消了染色、上漿兩大污染源頭,不僅可以大幅節(jié)約水、電、煤、汽等能耗費(fèi)用,從源頭上控制污水排放,同時(shí)大量減少了化工染料、助劑在紡絲產(chǎn)品中的應(yīng)用,大幅降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。將原本由紡絲、印染、織造3個(gè)不同行業(yè)的企業(yè)獲取的利潤(rùn)空間從終端產(chǎn)品的成本中壓縮,其直接經(jīng)濟(jì)效益就是降低終端生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本,中國(guó)再生有色滌綸短纖維行業(yè)不但在2015年走出了困境,反而擴(kuò)大了市場(chǎng),取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。5我國(guó)絲綢、天然氣材料可持續(xù)發(fā)展的制約因素5.1稅收優(yōu)先權(quán),再生資源回收體系建設(shè)將是一個(gè)過程應(yīng)建立對(duì)國(guó)家認(rèn)定再生產(chǎn)品(綠色采購(gòu)、清潔生產(chǎn)、綠色產(chǎn)品、產(chǎn)品認(rèn)證體系、碳足跡等)的推廣機(jī)制;加大政府采購(gòu)支持力度,優(yōu)先采購(gòu)利用再生產(chǎn)品;繼續(xù)落實(shí)和完善資源綜合利用稅收優(yōu)惠政策;研究制定并完善促進(jìn)再生資源回收體系建設(shè)的稅收政策;對(duì)國(guó)內(nèi)不能生產(chǎn)、國(guó)家鼓勵(lì)引進(jìn)的技術(shù)裝備,在規(guī)定范圍內(nèi)減免進(jìn)口關(guān)稅;鼓勵(lì)銀行業(yè)、金融機(jī)構(gòu)對(duì)重點(diǎn)項(xiàng)目給予包括信用貸款在內(nèi)的多元化信貸支持;加快資產(chǎn)證券化,支持符合條件的企業(yè)申請(qǐng)境內(nèi)外上市和再融資,鼓勵(lì)設(shè)立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)投資基金。5.2環(huán)境管理方面隨著各類廢棄物用量不斷增長(zhǎng),每年大量進(jìn)口限制類原料,同時(shí)出現(xiàn)了環(huán)境管理方面的諸多問題。“圈區(qū)”特別適合在產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)開展,通過資源的整合,建立零排放園區(qū),由此可扶持、建立一批能參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的再生化學(xué)纖維工業(yè)區(qū),可提高再生化學(xué)纖維回收行業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力。5.3國(guó)內(nèi)原料加工和使用現(xiàn)狀由于再生有色滌綸短纖維是利用聚酯類的工業(yè)廢棄物和生活垃圾等原料經(jīng)分揀、清理、干燥、熔融、紡絲而成,原料是由個(gè)體工商戶收購(gòu),雜質(zhì)多,品質(zhì)差,單耗高,并且沒有進(jìn)項(xiàng)發(fā)票。隨著再生有色滌綸短纖維的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)原料已不能滿足需求,每年還需進(jìn)口大量的聚酯類邊角料。隨著監(jiān)管、治理、環(huán)境的壓力不斷增大,進(jìn)口很可能被逐步封堵,企業(yè)只能深挖國(guó)內(nèi)的原料市場(chǎng),多