化工材料行业发展前景及种类的可行性研究报告

第一节  化工材料的简介

化工材料是建造化工装置所需工程材料的简称。组成化工生产装置的化工机械、化工仪表、管道和构筑物都是在不同温度、压力和机械负荷下运转，所接触的物料又多具有强腐蚀作用。因此，化工材料除应具有一般工程材料的性能外，还应具备优良的耐腐蚀性能。若耐腐蚀性能不良，不但直接影响装置的寿命，有时还可能引起火灾、爆炸等事故，还会影响产品的产量和质量。另外，根据不同的用途和使用条件，有时还要求化工材料具有耐高温或耐低温、导热或隔热等特殊性能。（可行性研究报告）

第二节 化工材料的特性

相对概念

不同材料对于各种腐蚀环境具不同的耐蚀性，所谓优良耐蚀材料只是相对的概念。例如：一般认为不锈钢是优于普通碳钢的耐蚀材料，但这只是在大气、水和氧化性环境中才如此；在还原性酸中，两者同样被腐蚀；在70%以上的浓硫酸中，碳钢比不锈钢好；在含有氯离子的水中，奥氏体不锈钢可能产生应力腐蚀破裂，而碳钢却没有这种危险。通常在手册中载有各种材料在各种环境中（酸、碱、盐、气体、无机物、有机溶剂、大气、土壤、水、海水、工业产品、食品及植物油等）的腐蚀数据，如手册中没有所需数据，则应进行腐蚀试验。

评定标准

金属耐蚀性的评定标准，按均匀腐蚀率大小分四个等级。对于精密部件和高压、有危险性的设备应用腐蚀率极低的一级材料，一般容器、设备等则可用二三级材料，适当增加壁厚，可保证较长寿命。对于金属材料，不仅要注意均匀腐蚀，更应注意局部腐蚀。当手册上指出这种“材料-环境”体系有产生孔蚀、晶间腐蚀，应力腐蚀破裂的可能时，则避免采用，或采取必要的防护措施。

非金属迄今还没有很好的评定方法，对于玻璃、陶瓷、石墨等可以参用金属标准。而塑料和橡胶的适用标准可参考下列数字：抗弯强度的下降要小于25%；重量或尺寸变化要小于5%；硬度（洛氏M）变化要小于30%。

环保安全

在选材中还必须考虑材料与环境的反应是否对环境或生产造成不利的影响，如是否会污染产品质量，影响工序流程，产生副反应，降低收率，甚至引起火灾、爆炸等。如有些材料腐蚀率虽然很低，但能使产品的色、香、味变质，甚至产生毒性（如微量铅化合物），这对于食品、医药、纤维、化妆品类的工业，就绝对不能使用。

第三节 化工材料的种类

由于化工生产的物料和工艺条件各不相同，因而化工材料的品种繁多，型号、规格复杂，既包括一般工程材料，也包括化工装置专用的具有特殊性能、特殊用途的材料。

化工材料分为金属材料和非金属材料两大类。化工用金属材料又可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料主要指铁和钢，多数化工机械设备是用铸铁和碳钢制成的。高合金铁、高合金钢（如高硅铁、高镍铁和各类不锈钢）以及镍、铜、铝、钛、锆及其合金，也广泛应用于化工生产中。非金属材料在化工中的使用日益广泛，主要有塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、搪瓷、不透性石墨等类。塑料发展迅速，耐蚀性优良，应用最广泛；不透性石墨既耐热、耐酸、还具有高热导率，用量也较多；陶瓷、玻璃等耐酸性良好，但性脆，又不能制成大体积设备，所以其本身用途有限，但可用来搪、衬金属表面，制成耐蚀的搪瓷设备，搪（或衬）玻璃的槽、罐等。

在金属与非金属之间，还有一种非晶质（态）合金，具有过冷液体的结构，耐蚀性很强，有些接近钽和贵金属，是一种发展中的材料。

为了利用不同材料的优点，还发展了多种复合材料，其中有：①金属与金属复合，如夹层金属板，利用高强度、低耐蚀的材料（如碳钢、铝合金）作底层，耐蚀性较高的材料（如纯铝、镍、钛、不锈钢等）作接触腐蚀介质的表层。②非金属与非金属复合，如增强塑料。③非金属与金属复合，如合金陶瓷，既有一定强度，又能耐高温。

第四节 化工材料行业的发展前景

化工新材料是新材料产业的一个重要分支，是基础化学工业最具活力和发展潜力的领域。发展化工新材料产业在突破国内资源“瓶颈”，环境保护、调整产业结构，保持石油和化学工业平稳、较快和可持续发展方面“大有可为”。2011年中国原油对外依存度已突破55%，且连续三年超50%警戒线，预计到2020年对外依存度将达67%。国内石化工业能源利用率比发达国家平均低15%，而一些产品单位能耗要高出20%-30%；国内石化产品结构性矛盾突出，总产值的65%以上是由石油和天然气开采、精炼石油、基础化学原料和肥料等初级加工产品构成，不能满足相关产业的需求。

政策“春风”促发展。化工新材料是国家重点扶持的低碳经济领域新兴产业之一。根据《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《新材料产业“十二五”发展规划》，化工新材料产业成为国民经济的先导产业。《石油和化工“十二五”科技发展规划纲要》提出力争到2015年，国内高端化工新材料整体技术水平与发达国家的差距缩小到10年左右，达到本世纪初国际先进水平。《石化和化学工业“十二五”发展规划》提出“十二五”化工新材料发展重点包括：特种合成橡胶、工程塑料、高性能纤维、氟硅材料、可降解材料、功能性膜材料、功能高分子材料及复合材料等领域。

目前国内化工新材料市场存在巨大的市场缺口，进口量占据国内大部分市场份额，国内化工新材料整体自给率在56%左右，其中新领域的化工新材料自给率仅为52%，工程塑料和特种橡胶自给率仅为35%和30%。一般而言，化工新材料产品都会经历产品毛利率波动和进口替代率不断上升的过程。在化工新材料进口替代过程中，多数产品供大于求的矛盾不突出，部分产品供不应求，掌握核心技术的企业产能扩张即能获得与投资成正比的利润，多数企业能实现持续快速增长。高壁垒带来高的回报，尖端化工新材料产品毛利率在70%以上，远远超过大宗化学品15%左右的行业平均利润。

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