一、炭黑主要用于橡膠工業(yè)

　　炭黑是碳元素的一種，以納米級(jí)粒徑、無(wú)定形碳形式存在，是有機(jī)物（天然氣、重油、燃料油等）在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或熱分解而得的產(chǎn)物。炭黑是人類最早開發(fā)、應(yīng)用和目前產(chǎn)量最大的納米材料，被國(guó)際化學(xué)品領(lǐng)域列為二十五種基本化工產(chǎn)品及精細(xì)化工產(chǎn)品之一。炭黑工業(yè)對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)以及提高民用生活產(chǎn)品質(zhì)量等方面具有非常重要的意義。

　�。�1）橡膠用炭黑

　　橡膠用炭黑按造粒方式分類，可分為干法造粒炭黑與濕法造粒炭黑兩類。干法造粒是采用干法造粒機(jī)對(duì)炭黑進(jìn)行造粒，粉狀炭黑在滾動(dòng)中，利用分子間力的作用形成球狀顆粒。這種粒子的硬度低，單個(gè)粒子的平均硬度一般在 15 克以下。包裝和運(yùn)輸后粒子的破損較為嚴(yán)重，細(xì)粉含量平均為 15-20%。濕法造粒是把粉狀炭黑和適量的水及粘結(jié)劑在造粒機(jī)中混合、攪拌形成球形狀顆粒，再經(jīng)干燥除去水分得到最終的顆粒狀產(chǎn)品。濕法造粒的炭黑，單個(gè)粒子的平均硬度一般在 35 克以上，使得炭黑粒子在運(yùn)輸過(guò)程的破損大幅度減少，使用前可以保持炭黑細(xì)粉含量在 7%以下，有效地解決了炭黑使用過(guò)程中粉塵對(duì)環(huán)境的污染。

　　濕法造粒炭黑具有密度高、強(qiáng)度大、便于儲(chǔ)存運(yùn)輸、環(huán)境污染小的特點(diǎn)，符合我國(guó)炭黑生產(chǎn)新工藝化、生產(chǎn)裝置環(huán)�；�的發(fā)展要求。濕法造粒的炭黑粒子在混煉膠中的分散性好，可滿足大型煉膠裝置如子午線輪胎生產(chǎn)線的投料需求。按炭黑填充輪胎膠料的性能分類，炭黑可分成硬質(zhì)炭黑和軟質(zhì)炭黑兩大類。硬質(zhì)炭黑又稱胎面炭黑，炭黑原生粒子的粒徑一般為 15nm 到 45nm 之間，它們可以和橡膠分子形成有效的化學(xué)鍵，能顯著提高胎面膠的強(qiáng)度、抗撕裂性能和耐磨性能，多用于輪胎的胎面膠。

　　按照 ASTM 的分類方法，N100（包括 N115 等）、N200（包括 N220、N234 等）、N300（包括 N326、N375、N339 等）系列為硬質(zhì)炭黑。軟質(zhì)炭黑又稱胎體炭黑，在橡膠中的補(bǔ)強(qiáng)效果較差，在很大程度上起填充作用，多用于輪胎的胎側(cè)膠和內(nèi)胎膠，炭黑原生粒子的粒徑一般為 45nm 以上，最大可達(dá) 100nm 以上，能顯著改善膠料的粘彈性、耐曲繞性并能起到填充作用。按照 ASTM 的分類方法，N500（包括 N539、N550 等）、N600（包括 N650、N660等）、N700（包括 N762、N774 等）系列為軟質(zhì)炭黑。

　�。�2）導(dǎo)電炭黑

　　導(dǎo)電炭黑是一種高性能炭黑，可以賦予材料更好的強(qiáng)度、韌性等技術(shù)指標(biāo)，具有低電阻或高電阻性能，可賦予制品導(dǎo)電或防靜電作用。其特點(diǎn)為粒徑小，比表面積大且粗糙，結(jié)構(gòu)高，表面潔凈(化合物少)等。

　　導(dǎo)電炭黑加入絕緣聚合物（塑料、橡膠）形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)臨界濃度比一般炭黑大的多，電阻系數(shù)比一般炭黑小的多。導(dǎo)電炭黑的加入，使原本為絕緣物的塑料、橡膠體積電阻率顯著下降。

　　導(dǎo)電炭黑是半導(dǎo)體材料，具有較低的電阻率，能夠使橡膠或塑料具有一定的導(dǎo)電性能，用于不同的導(dǎo)電或抗靜電制品，比如，永東股份生產(chǎn)的導(dǎo)電炭黑主要用于電力電纜屏蔽材料，如下圖所示：

高壓電纜剖面圖

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　　導(dǎo)電炭黑還應(yīng)用在導(dǎo)電橡膠、塑料制品等領(lǐng)域，可以做干電池的原材料，在航空航天、國(guó)防軍工、電動(dòng)汽車、無(wú)線通訊、消費(fèi)電子等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

　�。�3）色素炭黑

　　色素炭黑是著色顏料用炭黑,按著色強(qiáng)度(或黑度)和粒子大小一般分為高色素炭黑、中色素炭黑、普通色素炭黑和低色素炭黑四種,主要由接觸法和油爐法生產(chǎn)。色素炭黑的黑度直接與炭黑的粒徑相關(guān)，粒徑越小，其表面積愈大，炭黑的黑度越高。色素炭黑主要用于油墨、油漆等行業(yè)。

　　2、炭黑的制造方法

　　炭黑制造方法按照炭黑生成方式分為不完全燃燒法和熱裂解法。不完全燃燒法是在有氧參與的條件下，將烴類化合物進(jìn)行熱裂解的方法，其中油爐法是最主要的制造方法。熱裂解法是在無(wú)氧的條件下進(jìn)行的，采用這種制造方法生產(chǎn)的炭黑產(chǎn)量?jī)H占總產(chǎn)量的 1%左右。

　　不完全燃燒法又可以分為在密封的湍流系統(tǒng)中和開放的擴(kuò)散火焰系統(tǒng)中生成炭黑，然后再細(xì)分為若干小類。

炭黑的制造方法

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　　3、炭黑企業(yè)一般還聯(lián)產(chǎn)煤焦油加工品

　　國(guó)內(nèi)炭黑企業(yè)除了生產(chǎn)炭黑之外，還聯(lián)產(chǎn)煤焦油加工品，因此我們還對(duì)煤焦油加工品進(jìn)行介紹。

　　煤焦油加工產(chǎn)品是冶金、化工、醫(yī)藥、橡膠、輕紡、建材及交通等行業(yè)的重要基礎(chǔ)材料。隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)和科技的迅速發(fā)展，煤焦油加工產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了新的歷史發(fā)展階段，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用得到了不斷的開發(fā)和推廣，使煤焦油加工產(chǎn)品有著廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。

　　煤焦油是以芳香烴為主的有機(jī)混合物，含有 1 萬(wàn)多種化合物，可提取的約 200 余種。目前，有利用價(jià)值且經(jīng)濟(jì)合理的約 50 余種，其深加工所獲得的輕油、酚、萘、洗油、蒽、咔唑、吲哚、瀝青等系列產(chǎn)品是合成塑料、合成纖維、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、涂料、助劑及精細(xì)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，也是冶金、建材、紡織、造紙、交通等行業(yè)的基本原料，許多產(chǎn)品是石油化工中無(wú)法提取、合成的。

　　目前，我國(guó)煤焦油加工工藝主要是脫水、分餾等工藝。近年來(lái)隨著煤化工技術(shù)水平提高，我國(guó)煤焦油加工技術(shù)取得了較快的發(fā)展，其中在煤焦油加工分離技術(shù)研發(fā)上取得了較好的科研成果，為煤焦油加工產(chǎn)業(yè)提供了技術(shù)支撐。

　　利用煤焦油加工聯(lián)產(chǎn)炭黑的產(chǎn)業(yè)鏈條優(yōu)勢(shì)明顯，也是炭黑行業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)煤焦油的精制，提取出輕油、工業(yè)萘、洗油等部分化工產(chǎn)品后，剩余部分生產(chǎn)炭黑，既提高了煤焦油資源綜合利用的效率，也提高了炭黑產(chǎn)品的穩(wěn)定性，同時(shí)為高品質(zhì)特種炭黑的研發(fā)和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

　　主要煤焦油加工產(chǎn)品如下：

　�。�1）蒽油

　　蒽油是煤焦油組分的一部分，主要用于提取粗蒽、苊、芴、菲、咔唑等化工原料，廣泛應(yīng)用于涂料、電極、瀝青焦、炭黑、木材防腐油和殺蟲劑等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。

　�。�2）工業(yè)萘

　　工業(yè)萘是煤焦油組分的一部分，是十分重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于合成纖維、合成樹脂、增塑劑、橡膠防老劑、染料中間體、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生材料。在新興精細(xì)化工行業(yè)中，還用來(lái)生產(chǎn)苯酐、萘酚、萘胺、擴(kuò)散劑、減水劑、分散劑、2,6-二烷基萘、2,6-萘二甲酸、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、H-酸等化工產(chǎn)品。

　　（3）酚油

　　酚油是煤焦油蒸餾時(shí)切取的 170-210℃的餾出物,主要組分是酚類、砒啶堿、古馬隆和茚等,洗后用于制取古馬隆-茚樹脂,也可作為燃料油使用。

　�。�4）洗油

　　洗油餾分是煤焦油蒸餾中切割溫度范圍最寬的一個(gè)餾分，切割溫度范圍通常 230-300℃，由二環(huán)和三環(huán)芳烴、雜環(huán)芳烴化合物構(gòu)成，從洗油中還能分離得到萘、甲基萘、聯(lián)苯、苊、芴等產(chǎn)品。洗油主要用于煤氣洗苯，配制防腐油、生產(chǎn)苊、喹啉、聯(lián)苯、吲哚、擴(kuò)散劑、減水劑等，也是工業(yè)設(shè)備及機(jī)械設(shè)備的清洗劑。

　�。�5）改質(zhì)瀝青

　　改質(zhì)瀝青常溫下為黑色固體，在一定的溫度下凝固成很脆的具有貝殼狀斷口的固體，瀝青組分大多數(shù)為三環(huán)以上的芳香族烴類，還有含氧、氮和硫等元素的雜環(huán)化合物和少量高分子炭素物質(zhì)。主要用于電解鋁行業(yè)生產(chǎn)預(yù)焙陽(yáng)極塊，制造高功率電極棒，也可作為電極粘結(jié)劑。

　　二、炭黑行業(yè)政策 需要關(guān)注環(huán)保方面的政策，行業(yè)環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)大

　　除了一般性的行業(yè)政策之外，值得注意的是對(duì)于炭黑的環(huán)保政策正在逐步出臺(tái)，環(huán)保成為不能忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)。

與炭黑相關(guān)的行業(yè)政策匯總歸納

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除了《環(huán)保法》外，其他與炭黑相關(guān)的環(huán)保政策法規(guī)匯總歸納

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　　近年來(lái)環(huán)保政策大幅收緊，這是未來(lái)一個(gè)行業(yè)內(nèi)供給側(cè)的最大變量，對(duì)企業(yè)而言，也是一大潛在風(fēng)險(xiǎn)，不得不考量。2017 年 5 月，永東股份因煙氣排放氮氧化物超標(biāo)收到環(huán)保局行政處罰，罰款人民幣 100 萬(wàn)元。

　　三、中國(guó)是最大的炭黑生產(chǎn)國(guó)，國(guó)內(nèi)前三大企業(yè)產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)近四成

　　1、炭黑行業(yè)集中度高，中國(guó)是全球最大的炭黑生產(chǎn)國(guó)

　　據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2015 年世界炭黑總產(chǎn)量為 1215. 3 萬(wàn)噸，同比下降 1%。按 2015 年炭黑產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，世界十大炭黑生產(chǎn)國(guó)排行為：中國(guó)（500. 6 萬(wàn)噸）、美國(guó)（143. 9 萬(wàn)噸）、俄羅斯（83. 0 萬(wàn)噸）、印度（76. 0 萬(wàn)噸)、日本（57. 0 萬(wàn)噸）、韓國(guó)（53.0 萬(wàn)噸）、巴西（45. 0 萬(wàn)噸）、泰國(guó)（34. 0 萬(wàn)噸）、德國(guó)（26. 0 萬(wàn)噸）、意大利（23. 0 萬(wàn)噸）。按地區(qū)統(tǒng)計(jì)，亞太地區(qū)炭黑總產(chǎn)量為 744 萬(wàn)噸，占世界炭黑總產(chǎn)量的 61%；北美地區(qū)炭黑總產(chǎn)量為 161 萬(wàn)噸，占世界炭黑總產(chǎn)量的 13%；俄羅斯和東歐各國(guó)炭黑總產(chǎn)量為 113 萬(wàn)噸，占世界炭黑總產(chǎn)量的 9%；西歐八國(guó)炭黑總產(chǎn)量為 81 萬(wàn)噸，占世界炭黑總產(chǎn)量的 7%；中南美地區(qū)炭黑總產(chǎn)量為 76 萬(wàn)噸，占世界炭黑總產(chǎn)量的 6%；非洲和中近東地區(qū)炭黑總產(chǎn)量為40 萬(wàn)噸，占世界炭黑總產(chǎn)量的 3%。

　　從全球范圍來(lái)看，近幾年全球炭黑企業(yè)的產(chǎn)能排名沒(méi)有太大變化。目前全球炭黑前三大企業(yè)分別為卡博特、博拉、歐勵(lì)隆。世界炭黑產(chǎn)業(yè)集中度明顯高于國(guó)內(nèi)炭黑行業(yè)，在國(guó)際上炭黑生產(chǎn)國(guó)通常只有少數(shù)幾家炭黑生產(chǎn)企業(yè)，如美國(guó)只有 5 家炭黑企業(yè)下屬 18 個(gè)工廠，日本有 8 家炭黑企業(yè)下屬 13 個(gè)工廠，印度有 5 家炭黑企業(yè) 8 個(gè)工廠，其他國(guó)家則更少。

2013 年世界主要炭黑企業(yè)產(chǎn)能

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　　2、國(guó)內(nèi)炭黑企業(yè)格局穩(wěn)定，長(zhǎng)尾明顯

　　國(guó)內(nèi)炭黑行業(yè)前三強(qiáng)企業(yè)座次一直沒(méi)有任何變化，依次為黑貓股份、卡博特化工、龍星化工。國(guó)內(nèi)炭黑行業(yè)剩余企業(yè)的生產(chǎn)能力比較接近，造成行業(yè)長(zhǎng)尾明顯，行業(yè)集中度明顯低 于全球。2016 年，國(guó)內(nèi)前三大企業(yè)的產(chǎn)量占國(guó)內(nèi)炭黑產(chǎn)量的 38.99%。

2016 年國(guó)內(nèi)重點(diǎn)炭黑企業(yè)產(chǎn)量完成情況

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　　四、地域決定煤焦油成本，從而決定毛利率水平

　　原料油成本占炭黑生產(chǎn)成本的 80%以上，其中煤焦油是原料油中最主要的部分。原料油市場(chǎng)供需變化以及國(guó)際原油價(jià)格的波動(dòng)將會(huì)影響絕大部分炭黑企業(yè)生產(chǎn)成本的變動(dòng)。煤焦油的銷售具有很強(qiáng)的地域性，不同地域受到供求關(guān)系的影響，煤焦油價(jià)格水平相差較大，這也造成不同地區(qū)炭黑企業(yè)的生產(chǎn)成本差異較大。

　　目前國(guó)內(nèi)上市的炭黑企業(yè)中，永東股份具備明顯的地理優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)，其身處山西，廠址所在工業(yè)園內(nèi)焦化企業(yè)眾多，原料采購(gòu)方便。而具備一體化能力的金能科技和具有規(guī)�；瘍�(yōu)勢(shì)的黑貓股份由于所處位置并非煤礦產(chǎn)地而在毛利率上并沒(méi)有體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。

2016年國(guó)內(nèi)炭黑企業(yè)毛利率提升差異較大

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　　五、環(huán)保壓力和供給側(cè)改革進(jìn)一步提升行業(yè)集中度，提高對(duì)下游議價(jià)能力

　　由于特殊國(guó)情，我國(guó)獨(dú)立焦化企業(yè)的占比一直較高，其競(jìng)爭(zhēng)力在于煤焦油深加工和焦?fàn)t煤氣綜合利用。焦化行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩嚴(yán)重，十二五期間我國(guó)焦炭產(chǎn)能已經(jīng)淘汰了 9700 萬(wàn)噸，十三五期間計(jì)劃淘汰焦炭產(chǎn)能 5000 萬(wàn)噸。從長(zhǎng)期來(lái)看，小型焦化企業(yè)的淘汰對(duì)煤焦油深加工行業(yè)的影響較大，炭黑行業(yè)不少小型企業(yè)其實(shí)是小型焦化企業(yè)一個(gè)車間，這部分的炭黑產(chǎn)能未來(lái)也將逐漸被淘汰。

　　從五大企業(yè)的去年毛利率變化水平可以看出，由于供給側(cè)改革和環(huán)保壓力帶來(lái)的原材料價(jià)格上漲對(duì)炭黑行業(yè)進(jìn)行了一輪洗牌，行業(yè)內(nèi)大企業(yè)盈利能力得以加強(qiáng)，對(duì)下游企業(yè)的議價(jià)能力提升，這一結(jié)論在未來(lái)也將繼續(xù)適用。

　　我們采用山西太原產(chǎn)煤焦油（灰分0.13%：粘度4.0：水分4.0%）和華北地區(qū)炭黑（N660）市場(chǎng)價(jià)進(jìn)行測(cè)算，今年第二季度其產(chǎn)品與原料的價(jià)差為1753.4元/噸，第一季度價(jià)差為1383.9元/噸。從價(jià)差情況來(lái)看，今年第二季度的價(jià)差比第一季度提升了，也是一個(gè)議價(jià)能力提的表現(xiàn)。

炭黑價(jià)差情況

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　　六、乙烯焦油法路徑成本優(yōu)勢(shì)不明顯

　　炭黑生產(chǎn)的主要原材料為煤焦油、蒽油、乙烯焦油等原料油，蒽油是煤焦油進(jìn)一步加工的產(chǎn)品。炭黑行業(yè)對(duì)原料油的質(zhì)量要求是芳烴含量要高，相關(guān)指數(shù)（BMCI）大于等于 120，雜質(zhì)、瀝青類和膠質(zhì)要少。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，不同廠家會(huì)用不同原料，或者綜合應(yīng)用各種不同原料進(jìn)行配比生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)炭黑裝置主要以煤焦油和蒽油為主要原料，國(guó)外炭黑裝置多用乙烯焦油為主要原料。

　　我們假設(shè)兩種極端情況：煤焦油法的原料油全部使用煤焦油，乙烯焦油法的原料油全部使用乙烯焦油，并進(jìn)行如下假設(shè)：

　�。�1）煤焦油、乙烯焦油生產(chǎn)炭黑的單耗為 1.65 噸/噸；

　　（2）煤焦油價(jià)格取今年前八個(gè)月山西臨汾永鑫高溫煤焦油價(jià)格；

　�。�3）乙烯焦油價(jià)格取今年前八個(gè)月齊魯石化價(jià)格；

　　（4）燃料油用煤焦油，單耗 0.3 噸/噸，價(jià)格同上；

　�。�5）水價(jià)用中水價(jià)格 1 元/噸，電價(jià)取 0.7 元/度。

煤焦油法和乙烯焦油法在極端情況下生產(chǎn)成本測(cè)算

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　　根據(jù)我們測(cè)算的結(jié)果，乙烯焦油法比煤焦油法的成本低 660 元/噸，但是乙烯焦油因關(guān)稅高、儲(chǔ)運(yùn)費(fèi)高、設(shè)備成本高等原因，目前原料油供應(yīng)緊張下，乙烯焦油進(jìn)口是仍存在諸多因素較難克服。

炭黑進(jìn)口情況

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　　目前出口方面，煤焦油法路徑已經(jīng)喪失了對(duì)乙烯焦油法的優(yōu)勢(shì)。在目前的原料成本情況下，我們預(yù)計(jì)未來(lái)出口增速不會(huì)有太大增長(zhǎng)。

炭黑出口情況

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　　七、炭黑的下游需求持續(xù)增長(zhǎng)

　　據(jù)研究報(bào)告，預(yù)計(jì)2016～2021 年間全球炭黑市場(chǎng)的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為8.4%。炭黑行業(yè)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)是由輪胎和橡膠工業(yè)的需求激增所驅(qū)動(dòng)。亞太地區(qū)占有全球最大的炭黑市場(chǎng)份額。該報(bào)告看好中國(guó)炭黑市場(chǎng)的未來(lái)，認(rèn)為在輪胎、非輪胎橡膠制品、塑料、涂料和油墨中的應(yīng)用方面大有商機(jī)。

　　從過(guò)去十幾年數(shù)據(jù)來(lái)看，國(guó)內(nèi)炭黑的產(chǎn)量和表觀消費(fèi)量的增速走勢(shì)基本和輪胎產(chǎn)量的增速走勢(shì)一致，前者略高。輪胎的需求和汽車產(chǎn)量、保有量有關(guān)。2016 年國(guó)內(nèi)汽車和輪胎的增速較高，同比增速分別為 13.1%和 8.6%。2017 年對(duì)應(yīng)的基數(shù)也較高，但全年增速預(yù)計(jì)能維持目前 6%和 7%左右的水平。

下游橡膠輪胎外胎需求持續(xù)上漲

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下游汽車產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)

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