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中国能生产多少口罩?

任易 02-09 2

本文转载自微信公众号:任易(ID:HiRenyi),原标题《中国能生产多少口罩?解析从石油到医用口罩的制造流程》,作者:任易

口罩现在可是全国人民关注的硬通货,而且现在各地买口罩完全是配给物资,需要预约和限购;然后口罩价格疯涨、全球缺货、骗子微商横行,各地市场监督局在严打假冒伪劣口罩,那么我国到底每天能生产多少医用外科口罩呢?

第一个问题最后回答。我先作为前石化行业人士,给大家从头到尾分析一下,从聚丙烯颗粒)到口罩的变身工艺,大家就能明白自行消毒、给口罩消毒有没有意义了。然后再梳理目前的原材料供应形势,然后再根据公开消息为大家分析我国的产能,大家就估算我国或全球,一年能生产多少口罩。毕竟不是专业人士,具体细节请行业专家打脸轻点。

医用外科口罩的生产

这是常见的医用外科口罩,主要由三层无纺布组成。内层是普通无纺布;外层是做了防水处理的无纺布,主要用于隔绝患者喷出的液体;中间的过滤层用的是经过驻极处理的聚丙烯熔喷无纺布;最后生产完毕后要经过环氧乙烷消毒并静置 7 天挥发毒性,经过密封包装,装箱运走。

医用外科口罩的核心材料,就是驻极处理之后的聚丙烯熔喷无纺布。请务必记住这两个关键词,因为这是过滤新冠病毒气溶胶的关键。

1. 原材料:聚丙烯颗粒

我就不去讲原油是如何在炼厂变成聚丙烯的了。大家只要知道,中石化、中石油、中海油的炼化工厂,除了检大修之外,过年期间也是绝对不会停工就好,保证我们的汽柴油、化工原料等持续生产,不会断供,这也是央企的担当。

从化工厂生产出来的聚丙烯颗粒就长这样,我们买的塑料水壶、餐具之类,大部分都是聚丙烯做的。

聚丙烯多少钱呢?目前的期货价格是 7000 元 / 吨。一辆大货车大概能拉 30 吨,所以通过物流提一车聚丙烯,成本大概是 20 万元左右。

2. 聚丙烯纤维生产

就像纺织需要植物纤维一样,无纺布的生产同样需要纤维料。聚丙烯颗粒是拿来融化塑形的,而高熔指聚丙烯纤维料,才是生产口罩的核心原料,就是下图这种一条条的聚丙烯纤维。

2019 年国内聚丙烯纤维的产量约为 170 万吨,其中能用于口罩的高熔聚丙烯纤维约为 95 万吨。生产单位就有我们中石化的镇海炼化、上海赛科、荆门石化、海南炼化、茂名石化、石家庄炼化、广州石化等等,中石油的炼厂也有一批,我不熟。

这次为了应对疫情,中石化部分炼厂已经开始调整生产计划,将于 2 月开始不断增产高熔指聚乙烯纤维料,独山子石化也随时待命等待调整。所以这部分材料主要是库存不足,产能上来以后,PP 纤维的原材料供应绝对充足,只要路不断就行

无纺布的生产商需要从经销商或者化工厂那里采购聚丙烯纤维作为原材料,所以物流的道路是不能断的。如果无纺布生产商的城市封路,就意味着原材料的供应被切断了,那还怎么生产?

聚丙烯纤维多少钱呢?阿里巴巴上查到的零售价是 10000 元 / 吨,数量级不会差。有各大央企在,聚丙烯纤维不会缺货,价格也不会飞涨的,大家可以放心。

3. 熔喷无纺布生产

熔喷法属于聚合物挤压法非织造工艺,是 1954 年美国海军为了收集核试验产生的放射性微粒研制的超细过滤效果的过滤材料,然后 1965 年前后,埃克森、3M 等公司制造了第一代熔喷非织造设备。

工艺原理,就是用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸,由此形成超细纤维并凝聚在凝网帘或滚筒上,依靠自身粘合成为非织造布,喷丝的原理如下图:

对不起放错图了,不过意思差不多,理解就好。正确的应该是这张:

熔喷材料是靠自身纤维热熔而成,厚度更厚熔喷法生产的无纺布,纤维的随机和隔层交叉排列,形成了熔喷材料多弯曲通道结构,这样颗粒物才会与纤维产生碰撞而被滞留。

划重点:医用外科口罩的过滤机制是布朗扩散、截留、惯性碰撞、重力沉降和静电吸附。前四种都是物理因素,就是熔喷法生产的无纺布自然具有的特性,过滤性约为 35%;这是达不到医用外科口罩要求的,我们需要对材料进行驻极处理,让纤维带上电荷,用静电捕获新冠病毒所在的气溶胶。

4. 驻极处理

静电吸附就是通过荷电纤维的库仑力,实现对新冠病毒飞沫的捕获。原理就是让过滤材料表面更开阔,对微粒的捕获能力能抢,而电荷密度增加,对颗粒的吸附和极化效应更强,所以过滤层的熔喷无纺布过滤材料必须要经过驻极处理,才能在不改变呼吸阻力的前提下实现 95% 的过滤性,才能有效防病毒。

口罩要在到达阻隔效果的同时保证舒适通气性,医用外科口罩吸气阻力一般不超过 343.2 帕斯卡,民用口罩吸气阻力小于 135 帕斯卡。

驻极处理能够大幅提高过滤效率,不改变呼吸阻力,而且驻极电压越高,材料过滤效率越高。一般需要驻极电压在 30Kv~60Kv,驻极时间要在 20 秒以上。

最后生产出来的医用高熔指熔喷无纺布原料,大概是这个样子的,20000 元 / 吨。

5. 口罩生产线

解决了原材料的问题,口罩生产不过就是堆工、堆料,维持生产线产能的问题了。这个就特别快,都是自动化生产线。18.5 万一台的口罩机,每分钟可以生产 100 个口罩,24 小时不停工每天的产能就是 14.4 万个口罩。

一个小口罩厂,可能需要 10 个人,设备包括口罩成型机、口罩压合机、口罩切边机、呼吸阀冲孔机、鼻梁条线贴合机、耳带点焊机、呼吸阀焊接机等等,总投资估计 50 万就能搞定。但是,设备到货需要 60 天,远水解不了近渴。

6. 环氧乙烷消毒

如果是普通口罩,其实是不需要消毒的,但是医用就需要生产厂家用环氧乙烷消毒柜进行消毒了。把口罩放在 400mg/L 的环氧乙烷环境中,利用烷基化作用于羟基,使微生物大分子失去活性,达到杀菌目的。

但是环氧乙烷不但易燃易爆,对人体还有毒,所以杀毒之后需要静置 7 天用于解析,在 EO 残留量低于要求值之后,才能包装出厂,供给医护人员使用。

所以生产医用外科口罩的单位,才需要具有《医疗器械经营企业许可证》啊!

所以口罩的生产商需要把口罩送到质量监督局送检,符合国标 GB18279.1-2015,国际标准 ISO11135:2014 的要求,因为环氧乙烷也是致癌物质。

所以各地工商部门才要打掉假冒伪劣口罩啊!

划个重点

只有按照上述工艺生产出来的医用外科口罩,用高熔指熔喷无纺布生产过滤材料,进行驻极处理增加静电吸附性,生产后用环氧乙烷消毒并且静置 7 天解析环氧乙烷,才是合格的、安全的、可以用于隔离新冠病毒传播的医用外科口罩。

所以坊间流传的用紫外线杀毒、干蒸湿蒸这种,都破坏了过滤层的静电以及纤维结构,过滤性能都下降到 35% 了。

即使用阳光杀毒,口罩不断吸收人呼出的水蒸气,也会导致过滤层电荷流失,静电吸附能力下降为零,过滤效果回到 35% 左右。对平民有没有用?那肯定聊胜于无。

但是对医护人员有没有用?

没用。所以如果医护人员自制口罩,基本等同于只穿便装跟敌人搏斗,悲壮不悲壮?领不到口罩和防护服的医护人员,危险不危险?

但是我们平民用过一次的口罩就要扔掉么?事实上,除非去医院、超市等人员密集地区,或者需要解除疑似或确诊病人, 平民如果只是出门买个菜,在开阔环境,两米之内没人,15 分钟后回家摘掉,使用三五次,累计时间不超过 4 小时,完全没有问题。这样也能减少口罩的消耗量。

我国口罩的产能如何?

目前最新报道显示,山东星地以防疫需求为导向,24 小时不间断生产隔离衣、口罩等防疫用品的高熔指熔喷无纺布。山东星地副总经理魏星跟媒体说,企业每天产能为 30 吨,全部做成口罩的话,可生产 1000 万支,约合每吨医用无纺布可以生产 33 万个医用防护口罩。

根据调研,1 吨高熔指聚丙烯纤维料可生产近 25 万个聚丙烯医用防护口罩;所以 1.32 吨纤维料可以生产 1 吨医用无纺布,可以生产 33 万个医用防护口罩。

根据中国纺织网,2018 年我国各类口罩产量 45.4 亿只,即使全部口罩用聚丙烯生产,也不过才消耗 2 万吨的聚丙烯纤维料,相对我国的庞大炼化能力,这点需求就是毛毛雨。

那么卡点在哪?巧了,还在湖北。

我国四个无纺布基地,广东、浙江夏履、湖北仙桃、福建。其中湖北省仙桃市彭场镇号称 " 无纺布之都 ",行业内说法是:" 无纺布产业看中国,中国看仙桃,而彭场镇是仙桃无纺布产业的发源地。"

目前,湖北仙桃彭场镇是 " 中国最大无纺布制品加工出口基地 ",生产出了全国 60% 的无纺布产品,占据全球市场份额的四分之一。所以新闻发布会上,领导不知道湖北省的口罩生产能力,其实真的是连自己家底都不清楚。但是湖北仙桃,也在疫区。

湖北宜昌,无纺布的主要生产商欣龙集团有一条年产 4000 吨的无纺布生产线,每天生产 11 吨无纺布的话,还能生产 363 万个口罩。但如果原材料供应和工人都受到疫情和封城的影响,那影响就大了。

根据欣龙集团的半年报,2019 年上半年熔喷无纺布实现了 4760 万营收。按照 2 万一吨计算的话,也就是欣龙在 2019 年上半年生产的无纺布约为 2380 吨,全部用于生产口罩的话,能生产 7.85 亿只,每天生产 436 万个医用外科口罩,仅仅一家企业的产能,就足以支撑湖北疫区一线。

所以大家知道为什么现在口罩不好买了吧?

1. 化工企业按照每年的固定需求生产聚丙烯纤维,生产多了没人要;

2. 无纺布企业没必要在过年期间采购一批聚丙烯纤维料积压库存;

3. 口罩生产企业没必要在过年期间采购一批高熔指熔喷无纺布放在库房里;

4. 非疫区地也纷纷封城堵路,去过疫区就要隔离 14 天,原材料供应受到影响;

5. 大部分员工回家过年,无法产能全开;

6. 医用外科口罩需要经过环氧乙烷消毒,然后需要静置 7 天;

只要生产尽快恢复,堵路得到缓解,口罩缺货的问题马上就解决了。目前其他省份的情况已经得到有效控制,只有湖北特别是武汉的确诊人数进一步上升,武汉、环武汉、湖北的百万人确诊数分别是 927.89、253.0、120.64,形式非常严峻。

而其他地区的感染情况与 2018 年的流感相似,大部分地区的数字甚至低于流感。元宵节后,大家只要带好口罩,保持两米开外距离,避免人群聚集,勤洗手,多消毒;发现传染者定点隔离即可,在湖北之外,疫情已经得到有效控制了。

身体不舒服的人也要尽早报告,尽早隔离,千万别做 " 新冠病毒 XX 市总代理 "。国家付出了这么大的代价阻断疫情,我们在家里付出了闲疯的代价,绝不应该毁在哪些到处乱窜的人的手上。

只要这一次的长假结束,大部分地区解除封城堵路,迅速恢复正常生产,我国的口罩产能将迅速扩大,直到产能过剩,倾销全球为止。

口罩产能跟上还要多久?毕竟 10 万吨聚丙烯纤维就能生产 250 亿个口罩;2019 年中国炼化产能约为 10 亿吨,其中丙烯产能为 5200 万吨,2020 年中国仅仅新增的丙烯产能就达到了 763 万吨 / 年。

所以到今天,聚丙烯纤维料供应应该十分充足了,用于医用外科口罩的无纺布也在持续生产,一条口罩产线消耗 0.44 吨原料,每天可生产 14.4 万个医用外科口罩。

目前中国每天全部口罩产能为 1232 万只,只要原料恢复供应,企业恢复生产,消毒后静置 7 天,加上物流运输的 3 天,10 天后口罩供应就能源源不断。如果 24 小时连轴转,那么产能还会再加倍,估计近期每天可生产 2500 万只;如果新增生产线,全力生产,中国一年可生产 3135 亿个口罩。

身在基建狂魔和制造狂魔的中国,物资短缺,不是我们要担心的问题。如果开足马力全力生产口罩的话,按每个口罩 20cm 计算,中国一年生产的口罩可以绕地球 1567 圈。这场战疫," 制造狂魔 " 必将获得最后的胜利。

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