炭黑是橡膠工業第一大補強材料。雖然中國人早在3000年前就掌握了燒煙制墨技術,但1949年新中國成立時,中國炭黑工業幾乎是空白。經過65年自強不息的奮斗,中國炭黑工業從無到有,從小到大,目前產能和產量均居世界第一,并邁出了向世界炭黑強國邁進的堅定步伐。
中國人發明了炭黑
炭黑是中國人發明的。早在3000年前,中國人就掌握了燒煙制墨技術。不論是三國時期魏國韋誕的松煙制墨,還是宋朝沈括油煙制墨的記載都證明了這一歷史史實。那時候,人們焚燒動植物油、松樹枝,收集火煙凝成的黑灰,用來調制墨和黑色顏料。這種被稱之為炱、煙炱、松煙的黑灰就是最早的炭黑。炭黑制造技術由中國傳入日本等東方國家,然后傳入希臘、羅馬等歐洲地區。
世界首次進行炭黑工業化規模生產是在1872年,同時產生了“Carbon Black”(炭黑)這一術語。1982年,美國發明了用天然氣制造槽法炭黑技術,開拓了近代炭黑工業。當時,炭黑仍主要用作著色劑。1912年,英國人莫特(S.C.Mottee)在一個偶然事件中發現炭黑對橡膠的補強作用,從此,炭黑逐漸成為橡膠工業不可缺少的原材料,現代炭黑工業也由此迅速發展起來。
第二次世界大戰前后,由于合成橡膠工業的發展,爐法炭黑開始出現。1943年,世界上第一座工業化規模的油爐炭黑工廠在美國投產。直至1945年前后,槽法炭黑還居炭黑生產的主導地位。上世紀70年代初,油爐法新工藝炭黑迅速崛起并取代傳統炭黑,此后相繼出現了低滯后炭黑、納米結構炭黑以及等離子炭黑等品種。
炭黑與橡膠工業齊飛
雖然中國古代勞動人民對于炭黑生產曾做出過卓越貢獻,但1949年新中國成立時,中國僅能生產一點燈煙炭黑,全國炭黑產量僅252噸,所需炭黑幾乎全部進口。
新中國的炭黑工業始于1950年在四川隆昌建立的槽法炭黑試驗裝置。歷經65年發展歷程,中國炭黑工業從無到有,從小到大,隨著橡膠工業的發展而騰飛,建立起了現代化的炭黑工業體系。目前,中國已成為世界第一大炭黑工業國。
1949—1957年,中國先后建立了11個炭黑廠,生產槽法、混氣、滾筒和噴霧等品種炭黑,炭黑年產量增至8700噸。
1958—1960年,油爐法高耐磨炭黑(N330)和天然氣半補強炭黑相繼開發成功,并建立了一大批土法炭黑廠。
1961—1966年,中國先后開發成功乙炔炭黑、通用爐炭黑(N660)和中超耐磨炭黑(N220)。1966年,炭黑產量增至5萬噸。炭黑工業研究設計院開始籌建。但因天然氣遠距離輸送和工業的發展,以天然氣為原料的炭黑企業于上世紀80年代末逐漸退出歷史舞臺。而以煤礦礦井瓦斯為原料的炭黑企業作為煤礦安全環保節能項目仍然存在。
1977—1979年,新工藝炭黑開發成功,尾氣發電裝置投產,1979年全國炭黑產量達19萬噸。
1980年至今,中國炭黑工業抓住改革開放的大好時機發展提速,但是在引進新工藝炭黑生產技術之前發展并不快,1984年全國炭黑產量僅22萬噸。
1985年,中國橡膠工業協會炭黑分會召開第一次全體會員大會,同年4月天津海豚炭黑有限公司(天津炭黑廠)引進美國大陸炭1.5萬噸/年新工藝炭黑生產線破土動工,并于1987年正式投產。
1988年,美國卡博特公司與上海焦化共同出資組建上海卡博特化工有限公司。外國炭黑企業和現代炭黑生產技術被引入國內。
1992年,炭研所與撫順化工廠合建1.5萬噸/年新工業炭黑生產線,蘇州炭黑廠消化吸收引進1.5萬噸/年新工藝炭黑生產線試車成功,四川省永川化工廠與天津炭黑廠簽訂了1.5萬噸/年新工藝炭黑技術轉讓合同。
1993—1998年,大石橋遼濱炭黑廠成立,河北沙河市炭黑廠建廠,河北大光明巨無霸炭黑有限公司成立;溫州三維集團公司新建一條1.5萬噸/年新工藝炭黑生產線,上海立事化工建1.5萬噸/年新工藝炭黑生產線;茂名永業股份有限公司股票上市,這是中國炭黑企業第一家上市公司。這段時間是引進吸收國外技術時期,全國炭黑產量比1989年幾乎翻了一番,達到57萬噸。
1999年,炭黑工業研究設計院改制為科技型企業,全資進入中聯橡膠集團并改名為中橡集團炭黑工業研究設計院。同年7月,江西景德鎮焦化總廠炭黑分廠8000噸/年生產線改造成1.5萬噸/年生產線;12月,2萬噸/年濕法造粒生產線投產。蘇州寶化炭黑有限公司4萬噸/年炭黑生產線竣工投產。中國炭黑企業自主創新提速。
2000年,中國合成橡膠股份有限公司并購原馬鞍山炭黑廠成立中橡(馬鞍山)化學工業有限公司,并于次年并購原鞍山化工二廠成立中橡(鞍山)化學工業有限公司。山東華東橡膠材料有限公司、上海博卡化工有限公司、山西聚元炭黑有限公司、山西永東化工有限公司、江西黑貓炭黑股份有限公司成立。
2002年9月,河北沙河炭黑廠2萬噸/年軟質炭黑生產線投產運行。12月韓城黑貓炭黑有限公司正式成立。這段時間炭黑生產企業紛紛成立,以引進新工藝為基礎迅速發展。2003年中國炭黑產量達到102萬噸,比1998年幾乎翻了一番;并首次超過美國成為全球最大的炭黑生產和消費國。
自從2003年中國取代美國成為世界最大的炭黑生產和消費國后就一直沒有被超越,而且領先優勢不斷擴大。2003—2013年,是中國炭黑工業飛速發展的10年。2014年全國炭黑產量達到510萬噸,占全球產量的45.2%。
目前,全國有炭黑企業60多家,除了北京和西藏自治區、青海、廣西壯族自治區外,各省、直轄市都有橡膠用炭黑企業。