HFC-134a配套用润滑油产业化



摘 要

  制冷体系,特别是家用制冷系统对可靠性要求非常严格,对制冷系统可靠性起决定作用的是压缩机,而压缩机中的制冷润滑油对压缩机内部各运动部件起到很好的保护和润滑作用,以保证系统长期稳定和正常运行,延长设备的使用寿命。高质量的润滑油将大大提高制冷压缩机的效率和延长使用寿命,因此润滑油对制冷体系起着至关重要的作用。
制冷剂CFCS系列,因对大气臭氧层的破坏作用被大量削减,HFC-134a被国际社会公认为制冷剂CFCS的最佳替代物正在得到越来越广泛的应用。本项目产品是与HFC-134a配套的制冷压缩机用酯类润滑油,主要用于装填HFC-134a冷媒的制冷压缩机。目前,这种润滑油的国内市场全部被进口产品垄断。
西安近代化学研究所根据市场需求自主开发了HFC-134a配套用制冷润滑油RO-22生产技术,并分别由西安东方机电(集团)有限公司和陕西省电冰箱压缩机产品质量监督检验站组织通过了按国家有关标准组织的性能检测和强化寿命试验,2004年1月该技术通过了陕西省科技厅组织的省级技术鉴定,专家认为:产品技术达到国际先进、国内领先水平。
本项目拟根据市场需求,以RO-22润滑油生产技术为基础,在西安近代化学研究所建成一条致冷润滑油系列产品的生产线,开发、生产冰箱和汽车用致冷润滑油系列产品。生产规模暂定为500吨/年,随着市场的扩大,将逐步扩大到1000吨/年。本项目的市场定位是:努力开拓国内市场,逐步替代国外进口产品,成为拥有强大科技创新能力和自主知识产权的合成润滑油生产基地。

合作方式:
1.我所以技术入股,占25%-30%的股份;投资商以资金入股,在所外购地组建股权多元化的股份公司,可由出资份额较大的投资商控股。
2.我所以技术入股,占25%-30%的股份,投资商以资金入股,以我所即将建成的1500平方米精细化工生产厂房为基础,在所内组建股份多元化的股份公司,厂房采用租赁方式,可由出资份额较大的投资商控股。
3.我所以技术入股,占25%-30%的股份,投资商以资金入股,以我所即将建成的1500平方米精细化工生产厂房为基础,在所内组建股份多元化的股份公司,厂房折算为我所股份,可由出资份额较大的投资商控股。

国内外科技创新发展概况和发展趋势
  氟氯烃(简称CFCS)已被证实是破坏大气臭氧层和产生温室效应的主要化学物质之一,为了保护人类共同的生存环境,停止生产和使用CFCS已成为国际社会共同努力的目标。根据修改后的《蒙特利尔议定书》规定,发达国家于1995年底停止生产CFCS,发展中国家于2010年停止生产CFCS,保护环境是我国的基本国策之一,我国政府已于1991年加入了《蒙特利尔议定书》,制定了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》,并积极参与保护臭氧层的全球行动。1996年9月,我国政策郑重宣布,提前五年即2005年停止CFCS生产,1999年起开始执行分批关闭CFCS装置的计划。
在各种CFCS中,CFC-12是应用最广和需求最大的制冷剂,其替代实施显得尤为迫切。1,1,1,2-四氟乙烷(即HFC-134a)是一种无色、无毒、不燃烧的化学物质,臭氧损耗值为0,用于相匹配的制冷压缩机中,其制冷量、制冷速度及能耗与CFC-12相当,部分制冷设备如家用冰箱、汽车空调已填充HFC-134a。
然而,采用HFC-134a来替代CFC-12也会带来一系列问题,其中最主要的是HFC-134a比CFC-12的分子极性大,使得HFC-134a与CFC-12所使用的传统的矿物冷冻机油不混溶,二者无法组成制冷体系完成制冷工作,这可以从润滑油与制冷剂的工作原理得到说明。
制冷体系,特别是家用制冷系统对可靠性历来要求非常严格,而对制冷系统可靠性起决定作用的是压缩机,因此,制冷润滑油能不能对压缩机内部各运动部件起到很好的保护和润滑作用,以保证系统长期稳定和正常运行,延长设备的使用寿命,这一点显得至关重要。与制冷剂不相溶的润滑油将大大降低制冷压缩机的效率和使用寿命,最优润滑油性能的精选必须考虑在制冷压缩机系统中润滑油与制冷剂的关系。
由此可见,在进行HFC-134a替代CFC-12工作的同时,必须开发能与HFC-134a相混溶的新型合成制冷润滑油,使其与HFC-134a同步发展,才能保证CFC-12替代工作的顺利进行。
  在新型合成致冷润滑油的开发上,世界发达国家的各大化工公司者投入大量的人力、物力和财力进行了与HFC-134a配套使用的合成制冷润滑油的研究,其中英国ICI公司、Castrol公司、日本Sun公司、美国Mobil公司、德国Henkel公司等起步较早,发展较快,已形成工业规模并开始进入中国市场。
与国外发达国家相比,我国在新型合成制冷润滑油的研究开发方面,起步较晚,但发展较快,取得了可喜的成就。经过十几年的刻苦攻关,已具备了工业合成生产制冷润滑油的技术基础。

本项目研究达到的科技水平
①本项目研究的产品指标优异。决定酯类润滑油性能优劣的关键指标是:(1)结构,既要耐热、耐寒,又要与HFC-134a有良好的物理混溶性;(2)酸值,这是衡量产品性能的关键技术指标,一般要求酸值≤0.05mgKOH/g。长期以来酸值偏高的问题,是困扰国内润滑油研制工作的"瓶颈"。本项目产品通过自行设计基础油分子结构,采用先进的后处理工艺,使润滑油酸值均≤0.05mgKOH/g,在国内处于最低水平,从而率先取得了突破。
② 设计思路新颖、独特。 西安近代化学研究所合成出一种高粘度基础油,一种低粘度基础油,通过简单的配制,使可调制出各种不同牌号、不同规格的润滑油,简化了生产工艺,易于实现油品的通用化、系列化。
③ 技术的垄断性。该产品中所用的功能助剂都是自行选择、自行设计合成的,与国外产品的添加剂种类不同,且不易被剖析仿研,从技术上来说具有垄断性。

应用推广前景及预期的社会经济效益
(1)HFC-134a配套制冷润滑油为我所自主开发,性能已达到国际同类产品水平。本项目的研发成功,符合国家产业政策,加快了HFC-134a 配套用润滑油国产化步伐,有利于尽快打破国际市场的垄断局面,发展壮大民族工业。
(2)该项目具有独特的技术创新优势,采用新颖的技术开发思路,是一精细的、高附加值的专用化学品,项目覆盖面广,产业关联度高,不但将拉动相关化工产品的发展,而且还可带动汽车、家电、制冷等行业向环保型转化.
(3)润滑油是一专用精细化学品,产品附加值高,以西安近代化学研究所估算的价格计,生产1000吨,其产值为5000万元,生产成本3000万元,扣除期间费用后,利税率可达30%以上。
(4)以已完成的小试及中试放大研究结果为基础,提供了适于工业生产的生产方法、工艺参数、操作规程、工艺流程及设备要求,为千吨级工业化生产奠定了良好基础。
(5)西安近代化学研究所长期从事HFC-134a相配套制冷润滑油的系统研究,是国内最早从事这一领域研发的单位之一,在该领域积累了丰富的经验。从事该项目研发的是一支由博士、硕士组成的高层次技术队伍,具有雄厚的人才优势和技术优势,为项目的实施提供了可靠的人员保障。
(6)本项目技术风险小,污染少,技术水平先进可靠,它的研发成功将填补我国HFC-134a相配套制冷润滑油领域的空白,以相对低廉的价格和与进口产品相当的性能,抢占国内市场。

市场需求分析
1)空调压缩机
虽然空调压缩机的产量相当大,但很少使用HFC-134a冷媒,只有小型除湿机压缩机使用,用油量约32吨。家用空调压缩机所使用的制冷剂CFC-22由于对大气臭氧层的破坏较小,根据相关的产业政策还有30年的禁用过渡期,暂不可能使用新型制冷润滑油。就目前而言国内压缩机厂家都在使用国外进口的石油基制冷润滑油,有日本太阳油、出光油,美国的美孚、壳牌油,例如:西安庆安制冷设备股份有限公司空调压缩机使用"太阳牌"4GS系列润滑油;珠海凌达压缩机使用美国SONTEX2002T-6552润滑油。
2)冰箱压缩机
由于目前市场上致冷剂还处于CFC-12和HFC-134a均可使用的时期,旧的致冷机械尚未更换,大部分压缩机还在使用矿物润滑油,因此目前合成制冷润滑油的年需求量为数百吨,并且都在使用进口品牌,例如:无锡松下冷机压缩机有限公司、景德镇华意电器总公司、西安东方机电(集团)有限公司冰箱压缩机都在使用日本"太阳牌"SL-S系列。到2005年,我国冰箱压缩机将使用新的制冷工质。以2001年冰箱压缩机年产量13674072台为基础,按其中70%用HFC-134a冷媒计算,2005年润滑油年需求量约为2000吨左右(不含维修用量)。
3)汽车空调压缩机
汽车空调压缩机全部使用HFC-134a作制冷剂,润滑油年需求量约为260吨。目前国内汽车空调压缩机主要使用日本"太阳牌"P-56系列润滑油。
综上所述,根据国家相关产业政策、市场调研和分析,在CFC-12淘汰后,国内各制冷压缩机厂家使用的HFC-134a专用冰箱压缩机润滑油的年需求量约在2000吨左右,目前全部依赖于进口。
国外产品目前的市场售价为6.0-7.0万元/吨,如果国产润滑油在性能上与国外进口的润滑油相当,在价格上又具有一定优势,就能替代进口润滑油,占领一定市场是很有可能的,市场前景是可观的。本项目产品的市场售价拟定为5万元人民币/吨,性能与国外润滑油相当且价格较低,其工厂成本在实现工业化后还有较大下浮空间,因此有较强的市场竞争力。

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