中国氯碱行业专利申请情况

董学成，张 凯

（山东东岳高分子材料有限公司，山东 淄博256400）

氯碱工业是以饱和NaCl 溶液为原料生产烧碱、氯气和氢气等基础原材料的工业。 氯碱产品种类多、关联度大，产业下游产品达到上千个品种，产品广泛应用于农业、石油化工、轻工业、纺织工业、冶金工业、化学建材、国防军工、建材、食品加工等国民经济各个领域，在中国经济发展中具有举足轻重的地位。 有数据统计显示，世界上约60%的化学品生产与氯息息相关。 自“五年计划”的实施以来，中国氯碱工业不断发展壮大， 经过60 多年的努力和创新，中国氯碱工业的主要产品烧碱和聚氯乙烯的产能均跃居世界首位。

氯碱行业的迅猛发展带动了氯碱工业的技术革命，一批清洁生产技术相继研发成功，离子膜烧碱技术水平逐步达到甚至引领世界水平。 2016 年底，《“十三五” 国家知识产权保护和运用规划》印发并实施，各行各业深入实施国家知识产权战略，促进知识产权工作融入经济社会发展大局，为创新驱动发展提供了有力支撑，进一步巩固了中国的知识产权大国地位。 作为国民经济重要支撑的氯碱企业的知识产权保护和应用水平成为企业把握和追随市场环境动态、实现生存与发展的最有利武器，成为企业获取市场竞争优势的源泉。

首先对氯碱行业进行了简单介绍，接着从专利申请趋势、专利申请人排名、技术分类等方面对中国氯碱发展现状、发展趋势进行了总结、分析。

1 氯碱工业生产技术

中国氯碱技术经历了水银法、隔膜法与离子膜法的发展过程。 中国第一家水银法电解厂是绵西化工厂，于1952 年投产，随着氯碱新技术、新工艺的研发，目前该方法以被完全淘汰。 现如今，中国隔膜法烧碱装置已不足20 万t/a 产能， 并逐步被离子膜法所取代[1]。 离子膜法与其他两种方法比较，具有产品纯度高、设备占地面积小、能连续生产、能耗低、污染小等优越的特点，已成为目前最主要的氯碱生产方法。

2013 年，中国氯碱工业协会起草了《烧碱行业安全准入条件》，从生产企业布局、生产装置及工艺要求和安全措施、液氯储存和运输要求、安全标准化要求以及责任、监督与管理等几个方面对烧碱行业实行安全准入。 《准入条件》中规定，新建、改建、扩建、搬迁烧碱项目必须全部采用离子膜法生产工艺。 2016 年1 月1 日起，现有隔膜法烧碱生产装置（资源综合利用方式除外） 的企业安全生产许可证到期后不再换发。 这也标志着中国离子膜法制碱已经完全替代了隔膜法制碱。 与隔膜法制碱相比，离子膜法较隔膜法具有明显的成本优势，其吨产品生产成本较隔膜法低15%左右；离子膜法较隔膜法的能耗更低， 其吨产品综合能耗比隔膜法第20%左右；离子膜成品碱中氯化钠含量大大低于隔膜法成品碱中氯化钠含量，具有一定的质量优势；隔膜法烧碱装置每天要产生一定量的石棉绒渣，存在一定的环保问题[2]。

2 专利申请趋势

国内2010-2019 年专利申请情况见图1。 从图1可以看出，从2000 年开始，氯碱技术相关专利一直呈现波动式增长趋势。 2008 年前专利申请较少，平均每年在35 件左右， 但在2009 年专利申请数量获得爆发式增长， 并且从2009 开始专利申请数量一直处于较高水平， 截止到2018 年平均每年申请108 件。推测2008 年专利申请量的爆发式增长与该年《国家知识产权战略纲要》的印发对企业、研发机构产生的引导作用具有直接关系。 该纲要的印发代表着知识产权服务业发展的新开端，《国家知识产权战略纲要》指出将“知识产权服务”作为未来发展战略的重点之一， 明确了到2020 年把中国建设成为知识产权创造、运用、保护和管理水平较高的国家的战略目标。 从数据可以看出，政策、法规对中国氯碱产业的发展与创造、氯碱企业自主创新能力的发展起着重要的催化作用。

图1 国内氯碱技术专利申请情况

图2 中国氯碱企业专利申请排名

知识经济的背景下，国家逐步将专利制度规范化，国家、省、市制定了一系列的政策来引导，因此各个单位、企业、集团日益重视知识产权的归属和管理，并将其作为最重要的技术竞争资产。 专利作为企业知识产权的重要组成部分，是一个企业自主创新能力的集中体现。 专利能够为企业的技术突破、产品的更新换代、服务品质的升级带来重大的影响，甚至是使企业在授权许可、技术转移中获得较大的经济利益。 同时，对竞争对手的专利申请情况进行研究和分析可以更加精准地帮助企业更好地进行自我定位，并对竞争对手进行检测，为企业管理决策提供强大助力和指导。

3 企业专利申请人分析

中国企业在氯碱相关技术领域中专利申请情况排名见图2，其中排名前10 的企业分别为山东东岳高分子材料有限公司、攀枝花钢企欣宇化工有限公司、山东东岳神舟新材料有限公司、江苏明江阀业有限公司、新疆中泰化学股份有限公司、蓝星（北京）化工机械有限公司、山东金陵化工有限公司、中国石油化工股份有限公司、新疆中泰化学阜康能源有限公司、新疆天业（集团）有限公司。 可以看出山东东岳高分子材料有限公司专利申请量居首位，是国产氯碱膜行业的领跑者，其专利主要涉及氯碱行业中全氟磺酸离子膜、零极距离子膜、纤维增强离子膜、高杂质耐受性离子膜的制备与应用，一直致力于氯碱膜的国产化替代，在打破氯碱膜的国外垄断中具有突出贡献[3]。 山东东岳神舟新材料有限公司致力于含氟高端产品、含氟聚合物、含氟精细化学品的研制、开发和生产，在高交换容量全氟离子交换树脂、功能性氟树脂的制备等技术领域进行了大量的专利布局，为国产氯碱膜的生产、研发起到了强有力的支撑作用。 江苏明江阀业是氯碱化工阀门市场的主要供应商和服务商，拥有多项氯碱专用阀的具有自主知识产权的国家专利技术。 通过技术统计分析显示，其余7 家企业在盐水精制、工艺优化、氯碱节能环保、脱硫废水处理、膜法脱硝装置、强酸性淡盐水回收装置、氯碱用电解装置及关键组件、电解氯气提纯、氯气供应系统自动控制等技术领域积极研发，具有多项代表国内先进水平的具有自主知识产权的国家专利技术。

4 高校、研究院所专利申请人分析

长期以来，中国学校教育重理论轻实践，企业发展重效益轻创新，致使科技创新成果与产业化存在断层，目前如何实现将科技成果及时转化为物质产品和经济效益已成为社会亟需探索解决的重要问题。 加强高校、研究院所与企业的合作，实现互相支持、互相渗透、互相介入、优势互补、资源互用、利益共享是促进企业管理现代化、技术创新成果化的重要途径。 氯碱行业中高校或研究院所拥有专利数量的排名情况见图3，北京化工大学、重庆大学、上海交通大学等一些列高校和科研院所在中国氯碱技术领域均作出了较为突出的贡献，并申请了大量发明专利。 通过对申请人进行统计分析发现，在北京化工大学、重庆大学、上海交通大学所申请的58件专利中， 仅有5 件专利为企业和高校共同所有，这再次反映了中国企业和高校、研究院所协同合作程度不足的现状。 加快推进企业、高校、研究院所之间的协同创新，建立起优势互补、资源互用、利益共享的产、学、研、用平台是氯碱行业乃至其他行业亟需解决的重要难题。 有数据统计显示，高校和科研机构是专利协同创新体系中的重要支撑，具有代表性和一定实力的企业可通过技术协作、 合作开发、共建研发实体、共建联合实验室、研究基金合作等形式，借助国内或国际的科研力量开展氯碱行业的合作研发。

图3 氯碱行业领域高校拥有专利排名

5 技术构成分析

表1 技术构成分析

国际专利分类是一种全球通用的管理和使用专利文献的方法， 分析方法在于使各国专利分析获得统一分类， 便于专利文献进行分类管理、使用、查找。IPC 分类自上而下分为部、大类、小类、大组、小组，越往下分类技术特点越明显。 技术构成分析见表1。

从表1 可以看出大部分的专利申请是C25B类，指的是通过电解法或电泳法生产非金属元素或无机化合物，占专利申请总量的27.4%；C02F 为水、废水、污水和污泥的处理，占专利申请量的16.2%；C01D 为碱金属相关类别， 占专利申请总量的11.0%。

技术申请趋势分析见图4，可以看出在2015 年以前，C25B 技术领域的专利申请一直具有优势，并且在2009 年达到最大值， 氯碱工业在生产规模、产量、质量、技术装备及管理水平有了很大提高。2015年以后，在C02F技术分类中的专利申请量超过C25B，并一直保持到现在。 在绿色环保的大趋势下，企业的发展之路是绿色转型，谁首先转型，谁就将抓住机会，因此氯碱企业在C02F（废水、污水和污泥等废弃物处理）技术领域积极研发，在废氯、酸性废水、循环排污水、废硫酸、废螯合树脂、废离子膜、污泥的处理工艺与设备方面取得较大进展， 并申请专利进行保护。这一转变也启示我们，氯碱产业不仅是化学工业的基础产业，同时也是高污染、高耗能、高废弃物产业，只有以绿色发展为前提，以产业延伸、产品创新、技术工艺革新为方向，不断进行新工艺、新技术、新设备的创新才能实现产业的创新升级。

图4 技术申请趋势分析

6 结语

现代企业竞争力的核心是企业的自主创新能力，专利保护和运用是企业自主创新的重要组成部分，贯穿于企业技术、管理创新的全过程。 专利是企业用于制约竞争对手、 提升企业市场竞争力的武器；谋求市场效益、保证经营自由度的工具；更是企业经营决策的资源和重要依据。 2008 年以来，中国氯碱企业不断在产业链中加强专利布局，专利申请量一直处于较高水平。 但是，企业与高校、研究院所的协同创新程度仍有待提升。 加强高校、研究院所与企业的合作，实现互相支持、互相渗透、优势互补、资源互用、利益共享将促进氯碱行业的绿色、健康发展。