第一節(jié) 六氟化硫的概述

六氟化硫是一種無色、無臭、無毒、不燃的惰性氣體，它的分子量為146.07，在20℃和0.1 MPa時(shí)密度為6.1kg/m3，約為空氣密度的5倍。六氟化硫在常溫常壓下為氣態(tài)，其臨界溫度為45.6℃，三相點(diǎn)溫度為-50.8℃，常壓下升華點(diǎn)溫度為-63.8℃。六氟化硫分子結(jié)構(gòu)呈八面體排布，鍵合距離小、鍵合能高，因此其穩(wěn)定性很高，在溫度不超過180℃時(shí)，它與電氣結(jié)構(gòu)材料的相容性和氮?dú)庀嗨?。?a href="http://m.jiuaninvest.com/lxsqbg/" target="_blank" class="keylink">立項(xiàng)報(bào)告）

第二節(jié) 六氟化硫 市場(chǎng)發(fā)展 概況

我國(guó)六氟化硫(SF6)的研制開始于20世紀(jì)60年代。經(jīng)過50多年的發(fā)展，SF6生產(chǎn)廠家由原來的4家發(fā)展到現(xiàn)在的10多家。

SF6具有優(yōu)異的電絕緣性能和滅弧能力。近年來國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中大量使用的GIS 變電站、SF6斷路器、SF6電流互感器等各種高壓電力設(shè)備中均充裝SF6氣體，這些設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。

SF6具有優(yōu)異的電絕緣性能和滅弧能力。近年來國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中大量使用的GIS變電站、SF6斷路器、SF6電流互感器等各種高壓電力設(shè)備中均充裝SF6氣體，這些設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。

2003年全球SF6市場(chǎng)供應(yīng)出現(xiàn)緊張。2004-2006年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)嚴(yán)重短缺。2004年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)缺口為600t，2005年缺口高達(dá)1000t。市場(chǎng)出現(xiàn)短缺的主要原因：一是我國(guó)電力 行業(yè) 進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展階段，與之相配套的高壓電氣設(shè)備總量迅速增加，同時(shí)電氣設(shè)備出口數(shù)量也有大幅度增長(zhǎng)；二是由于氟資源短缺等原因，歐美國(guó)家的產(chǎn)量有所減少。2007年以來國(guó)內(nèi)SF6市場(chǎng)銷售的增長(zhǎng)速度有所放緩，隨著一批新建SF6廠家陸續(xù)投入生產(chǎn)，產(chǎn)品由供不應(yīng)求轉(zhuǎn)變?yōu)楣┐笥谇?。?行業(yè) 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，銷售價(jià)格下降，各生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有下降的趨勢(shì)，經(jīng)營(yíng)形勢(shì)不容樂觀。

同時(shí)，國(guó)外廠商也加入了中國(guó)市場(chǎng)的爭(zhēng)奪：索爾維(Solvay)在韓國(guó)新建了1000t/a的生產(chǎn)廠，向韓國(guó)及中國(guó)市場(chǎng)銷售SF6；美國(guó)霍尼韋爾、日本的旭肖子和KDK等生產(chǎn)廠家也在努力爭(zhēng)取中國(guó)市場(chǎng)，SF6市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨慘烈。

第三節(jié) 六氟化硫的制備方法

1、直接合成法 經(jīng)凈化后的氟（含HF≤0．5%）和硫反應(yīng)生成六氟化硫及少量的S2F10、SF4、SF2和S2F2。經(jīng)水洗、堿洗除去絕大部分雜質(zhì)氣體，再經(jīng)熱解爐分解S2F10成SF6和SF4（300～350℃），然后經(jīng)堿洗進(jìn)一步除去雜質(zhì)，凈化后的SF6氣體經(jīng)硅膠及分子篩干燥器干燥后，制得六氟化硫產(chǎn)品。

將硫、二氯化硫、一氯化硫、二硫化碳或硫化氫等加入到無水氟化氫中，以鎳為陽極進(jìn)行電解即可制得六氟化硫?；蚍土蛑苯臃磻?yīng)制備六氟化硫。還可以金屬氧化物為催化劑于300℃下用空氣氧化四氟化硫，或者在500～2000℃使氟化硫熱解。

2、以長(zhǎng)約300mm直徑25mm的鎳管為反應(yīng)器，將盛有硫粉的鎳舟置于其中，反應(yīng)管與一石英阱連接，石英阱以液態(tài)氧冷卻。裝置的末端與一裝有新脫水的KF的鐵制干燥管相連，以隔離空氣中的濕氣。硫在氟氣流中燃燒，生成的產(chǎn)物凝聚在冷阱中。隨后進(jìn)行純化，使產(chǎn)物氣化并通過10%的KOH熱溶液（不用NaOH）洗滌除去其中的雜質(zhì)（HF，SF2，SF4，SOF2，S2F10）。然后用P4O10干燥產(chǎn)物氣體，并在室溫下通過活性炭除去S2F10。

3、使SO2在過量的F2中燃燒可生成SF6。反應(yīng)溫度約650℃，產(chǎn)物在冷阱中凝聚，其中除SF6外主要雜質(zhì)是SO2F2。純化時(shí)將其通過裝有水和熱的10%KOH溶液的洗滌瓶，最后用P4O10干燥。

4.元素氟和硫直接反應(yīng)法。

直接電解法　將硫、二氯化硫、一氯化硫、二硫化碳或硫化氫等加入到無水氟化氫中，以鎳為陽極進(jìn)行電解即可制得六氟化硫。用硫化氫與無水氫氟酸電解時(shí)，以鎳作極，鐵作陰極，溫度為－10～20℃，電壓為7～20V。電解產(chǎn)物應(yīng)除去雜質(zhì);催化氧化法　金屬氧化物為催化劑，于300℃下，用空氣氧化四氟化硫，該法缺點(diǎn)是收率過低。

熱解法，在500～2000℃使SF4熱解，但該法的轉(zhuǎn)換率及收率皆低，采用微波放電分解SF4亦可。氟化鈷法　將硫磺或其他硫化物在三氟化鈷和二氯化鈷存在下與過量氟作用以制備六氟化硫。二氧化硫與氟燃燒法。聯(lián)產(chǎn)法　氯氟代甲烷和六氟化硫聯(lián)產(chǎn)，氟化碳（COF2）與六氟化硫聯(lián)產(chǎn)。

第四節(jié) 六氟化硫的需求 分析

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展使得電力需求急速增加，電網(wǎng)建設(shè)則嚴(yán)重滯后。這些是“十五"以來電網(wǎng)建設(shè)超常規(guī)發(fā)展的主要原因。“十五"期間發(fā)電裝機(jī)增長(zhǎng)迅速，全國(guó)累計(jì)投產(chǎn)裝機(jī)容量1.89×108kW，年均增長(zhǎng)9.8%。2005年更是創(chuàng)下世界記錄，達(dá)6.602×107kW。同時(shí)，電網(wǎng)建設(shè)投資比重有較大增加，特高壓輸變電線路建設(shè)列入戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃。“十一五"期間，國(guó)家繼續(xù)加大電網(wǎng)及電源的基礎(chǔ)建設(shè)。華北電網(wǎng)重點(diǎn)加強(qiáng)京津冀地區(qū)500kV大環(huán)網(wǎng)建設(shè)，提高接受外部電源送電的能力；東北電網(wǎng)要形成縱橫南北的500kV主網(wǎng)架；華東電網(wǎng)將形成上海-浙江-江蘇雙回500kV主環(huán)網(wǎng)；華中電網(wǎng)要成為中部電網(wǎng)西電東送的樞紐以及全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的中心；西北電網(wǎng)重點(diǎn)加快750kV電網(wǎng)工程建設(shè)；南方電網(wǎng)要加大西電東送輸電通道建設(shè)力度和受端電網(wǎng)建設(shè)，提高西電東送輸送能力和受電能力。另外，全國(guó)（特別是西部地區(qū)）城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)與改造將受到特別重視，必將成為開拓用電市場(chǎng)，以及帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要措施。

根據(jù)2006-2020年電力發(fā)展遠(yuǎn)期目標(biāo)：“十一五"期間電源新增裝機(jī)容量超4×108kW，總規(guī)模將超9×108kW，全國(guó)電網(wǎng)建設(shè)總投資將超過12000億元。2011-2020年年均新增裝機(jī)容量為(5.5-6)×107kW，2020年裝機(jī)容量將達(dá)到(1.4-1.5)×109kW。全面實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)和建設(shè)跨國(guó)聯(lián)網(wǎng)。就目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)而言，預(yù)計(jì)2020年全國(guó)電網(wǎng)220kV及以上輸電線路回路長(zhǎng)度將比2009年的3.997×105km增長(zhǎng)近1倍；220kV及以上公用變電設(shè)備容量將比2009年的1.651×109kW增長(zhǎng)近2倍，此外還有幾乎相同規(guī)模的110kV及以下的輸配電網(wǎng)建設(shè)。

電力 行業(yè) 的大發(fā)展給高壓開關(guān) 行業(yè) 帶來了10年以上的黃金發(fā)展時(shí)期，同時(shí)也為SF6 行業(yè) 帶來了巨大的市場(chǎng)。

第五節(jié) 六氟化硫的發(fā)展前景

隨著電力 行業(yè) 的持續(xù)發(fā)展，未來10年國(guó)內(nèi)SF6有穩(wěn)定的市場(chǎng)需求，同時(shí)電器設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步必將對(duì)SF6的質(zhì)量提出更高的要求。應(yīng)該看到，就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，目前SF6已經(jīng)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩。在缺乏市場(chǎng)調(diào)研和企業(yè)戰(zhàn)略 規(guī)劃 的情況下，過多的資源投入到產(chǎn)出相對(duì)有限的同一領(lǐng)域，其資源的利用效率必然下降，不利于該 行業(yè) 、發(fā)展。競(jìng)爭(zhēng)的加劇使得國(guó)內(nèi)2009年SF6的市場(chǎng)均價(jià)較之2005年的市場(chǎng)均價(jià)下降約2.5萬元/t。

1997年12月在日本京都制定的《京都議定書》已指定需要減排的6種溫室氣體包含SF6。中國(guó)政府均把生態(tài)建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展問題放在十分重要的地位上，基于此，從未來社會(huì)發(fā)展看，SF6氣體回收和預(yù)防控制高壓開關(guān)氣體泄漏技術(shù)方面有巨大市場(chǎng)潛力。

2009年下半年開始，國(guó)際市場(chǎng)逐漸進(jìn)入后金融危機(jī)時(shí)代，隨著原油價(jià)格的上漲，SF6主要原材料元水氟化氫和硫磺等價(jià)格有較大的上漲，各地電價(jià)也有不同程度的提高。因此即使SF6的市場(chǎng)價(jià)格不再下降，其利潤(rùn)空間也有很大的壓縮。單純的價(jià)格戰(zhàn)只會(huì)妨礙 行業(yè) 的良性發(fā)展。相關(guān)企業(yè)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)SF6產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量、完善服務(wù)體系，同時(shí)積極開拓國(guó)際市場(chǎng)，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)制定市場(chǎng)戰(zhàn)略，加強(qiáng)相互之間的溝通和協(xié)作，在良性競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)上促進(jìn) 行業(yè) 的健康發(fā)展。

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