纯碱新品种专题介绍

国信期货研究Page1请务必阅读正文之后的免责条款部分以信为本点石成金分析师：范春华从业资格号：F0254133电话：0755-82130414邮箱：15048@guosen.com.cn国信期货专题报告纯碱新品种专题介绍2019年11月21日主要结论11月5日，郑州商品交易所在官网发布了《关于纯碱期货合约和规则制度征求意见的公告》。11月8日，证监会发布批准郑州商品交易所开展纯碱期货交易的公告。纯碱期货合约正式挂牌交易时间为2019年12月6日。纯碱是重要的基础化工原料，广泛应用于建材、石油化工、印染、冶金和食品加工等领域。我国是全球最大的纯碱生产国和消费国。我国纯碱基本自给自足，几乎没有进口，年出口量100-200万吨，典型的国内品种特性，受国际因素的影响较小。纯碱品种行业特点：纯碱产值偏小，产业较集中，国际化程度较低，中间流通环节较少。我国目前纯碱年产量约2600万吨，产值约400-500亿。产能主要分布在江苏、山东、河南、青海等地区。制碱工艺主要分为合成碱法和天然碱法，世界纯碱产能中合成碱法约占三分之二，天然碱法约占三分之一。合成碱法又可以分为氨碱法和联碱法两种生产工艺。天然碱法制碱的上游为天然碱矿，氨碱法制碱的上游是原盐和石灰石，联碱法制碱的上游是原盐和合成氨。制碱的燃料主要是动力煤，个别企业也会用到天然气。纯碱工业的主要产品是轻碱和重碱，重碱由轻碱加工转化而来。联碱法生产纯碱会产出副产品氯化铵，简称氯铵，又称卤砂，是一种速效氮素化学肥料，也可用于电池制造、电镀、印染等。轻碱主要用于日用玻璃行业、洗涤剂和食品行业等。重碱主要用于生产平板玻璃。无机盐领域根据行业的不同选择使用轻碱和重碱。洗涤剂和氧化铝行业的部分下游企业可以根据纯碱和烧碱的价格变化对窑炉进行改造更换投料，降低生产成本。2010年我国纯碱产能突破2500万吨。2014年，我国的纯碱产能达到了历史最高点3135万吨，产量达2515万吨。截至2018年底，我国纯碱产能为3115万吨，产量为2621万吨。我国是世界第一大纯碱消费国。随着经济的发展，中国纯碱消费量整体呈递增趋势。2018年我国纯碱总需求量为2512万吨，较2017年减少66万吨，较2010年增长635万吨，8年间共增长34%。纯碱作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，结论不受任何第三方的授意、影响，特此声明。独立性申明： 国信期货研究Page2请务必阅读正文之后的免责条款部分以信为本点石成金纯碱是重要的基础化工原料，广泛应用于建材、石油化工、印染、冶金和食品加工等领域。我国是全球最大的纯碱生产国和消费国。我国纯碱基本自给自足，几乎没有进口，年出口量100-200万吨，典型的国内品种特性，受国际因素的影响较小。纯碱品种行业特点：纯碱产值偏小，产业较集中，国际化程度较低，中间流通环节较少。我国目前纯碱年产量约2600万吨，产值约400-500亿。产能主要分布在江苏、山东、河南、青海等地区。一、纯碱的基础知识1、纯碱的定义和特点纯碱（SodaAsh），成分是碳酸钠（Na₂CO₃)，又名苏打、碱灰、碱面等，纯碱是重要的基础化工原料，主要应用于建材平板玻璃、日用玻璃、洗涤剂、氧化铝等。纯碱属于盐，常温下为白色无气味的粉末或颗粒，有吸水性，露置在空气中逐渐吸收水分，会形成结块。碳酸钠有一定的腐蚀性，稳定性较强，但高温下也可分解生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中时，碳酸钠能吸收空气中的水分及二氧化碳，生成碳酸氢钠。2、纯碱的分类根据密度的不同，纯碱主要分为轻质纯碱（以下简称轻碱）和重质纯碱（以下简称重碱），其化学成分都是碳酸钠，但物理形态不同：轻碱密度为500-600公斤/立方，呈白色结晶粉末状；重碱密度为1000-1200公斤/立方，呈白色细小颗粒状。与轻碱相比，重碱具有坚实、颗粒大、密度高、吸湿低、不易结块、不易飞扬、流动性好等特点。此外，也有超轻质纯碱和超重质纯碱，密度分别为370公斤/立方左右和1550-2553公斤/立方。图：左图为轻质纯碱，右图为重质纯碱资料来源：郑州商品交易所根据用途的不同，纯碱可分为工业纯碱和食用纯碱。工业纯碱执行的是中华人民共和国颁发的国家标准GB/T210-2004《工业碳酸钠及其试验方法》（以下简称国标），包括GB/T210.1-2004《工业碳酸钠及其试验方法第1部分工业碳酸钠》和GB/T210.2-2004《工业碳酸钠及其试验方法第2部分工业碳酸钠试验方法》。食用纯碱执行的是GB1886-1992《食品添加剂碳酸钠》标准，在达到工业纯碱的低盐碱标准基础上，增加了砷和重金属的含量限制。 国信期货研究Page3请务必阅读正文之后的免责条款部分以信为本点石成金根据氯化物含量的不同，纯碱可分为普通碱、低盐碱、超低盐碱、特殊低盐碱。依照国标标准，普通碱氯化钠的质量分数≤1.20%；低盐碱氯化钠的质量分数≤0.90%；超低盐碱氯化钠的质量分数≤0.70%；特殊低盐碱氯化钠的质量分数≤0.30%。图：纯碱的分类资料来源：郑州商品交易所3、纯碱的用途纯碱是重要的化工原料之一，用途主要包括以下领域：一是建材领域，纯碱作为平板玻璃的主要原料之一，为反应提供钠离子，同时也是澄清剂的主要成分；二是化工生产领域，纯碱广泛用于制造硅酸钠（俗称泡花碱、水玻璃）、碳酸氢钠（俗称小苏打）、氟化钠、重铬酸盐等产品；三是印染冶金领域，纯碱充当纺织物生产过程的软水剂，或是用作冶炼的助溶剂、选矿的浮选剂以及炼钢的脱硫剂等；四是食品加工领域，纯碱作为面食添加剂起到中和剂、膨松剂、缓冲剂、面团改良剂作用，增加面食口感和柔韧度，也可作为主要辅助添加剂应用于味精、酱油的生产。此外，纯碱也广泛地应用于环保脱硫、医药制品、制革、造纸等，高端纯碱还可用于显像管玻壳和光学玻璃制造。4、纯碱的生产工艺在没有工业生产方法之前，人们从天然碱湖中采得或从含碱植物灰中制造出纯碱，用于洗涤剂以及玻璃、肥皂、皮革制造等方面。随着工业发展，原始的纯碱提取方式已经不能满足用碱需求，大规模工业制碱生产工艺应运而生。目前，制碱工艺主要分为合成碱法和天然碱法，世界纯碱产能中合成碱法约占三分之二，天然碱法约占三分之一。合成碱法又可以分为氨碱法和联碱法两种生产工艺。氨碱法主反应过程如下：向饱和食盐水中通入氨气，制得氨盐水，再通过氨盐水吸收二氧化碳得到碳酸氢钠（俗称小苏打），最后将碳酸氢 国信期货研究Page4请务必阅读正文之后的免责条款部分以信为本点石成金钠煅烧，即得到轻碱。氨碱法生产中用到的氨气来自于合成氨厂，二氧化碳来自于石灰石煅烧。石灰石的主要成分是碳酸钙，煅烧后生成二氧化碳和氧化钙（生石灰）。其中二氧化碳用于制造纯碱的主反应过程；而氧化钙与水反应生产氢氧化钙（熟石灰），加入沉淀出碳酸氢钠后的母液中，生成氨气和主要成分为氯化钙的废液和废渣，而氨气则可循环用于主反应过程。联碱法将合成氨生产与纯碱生产联合，利用合成氨厂的氨气和二氧化碳同时生产出纯碱和氯化铵两种产品。联碱法产出纯碱的反应过程与氨碱法相同，同样是向饱和食盐水中先后通入氨气和二氧化碳，生成碳酸氢钠，再煅烧碳酸氢钠产出纯碱。与氨碱法相比，联碱法的核心创新在于利用不同温度下溶解度的变化，将反应剩余的母液（主要成分为碳酸氢钠、氯化钠和氯化铵）降温，并加入氯化钠晶体，使氯化铵能以晶体的形式析出。剩余的饱和食盐水母液可以作为反应原料循环使用。此外，由于和合成氨厂联合生产，联碱法反应中的氨气和二氧化碳都可以由合成氨厂直接提供。因此，联碱法中无需再进行石灰石煅烧等一系列反应生成二氧化碳。根据碱矿成分的不同，天然碱法生产工艺主要分为蒸发法和碳化法两种。对于以晶碱石为主要成分的天然碱矿，一般采用蒸发法生产工艺，通过分解或中和的方式使晶碱石中的碳酸氢钠分解，再蒸发提纯制得纯碱。对于碱、硝、盐共生的泡碱型天然碱湖水或者主要成分为泡碱的固体矿，一般采用卤水碳化法生产工艺，提取天然卤水进行碳化、干燥和煅烧，生产出纯碱。表：纯碱生产工艺比较资料来源：郑州商品交易所无论是合成碱法还是天然碱法，生产出来的纯碱均为轻碱。轻碱经再加工制得重碱。目前，主流的加工工艺有水合法和挤压法两种。水合法是将轻碱加水结晶生成一水合碳酸钠，再加热赶出结晶水，制得的重碱保留了结晶的形态，结构比轻碱更为密实。挤压法采用纯机械在两辊之间通过高压将轻碱挤压成薄而硬的碱饼，然后破碎碱饼筛选出最佳粒度再将过粗的颗粒重新破碎，过细的颗粒重返挤压，即制得重碱。5、纯碱产业链 国信期货研究Page5请务必阅读正文之后的免责条款部分以信为本点石成金天然碱法制碱的上游为天然碱矿，氨碱法制碱的上游是原盐和石灰石，联碱法制碱的上游是原盐和合成氨。制碱的燃料主要是动力煤，个别企业也会用到天然气。纯碱工业的主要产品是轻碱和重碱，重碱由轻碱加工转化而来。联碱法生产纯碱会产出副产品氯化铵，简称氯铵，又称卤砂，是一种速效氮素化学肥料，也可用于电池制造、电镀、印染等。轻碱主要用于日用玻璃行业、洗涤剂和食品行业等。重碱主要用于生产平板玻璃。无机盐领域根据行业的不同选择使用轻碱和重碱。洗涤剂和氧化铝行业的部分下游企业可以根据纯碱和烧碱的价格变化对窑炉进行改造更换投料，降低生产成本。图：纯碱产业链资料来源：郑州商品交易所6、纯碱的包装纯碱包装方式主要分为大袋包装、小袋包装和无袋散装三种。下游用户也可以按照自己的特殊要求与厂家协商袋装标准。大袋包装指500kg/袋及以上包装，国内主要有750kg/袋和1000kg/袋两种包装规格，后者也被称为吨包或吨袋；此外也有少量的500kg/袋和1500kg/袋的包装规格。重碱下游用户多为平板玻璃企业，月度需求量大且集中，为了投料快捷便利和节约拆包人力，多以吨包为主。小袋包装指50kg/袋及以下袋装方式，主要有25kg/袋、40kg/袋、50kg/袋三种规格，其中25kg/袋一般用于食用碱包装，40kg/袋一般用于轻质纯碱包装，50kg/袋可用于轻碱或重碱包装。小袋包装同样可分为双层内衬聚乙烯塑料薄膜的编织袋或单层塑料复合编织袋，价格在2-4元/条。无袋散装指用罐装汽车从纯碱生产企业的成品料仓将纯碱直接装入汽车的料罐内，运输至纯碱用户，节省了包装材料。散装适用于两种情况：一是纯碱生产企业周边分布有用量较大且稳定的下游用户，多为平板玻璃企业；二是纯碱的进出口贸易环节，例如，美国天然碱的出口通常先集中使用散装船运输纯碱至目的国的大型纯碱散装仓库，而后根据用户的需求分装后销售。净重容忍误差：大袋包装要求平均偏差在±5kg范围内。小袋包装有两种方式：一种是随机抽取10袋称量，要求平均偏差在±0.2kg范围内；另一种是随机抽取1袋称重，要求偏差在±0.3kg范围内。二、我国纯碱产销情况 国信期货研究Page6请务必阅读正文之后的免责条款部分以信为本点石成金1、我国纯碱产能与产量发展我国纯碱工业始于1917年天津永利碱厂的创办，距今已经有百年历史。由于连年战乱，自1924年起25年间我国共计生产纯碱150万吨，平均每年只有6万吨，1949年产量仅有8.8万吨。1953年起，我国开始实行第一个五年计划，国家对大连和天津两个碱厂进行技术改造和扩建，到1957年，大连碱厂产量达到30万吨，永利碱厂产量达到20万吨。此后我国纯碱产能与产量进入了持续发展阶段。1988年以前，我国纯碱的新增产能以联碱法为主，1989年之后开始了联碱法、氨碱法和天然碱法并重，以原盐产地为中心的大规模发展和高速增长阶段。90年代初，中国结束了长期依靠大量进口满足国内纯碱需求的局面，并逐渐成为纯碱的净出口国。2002年纯碱产能突破1000万吨，自2003年起，我国纯碱产能和产量位居世界第一。2010年我国纯碱产能突破2500万吨。2014年，我国的纯碱产能达到了历史最高点3135万吨，产量达2515万吨。截至2018年底，我国纯碱产能为3115万吨，产量为2621万吨。图：2007-2018年我国纯碱产能、产量及产能增长率（单位：万吨）资料来源：国家统计局郑州商品交易所图：2007-2018年我国纯碱行