合成纖維工業(yè)

合成纖維是以石油、天然氣和煤作為原料，通過有機(jī)合成方法制得具有適宜分子量并具有可溶(或可熔)性的線型聚合物，經(jīng)紡絲成形和后處理而制得的化學(xué)纖維。通常將這類具有成纖性能的聚合物稱為成纖聚合物。與天然纖維和人造纖維相比，合成纖維的原料是由人工合成方法制得的，生產(chǎn)不受自然條件的限制。合成纖維除了具有化學(xué)纖維的一般優(yōu)越性能，如強(qiáng)度高、質(zhì)輕、易洗快干、彈性好、不怕霉蛀等外，不同品種的合成纖維各具有某些獨特性能。合成纖維按原料和性能不同，分為多個品種。中國能夠生產(chǎn)的有聚酰胺(即尼龍或錦綸)、聚酯(滌綸)、聚乙烯醇縮甲醛(維綸)、聚丙烯腈(腈綸)、聚丙烯(丙綸)等品種。

幾千年來，人們傳統(tǒng)的衣著和紡織物都是用棉、麻、絲、毛等天然纖維織成的。隨著生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對紡織材料在性能和數(shù)量上的要求越來越多，因而發(fā)展合成纖維便成了滿足人民衣飾需求的重要途徑。

合成纖維的生產(chǎn)，可以不受自然條件的限制，因而得到迅速發(fā)展。它改變了傳統(tǒng)紡織原料的結(jié)構(gòu)，使紡織品向高檔化、多樣化方向發(fā)展。合成纖維具有優(yōu)良的性能，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，在國防、交通運輸、海洋捕撈、石油開采、機(jī)電、建筑以及醫(yī)療、太空等各個領(lǐng)域都已得到廣泛應(yīng)用。

1939年當(dāng)世界上第一個合成纖維品種尼龍66開始在美國工業(yè)化生產(chǎn)時，中國正處于抗日戰(zhàn)爭時期，既無開拓合成纖維工業(yè)的需求，也無發(fā)展合成纖維工業(yè)的可能?？谷諔?zhàn)爭勝利后，大量的美國商品涌入中國市場，其中就有一些尼龍66的襪類制品。當(dāng)時人們弄不清它是什么材料制成的，只因為外觀薄而透明，故稱其為“玻璃絲襪”，舊中國留下來的只是一批“洋襪”而已。

1949年新中國成立后，在恢復(fù)和發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的過程中，開始著手建立新興的化學(xué)纖維工業(yè)。在執(zhí)行發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的第一個五年計劃期間，為了徹底解決6億人口的穿衣問題，就提出紡織原料必須在發(fā)展和提高現(xiàn)有各種天然纖維單位面積產(chǎn)量的同時，大力發(fā)展化學(xué)纖維，實行天然纖維的生產(chǎn)與化學(xué)纖維的生產(chǎn)同時并舉的方針?！?0〕(123shoppingwar.com)為了建立中國合成纖維工業(yè)，首先要大力培養(yǎng)和建立一支合成纖維的技術(shù)隊伍。1954年至1956年，從棉紡印染、化學(xué)行業(yè)中抽調(diào)了一批技術(shù)人員參加化學(xué)纖維工業(yè)的建設(shè)；分期分批選派技術(shù)干部、研究生和大學(xué)生到蘇聯(lián)學(xué)習(xí)；結(jié)合技術(shù)、設(shè)備引進(jìn)，派遣技術(shù)人員和工人到蘇聯(lián)和民主德國實習(xí)；組織建廠和生產(chǎn)人員在國內(nèi)進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)；在全國多所高等院校設(shè)立有機(jī)合成、高分子材料和化纖工藝學(xué)專業(yè)，并組建中等?？茖W(xué)校，有計劃地培養(yǎng)化學(xué)纖維專業(yè)人員。通過采取以上措施，培養(yǎng)了一大批技術(shù)人員，形成了一支化學(xué)纖維專業(yè)技術(shù)隊伍。與此同時，在一些重點研究院、所，如中國科學(xué)院化學(xué)研究所、沈陽化工研究院、紡織科學(xué)研究院等，開展以合成纖維為原料的有機(jī)合成、聚合紡絲以及紡絲設(shè)備等一系列的實驗和工業(yè)性放大探索試驗，為發(fā)展合成纖維工業(yè)奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。

1．使用石油原料以前合成纖維的生產(chǎn)

20世紀(jì)50年代，中國的石油產(chǎn)量很低，石油化工技術(shù)處于萌芽時期。當(dāng)時，發(fā)展合成纖維只能利用焦油苯酚、萘、電石和某些農(nóng)副產(chǎn)品提煉出來的糠醛、蓖麻油等作原料。但焦油苯酚、萘是煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品，產(chǎn)量小、供應(yīng)不穩(wěn)定，電石工業(yè)的發(fā)展受到電力供應(yīng)不足的限制，農(nóng)副產(chǎn)品利用也存在集中、儲運和加工技術(shù)等許多條件的限制，因此，合成纖維生產(chǎn)一開始就受到原料的制約。當(dāng)時，中國整個國民經(jīng)濟(jì)的技術(shù)水平也難以滿足合成纖維工業(yè)對專業(yè)設(shè)備和儀表的需要，合成纖維工業(yè)也只能建設(shè)一些中、小型生產(chǎn)裝置。

中國最早開始研制和生產(chǎn)的合成纖維產(chǎn)品是聚酰胺纖維。1958年，化工部第一設(shè)計院根據(jù)國內(nèi)科研成果設(shè)計了一套年產(chǎn)1000噸以苯酚為原料的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置，并在錦西化工廠建成投產(chǎn)，這是中國第一套合纖單體工業(yè)化生產(chǎn)裝置。已故化工部副部長侯德榜將中國的聚酰胺纖維命名為“錦綸”。1957年，用從民主德國成套引進(jìn)年產(chǎn)380噸的錦綸6熔柵法紡絲裝置，建成北京合成纖維實驗廠；1957年11月，國內(nèi)自己設(shè)計的一套錦綸6生產(chǎn)裝置，在上海建成合成纖維實驗廠(后改名為“上海第九化纖廠”)。這兩套裝置于1959年投產(chǎn)，雖然是實驗性的，但標(biāo)志著中國合成纖維工業(yè)又邁出了重要的一步。

繼生產(chǎn)出錦綸之后，又在上海發(fā)展了以苯酐為原料的滌綸品種，在吉林發(fā)展了以電石乙炔為原料、采用二甲基甲酰胺(DMF)法紡絲的腈綸品種，在吉林四平、北京發(fā)展了以電石乙炔為原料的維綸品種。由于維綸生產(chǎn)技術(shù)較腈綸、滌綸簡單，容易掌握，設(shè)備制造的難度較小，加上維綸的原料較有保證，其性能極似棉花，吸濕性好、成本低、價格便宜，因此在當(dāng)時被認(rèn)為是最適宜在國內(nèi)發(fā)展的一個品種。1962年，在四平自行設(shè)計建設(shè)了一套規(guī)模為年產(chǎn)1000噸維綸的生產(chǎn)裝置，但由于規(guī)模太小，其產(chǎn)品遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求。1963年，中國引進(jìn)日本的技術(shù)和設(shè)備，興建了萬噸級的北京維綸廠和有機(jī)化工廠，1965年9月試生產(chǎn)成功。1970年開始，又先后在貴州清鎮(zhèn)、福建永安、安徽巢湖、甘肅蘭州、廣西宜山、云南沾益、湖南溆浦、江西樂平、山西洪洞等地組建了9個萬噸級工廠，河北石家莊建成一座年產(chǎn)5000噸的生產(chǎn)裝置，總共形成了年產(chǎn)維綸10.6萬噸的生產(chǎn)能力。

2．生產(chǎn)以石油為原料的合成纖維

隨著世界石油工業(yè)和石油化工技術(shù)的開發(fā)，特別是1949年世界上第一套石油鉑重整工業(yè)裝置的投產(chǎn)，苯類產(chǎn)品大量增加，成為發(fā)展合成纖維工業(yè)的主要原料。從60年代開始，國外合成纖維工業(yè)迅速發(fā)展，到1970年，全世界合成纖維產(chǎn)量達(dá)到470萬噸。進(jìn)入60年代，中國原油生產(chǎn)和石油煉制工業(yè)也有了較大發(fā)展，重整裝置的芳烴產(chǎn)量不斷增加，蘭州化學(xué)工業(yè)公司和高橋化工廠以煉廠氣為原料生產(chǎn)乙烯和丙烯的裝置也建成投產(chǎn)，為合成纖維工業(yè)的發(fā)展開拓了新的原料來源。從此，石油化工產(chǎn)品作為合成纖維單體生產(chǎn)原料的新工藝逐步得到應(yīng)用，并不斷推廣和改進(jìn)，推動了中國合成纖維工業(yè)的發(fā)展。

(1)聚丙烯腈和腈綸

中國第一套以重油裂解副產(chǎn)丙烯為原料的丙烯腈和腈綸裝置，是1965年同年產(chǎn)3.6萬噸乙烯的砂子爐重油裂解裝置一起引進(jìn)的。丙烯腈裝置從聯(lián)邦德國引進(jìn)，規(guī)模為1萬噸；腈綸裝置從英國引進(jìn)，規(guī)模為8000噸，采用硫氰酸鈉一步法工藝。這兩套裝置分別建在蘭化公司石油化工廠和蘭州化纖廠。在蘭化公司石油化工廠的丙烯腈裝置建設(shè)過程中，國內(nèi)進(jìn)行的丙烯氨氧化法制丙烯腈的工業(yè)化研究也取得成功，并在高橋化工廠建成年產(chǎn)2000噸的生產(chǎn)裝置。國內(nèi)自己設(shè)計的上海第二化纖廠的腈綸紡絲裝置，也在1969年與蘭州化纖廠同年建成投產(chǎn)。1970年又在大慶、淄博、茂名等地分別建成了規(guī)模大小不一的腈綸紡絲裝置。年產(chǎn)4.7萬噸腈綸短纖維裝置是上海石油化工總廠年產(chǎn)5萬噸丙烯腈裝置的配套工程，它是在蘭州化纖廠的基礎(chǔ)上，經(jīng)過一系列的試驗與改進(jìn)后建成的。這套裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等較蘭州化纖廠都有顯著提高。

(2)己內(nèi)酰胺和錦綸

1960年后，世界發(fā)達(dá)國家以環(huán)己烷代替苯酚作錦綸單體生產(chǎn)原料的新工藝逐漸得到推廣，其中有環(huán)己烷氧化法、環(huán)己烷光亞硝化法制己內(nèi)酰胺。1963年，中國對這兩種方法進(jìn)行了研究。70年代初，南京化工公司磷肥廠、錦西化工廠、岳陽石化總廠錦綸廠和太原化工廠等企業(yè)，分別興建了年產(chǎn)2000噸和5000噸的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置，采用環(huán)己烷氧化法新工藝。岳陽石油化工總廠錦綸廠還配備了年產(chǎn)5000噸的聚合紡絲裝置，成為國內(nèi)最大的錦綸6生產(chǎn)基地。岳陽石化總廠錦綸廠的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置投產(chǎn)后，由于工藝技術(shù)不夠完善，在生產(chǎn)中出現(xiàn)了一些問題。為了解決這些問題，從1975年起，燃料化學(xué)工業(yè)部多次組織各生產(chǎn)廠和科研單位對環(huán)己烷氧化法進(jìn)行了生產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)會戰(zhàn)，歷時3年，實現(xiàn)了64項技術(shù)改革。特別是岳陽石化總廠研究院研制成功的應(yīng)用焦磷酸鈉涂壁技術(shù)，解決了氧化工藝過程中的結(jié)渣問題，進(jìn)一步完善了環(huán)己烷氧化工藝。在70年代，山西錦綸廠、上海第二十棉紡廠化纖車間、泰州合纖廠、清江合纖廠、上海第十一化纖廠等中、小型錦綸6紡絲企業(yè)也相繼建成投產(chǎn)，使錦綸生產(chǎn)規(guī)模有了較大增長。

在發(fā)展錦綸生產(chǎn)的過程中，上?；ぱ芯吭汉吞煸S還開展了錦綸66鹽的開發(fā)研究。1974年，遼陽石油化纖公司從法國引進(jìn)一套年產(chǎn)4.6萬噸以環(huán)己烷為原料的錦綸66鹽裝置和一條年產(chǎn)4000噸錦綸66紡絲線裝置，從而加速了錦綸66鹽的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的提高。為了與遼化錦綸66鹽裝置配套，國家在遼陽、營口建成了4000噸和8000噸規(guī)模的錦綸66長絲和變形絲生產(chǎn)裝置，并從日本引進(jìn)年產(chǎn)1.3萬噸錦綸66簾子布成套設(shè)備，建成河南平頂山簾子布廠，促使輪胎簾子布生產(chǎn)由棉織品向合成纖維過渡。

(3)聚酯和滌綸

利用石油芳烴生產(chǎn)聚酯是中國20世紀(jì)60年代初研究的新課題。當(dāng)時，上海合成纖維研究所引進(jìn)了一臺1噸規(guī)模的滌綸短纖維試驗設(shè)備，開始滌綸生產(chǎn)工藝的研究。這一時期，中國的石油化學(xué)工業(yè)技術(shù)還比較落后，沒有掌握混合二甲苯分離技術(shù)和設(shè)備的制造技術(shù)。因此，在北京召開的聚酯技術(shù)路線分析會上，提出了“吃粗糧”的辦法，即大連合成纖維研究所倡議并研究的混合二甲苯不經(jīng)分離直接氧化轉(zhuǎn)位制對苯二甲酸的辦法。70年代初期，中國人民解放軍二三四八工程指揮部3103廠(后改名為“岳陽石油化工總廠滌綸廠”)和旅大氯酸鉀廠用此技術(shù)分別建成了年產(chǎn)5000噸聚酯工業(yè)生產(chǎn)裝置。當(dāng)時正值“文化大革命”期間，由于受極左思潮的影響，在中試技術(shù)還沒有完全過關(guān)的情況下就開始設(shè)計生產(chǎn)裝置，加上部分設(shè)備采取代用材料，結(jié)果兩套裝置建成后都沒有形成連續(xù)生產(chǎn)能力。到70年代中期，為了加快滌綸發(fā)展速度，中國從國外引進(jìn)了大型聚酯裝置。而國內(nèi)建設(shè)的兩套裝置，無論是產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本還是消耗定額，都無法和引進(jìn)裝置相比，只好陸續(xù)停產(chǎn)。

滌綸因其服用性能比較好，穿著挺括，價格便宜，經(jīng)久耐穿，深得人們的喜愛，是國內(nèi)合成纖維中發(fā)展最快的品種。1971年，二三四八工程指揮部3103廠的5000噸規(guī)模的滌綸短纖維裝置建成并投產(chǎn)，為國內(nèi)自行設(shè)計大、中型滌綸紡絲裝置積累了經(jīng)驗。接著，新建了遼化公司滌綸廠和天津、阿城、丹東等滌綸廠，大大提高了滌綸紡絲的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)能力。與此同時，滌綸長絲生產(chǎn)裝置也有所發(fā)展，如較早建成投產(chǎn)的國內(nèi)自行設(shè)計的蘇州振亞絲綢廠年產(chǎn)1000噸的化纖車間，以及廣東新會、江蘇南通等地引進(jìn)的4套滌綸高速紡長絲裝置和后加工裝置。此外，國內(nèi)還引進(jìn)了3套千噸級直接制條的滌綸毛條裝置，分別在北京滌綸廠、上?；w五廠、南京合纖廠建成投產(chǎn)，為滌綸產(chǎn)品增添了新的花色品種。

(4)聚乙烯醇縮甲醛和維綸

1963年，中國從日本引進(jìn)萬噸級維綸成套生產(chǎn)設(shè)備，于1965年在北京建成投產(chǎn)。70年代初，全國除開始建設(shè)九套萬噸級和一套千噸級以電石乙炔為原料的維綸裝置外，又從法國和日本各引進(jìn)一套以石油和天然氣為原料的年產(chǎn)4.5萬噸和3.3萬噸的維綸單體裝置，建于四川維尼綸廠和上海石油化工總廠。這些廠的產(chǎn)品除部分牽切紗外，絕大部分是短纖維。由于應(yīng)用開發(fā)研究沒有跟上去，再加上滌綸的大量生產(chǎn)，一時造成維綸的滯銷和積壓。用電石乙炔法生產(chǎn)的維綸耗電量大，很多地區(qū)供電不足，使維綸工廠不能滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，增大了維綸生產(chǎn)成本，有的廠甚至出現(xiàn)虧損現(xiàn)象。

(5)纖維級聚丙烯和丙綸

丙綸是以聚丙烯為原料直接抽絲而得，生產(chǎn)工藝較簡單，價廉物美，成為合成纖維工業(yè)的后起之秀。1958年，意大利最早實現(xiàn)丙綸工業(yè)化生產(chǎn)。在中國，北京合成纖維研究所于1965年開始丙綸的研究，南京塑料廠進(jìn)行了年產(chǎn)150噸短纖維和25噸長絲的中試，蘭化公司從英國引進(jìn)了5000噸聚丙烯和3386噸的丙綸紡絲裝置。當(dāng)時，由于丙綸的老化、染色和紡絲等技術(shù)問題都沒有很好解決，蘭化公司的丙綸裝置生產(chǎn)一直不正常，到1971年才生產(chǎn)出少量產(chǎn)品。上海第三十一棉紡廠在1972年建成年產(chǎn)600噸丙綸裝置后，將丙綸與棉混紡(比例各半)，丙綸不染色，只染棉紗，織成丙綸棉布，年生產(chǎn)500萬米。因為丙綸棉布性能接近純棉布，而價格又比較低廉，所以深受消費者的歡迎。繼丙綸棉布問世之后，丙綸地毯、床罩、毛巾襪、蚊帳和編織袋等產(chǎn)品陸續(xù)上市，從而打開了丙綸的銷路，推動了丙綸生產(chǎn)的發(fā)展。江蘇丹陽、常熟，廣東新會，浙江平湖、海寧、桐鄉(xiāng)，河北山海關(guān)和北京等地都先后自籌資金建起了一批小丙綸廠。這些廠的規(guī)模大小不等，小則幾百噸，大則幾千噸。不少科研單位也開展了丙綸的研究，如岳陽石油化工總廠研究院除與有關(guān)單位合作研制了聚丙烯色母粒和降溫母粒外，還同國內(nèi)一些科研單位對丙綸紡絲工藝特性等開展了研究。

(6)小型合成纖維工業(yè)

20世紀(jì)60年代末70年代初，隨著小型石油化工的涌現(xiàn)，出現(xiàn)了依靠地方力量發(fā)展小型合成纖維工業(yè)的熱潮。化工部、紡織部以及全國各省市有關(guān)部門，根據(jù)國家總體目標(biāo)，自籌資金，在全國各地建設(shè)了幾百家小型企業(yè)，其中生產(chǎn)的合成纖維品種有滌綸、錦綸、腈綸、維綸等，化學(xué)纖維總生產(chǎn)能力達(dá)到60萬噸水平。

小規(guī)模合成纖維企業(yè)之所以能夠得到發(fā)展，一是由于合成纖維雖然價格較高，但能滿足人們衣著水平提高的愿望，所以市場上一直保持供不應(yīng)求的局面；二是因為廠子規(guī)模小，生產(chǎn)品種靈活，能適應(yīng)市場產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要。所以，根據(jù)當(dāng)時市場供不應(yīng)求的形勢，自力更生發(fā)展一些小型合成纖維企業(yè)的總方針是正確的，也起過一定的作用。大部分建設(shè)得比較好的小型化纖工廠為紡織行業(yè)提供了大量原料，促進(jìn)了合成纖維工業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展，并為合成纖維工業(yè)培養(yǎng)和鍛煉了大量人才。

但是，在小化纖廠建設(shè)過程中，由于缺乏統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，盲目布點，原料不足，不講科學(xué)，片面強(qiáng)調(diào)因陋就簡，采用舊設(shè)備和代用材料，致使一部分小型合成纖維單體和紡絲企業(yè)建不起來，或者建起來后不能投產(chǎn)，在經(jīng)濟(jì)上造成了一定的損失，這是應(yīng)當(dāng)記取的教訓(xùn)。

3．大型裝置的引進(jìn)，促進(jìn)石油化纖工業(yè)的發(fā)展

20世紀(jì)70年代初，國外合成纖維裝置已向大型化發(fā)展。1972年經(jīng)毛澤東主席、周恩來總理批準(zhǔn)，國家計委決定由紡織部引進(jìn)四套大型石油化學(xué)纖維裝置，由化工部引進(jìn)一套大型聚酯裝置。從1973年開始，這五套大型石油化學(xué)纖維裝置陸續(xù)從國外引進(jìn)，分別建在上海石油化工總廠、遼陽石油化纖公司、北京燕山石化公司長征化工廠、四川維尼綸廠、天津石油化纖總廠等五大石油化纖、化工基地。這五大石油化纖、化工企業(yè)以及國內(nèi)各配套紡絲裝置的建成投產(chǎn)，緩和了國內(nèi)化纖織物供不應(yīng)求的局面。成套技術(shù)的引進(jìn)，不僅提高了國內(nèi)合成纖維原料生產(chǎn)的技術(shù)水平和自給能力，而且改變了合成纖維原料生產(chǎn)原有的技術(shù)落后、規(guī)模過小、產(chǎn)品質(zhì)量差、原材料消耗高的狀態(tài)。