氩气发展历史及国内发展现状分析可行性研究报告(可研报告模板)

　　 第一节 氩气的定义   　　 国标编号 22011 ，CAS号 7440-37-1， 分子式 Ar，分子量 39.95，无色无臭的惰性气体；蒸汽压 202.64kPa(-179℃)；熔点 -189.2℃；沸点-185.7℃ 溶解性：微溶于水;密度：相对密度(水=1)1.40(-186℃)；相对密度(空气=1)1.38；稳定性：稳定；危险标记 5(不燃气体)；主要用途：用于灯泡充气和对不锈钢、镁、铝等的电弧焊接，即“氩弧焊”。（可行性 研究 报告）
  　　 第二节 氩气主要应用   　　 用途：一种稀有气体。用作电弧焊接（切割）不锈钢、镁、铝、和其它合金的保护气体。还用于钢铁、铝、钛和锆的冶炼中。放电时氩发出紫色辉光，又用于照明技术和填充日光灯、光电管、照明管等。    　　 在酿酒的过程中，啤酒桶里的填充物，它可以把氧气置换，以避免啤酒桶里的原料被氧化成乙酸。   　　 热处理工艺也用于代替氮气和氨气，效果更是超过氮气和氨气，不锈钢热处理时采用氩气保护折弯效果更好不易断裂。   　　 第三节 氩气发展历史   　　 具有历史意义的第一个含有化学键的“惰性”气体化合物诞生了，从而很好地证明了巴特列特的正确设想。1962年6月，巴特列特在英国Proccedings of the Chemical Society杂志上发表了一篇重要短文，正式向化学界公布了自己的实验报告，一下震动了整个化学界。持续70年之久的关于稀有气体在化学上完全惰性的传统说法，首先从实践上被推翻了。化学家们开始改变了原来的观念，摘掉了冠以稀有气体头上名不副实的“惰性”的帽子，拆除了人为的樊篱，很快形成了一个合成和 研究 新的稀有气体化合物的热潮，开辟了一个稀有气体化学的新天地。   　　 认识上的障碍一旦拆除，更多的稀有气体化合物很快被陆续合成出来。就在同年8月，柯拉森（H．H．Classen）在加热加压的情况下，以1∶5体积比混合氙与氟时，直接得到了XeF4，年底又制得了XeF2和XeF6。氙的氟化物的直接合成成功，更加激发了化学家合成稀有气体化合物的热情。在此后不长的时间内，人们相继又合成了一系列不同价态的氙氟化合物、氙氟氧化物、氙氧酸盐等，并对其物理化学性质、分子结构和化学键本质进行了广泛的 研究 和探讨，从而大大丰富和拓宽了稀有气体化学的 研究 领域。到1963年初，关于氪和氡的一些化合物也陆续被合成出来了。至今，人们已经合成出了数以百计的稀有气体化合物，但却仅限于原子序数较大的氪、氙、氡，至于原子序数较小的氦、氖、氩，仍未制得它们的化合物，但有人已从理论上预测了合成这些化合物的可能性。1963年，皮门陶（Pimentaw）等人根据HeF2的电子排布与稳定的HF-2离子相似这一点，提出了利用核反应制备HeF2的3种设想：（1）制取TF-2，再利用氚〔3H（T）〕的β衰变合成HeF2：TF-2→HeF2+（2）用热中子辐射LiF，生成HeF2；（3）直接用α粒子轰击固态氟而产生HeF2。但毛姆等人则认为，HeF2和HF-2的电子排布虽然相似，但HF-2可以看成是一个H-跟两个F原子作用成键，H-的电离能仅为22.44千焦/摩尔，而He的电离能却高达 801.5千焦/摩尔，因此是否存在HeF2，在理论上是值得怀疑的，氦能否形成化合物，至今仍是个不解之谜。
  　　 第四节 国内氩气发展现状及市场需求 分析   　　 一、氩气概况：氩气主要应用为各类下游的保护气   　　 氩气是一种无色无味的气体，分子式 Ar。氩气是一种稀有气体，生产直接来自于大气，在空中的提取率不到1%。   　　 氩气目前在工业中有很广的应用。它的性质十分不活泼，既不能燃烧，也不助燃。在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门，对特殊金属，例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢在焊接时，往往用氩作为焊接保护气，防止焊接件被空气氧化或氮化。在金属冶炼方面，氧、氩吹炼是生产优质钢的重要措施。此外，对钛、锆、锗等特殊金属的冶炼，以及电子工业中也需要用氩作保护气。氩气还可以应用于光伏 行业 的单晶硅和多晶硅的生产中。作为一种惰性气体,它作为一种保护气体包围在单晶硅和多晶硅的液面周围,可以保护单晶硅和多晶硅不被氧化。
  　　 氩气主要通过空分装置将空气中的不同成分气体分离，由空气中提取而来。虽然氩气下游应用广发，然而由于其在空气中占比极低，一台空分装置产能中往往只有一小部分的氩气，产能相对受限（氩气在空分装置中产量占比极低，可以将其理解为空分装置的副产品），因此相比氧气、氮气，氩气向下游的供应通常比较紧缺，从而导致其价格弹性巨大。历史上氩气价格在几百元至上万元之间波动。   　　 氩气历史详细价格数据较难追溯，我们从 行业 专家处了解到：2010年受广州亚运会影响，广东钢铁 行业 限产，导致广东地区出现氩气供不应求状况，氩气价格连续上涨，广东地区价格一度达到15000-16000元/吨，由于价差提升后氩气运输半径增大，全国各地区氩气价格均随之大幅，限产时间维持数月，氩气价格维持高位。数月后钢铁 行业 恢复产能，氩气价格才有所回落。   　　 二、钢铁 行业 限产有望为氩气创造上涨行情，价格弹性巨大   　　 （一）钢铁 行业 限产将导致全国氩气供给减少   　　 根据了解，全国液氩产品中，50%来自于杭氧股份、林德、盈德气体等专业气体供应商，另外50%由钢铁 行业 的空分设备产出。   　　 钢铁 行业 冬季错峰限停产方案将使全国液氩供给能力下降7.5%。   　　 2017年3月23日，环保部发布《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》，要求包括北京、天津，以及河北、河南、山东、山西内的部分城市——“2+26”，实施工业企业采暖季错峰生产。各地实施钢铁企业分类管理，按照污染排放绩效水平，制定错峰限停产方案。石家庄、唐山、邯郸、安阳等重点城市，采暖季钢铁产能限产50%，以高炉生产能力计，并采用企业实际用电量核实。   　　 根据调研情况，该地区钢铁产量占全国总产量的25%-30%左右。同时，由于该方案采用企业实际用电量核实，而空分装置是钢铁企业的主要耗电设备之一。我们预计限产开始后，钢铁企业空分装置将随冶炼设备同步关停。过去钢铁厂液氩产品自用一部分，但以外销为主，在零售市场扮演供给方角色，意味着钢铁厂空分关停势必影响区域内液氩的供给。   　　 我们假设杭氧股份、盈德气体等专业气体供应商的供应能力不缩减，则冬季限产钢铁 行业 限产预计将使全 行业 液氩供给能力下降7.5%。 
  　　 预计此次供给限制持续时间达4-6个月。   　　 钢铁 行业 限产的影响 分析 ：此次钢铁 行业 限产时间为11月15日至明年的3月15日，若政策将严格执行，则11/15开始四个月内钢铁 行业 外销液氩量难有恢复。   　　 对其它液氩供给方的 分析 ：1由于2017年以来液氧、液氩、液氮价格一度历史高位，空分装置盈利性大幅提升。微观角度理论上全社会有效空分产能利用率已经接近满产，在此基础上很难再有提升，2液氩改装产能受限：厂商可在原本没有液氩生产能力的设备上进行改装（费用1000-2000万），使得设备具备液氩生产能力，改装周期半年。然而根据调研，以杭氧股份为代表的空分装置供应商至今未收到客户液氩改装需求。意味着从现在开始改装空分装置，最早仍需要半年时间提升液氩供应量，3液氩新增产能受限：由于液氩实际   　　 类似于空分装置的副产品，一台空分装置需要保证管道气需求下，进行液氩的生产才是经济的，单独为了液氩购买空分装置是非常不经济的。因此即使液氩产品出现供不应求，我们预计仍旧难有新增空分装置的液氩产能释放。且新上空分装置周期至少要一年，无法满足冬季供给的缺口。   　　 基于以上 分析 ，我们预计11月15日开始，我国液氩市场将逐步出现供给下降的趋势，且此轮产能下降将至少持续时间至少4-6个月时长。   　　 （二）光伏 行业 带动，未来半年全国氩气稳步需求   　　 液氩下游应用主要包括光伏、灯具、不锈钢生产、不锈钢加工、以及其它新兴 行业 等。受光伏 行业 景气度提升带动，我国液氩需求有望提升。根据我们调研了解到，光伏和不锈钢 行业 是当前氩气的主要应用下游。其中，光伏 行业 氩消费量占比达到20%-30%，不锈钢 行业 氩气消费量占比30。   　　 光伏 行业 耗氩量有望提升，有望带动全 行业 耗氩量提升。氩气在光伏领域主要用于多晶硅、单晶硅的制造。作为一种惰性气体，氩气作为保护气包围在单晶对、多晶硅液面周围，保护单晶硅、多晶硅不被氧化。据了解，每生产1GW单晶硅需要耗氩1万吨左右，每生产1GW多晶硅需要耗氩0.5万吨。未来，随着光伏 行业 景气度的提升，以及单晶硅占比的提升，光伏 行业 整体耗氩量有望逐步增长。我们从 行业 处了解到，国内某大型单晶硅厂商在云南新建单晶硅工厂即将于四季度开始投产，届时有望立即提升光伏 行业 整体耗氩量，及国内氩气的整体需求。通过我们测算，预计光伏 行业 景气度提升带动全国氩气需求增长10%。然而，由于钢铁 行业 限产导致不锈钢产量下降，不锈钢 行业 耗氩量占全国氩气需求的30%左右，预计将导致国内氩气需求下降4.5%，二者综合考虑后，预计未来半年，国内氩气需求逐步提升5.5%。   　　 （三）需求供给共同作用下，四季度液氩价格预计将迎来上涨   　　 通过我们对需求、供给的总和 分析 ，预计11 月15 日开始，氩气市场将逐步显现出13%左右的供需缺口，由于氩气在下游应用的成本中占比极低，理论上一旦出现供不应求，价格弹性巨大。   　　 预计此轮行情价格上涨将是全国性的行情。我们通过测算氩气产品的覆盖半径来预测供需波动的影响范围。正常情况下，氩气的覆盖半径在500-600 公里左右。如果氩气价格出现上涨，我们 分析 覆盖半径的实际情况应随不同地区间价差扩大而扩大，理论上是可变的。应用单位运输成本测算覆盖范围变动程度更加具备实际意义。   　　 据了解，液氩的单位运输成本在0.8-1.0 元/吨*公里，以此计算相距300 公里以内的市场，液氩价差理论上应保持在240 元/吨以内，超过240 元/吨后，产品即可产生流通；相距500 公里的两个市场，价差超过400 元/吨，市场即互相打通。由于液氩产品价格目前已经在2000 元/吨的水平，价格波动将超过百元/吨的量级，故预计此轮液氩价格上涨，大概率带动全国价格普遍上涨的行情。

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