乙烯法VS電石法:PVC工藝大比拼
聚氯乙烯(PVC)是一種乙烯基的聚合物質,為世界五大通用樹脂之一。由于具有加工性能良好、制造成本低、耐腐蝕、絕緣等良好特點,PVC被廣泛用于工業、建筑、電氣、裝飾、包裝及日常生活等各個領域,我國PVC的生產規模也越來越大。
目前,PVC生產工藝主要有電石法和乙烯法兩種。隨著國際油價變化、國家對環保要求的提高及市場需求變化,這兩種生產PVC的工藝利弊也逐漸顯現。
乙烯法生產PVC的原料為石油。石油經過裂解產生乙烯,乙烯經氯化或乙烯氧氯化合成二氯乙烷,再裂解生成氯乙烯,聚合后形成聚氯乙烯。乙烯法的優點是氯可以得到完全利用,“三廢”均可處理而不排出,生產過程簡單便于控制及大規模生產,產品適應性強,但流程較長,投資大。
電石法生產PVC的原料是煤炭。煤炭與石灰石在高溫下制成電石,電石遇水生成乙炔,在氯化汞催化劑作用下,乙炔與氯化氫合成氯乙烯,然后經聚合制成聚氯乙烯。其生產過程可分為乙炔制備和凈化,氯乙烯合成、產品精制及氯乙烯聚合。這種工藝和設備比較簡單,投資低、收率高,但能耗大,特別是催化劑汞鹽毒性大,會對環境造成較大污染。
2003年以前,國內PVC生產還基本處于乙烯法與電石法平穩發展階段,乙烯法稍占優勢。此后,由于原油價格高居不下,電石法PVC盈利空間越來越大,使得國內PVC產能快速擴張。但隨著國家產業結構調整及環保政策的影響,電石法PVC的生存空間將受到越來越嚴重的威脅,乙烯法PVC又迎來新的發展機遇。
成本博弈:乙烯法凸顯
乙烯法PVC由于原料來源于石油,產品利潤與油價關系密切。而電石法PVC所用原料及電力均來自國內,一般不會受國際市場沖擊,僅取決國內市場情況。由于前幾年國際原油價格的上漲,使得電石法PVC在生產成本上占據明顯優勢,從而引發了產能的爆發式增長。2006至2008年,原油價格高企,乙烯價格達到1400美元/噸以上,而電石價格持續徘徊在2500元/噸左右,當時電石法PVC的生產成本比乙烯法低2000元/噸以上。
乙烯法成本的主要因素有乙烯消耗量、氯氣消耗、耗電量、加工助劑、管理人工費用等,每生產1噸PVC要消耗乙烯0.5噸,消耗氯氣0.65噸,兩者約占成本的60%左右。近兩年,由于原油價格下跌,乙烯等原料價格一度跌至1000美元/噸以下,而電石價格由于國家節能減排政策的影響,目前上漲到4200元/噸以上,電石法聚氯乙烯賴以生存的成本優勢已喪失殆盡,未來電石法PVC行業前景不容樂觀。
環保比較:電石法看跌
電石法PVC特點是電耗較高,污染大,屬高能耗、高污染。除生產電石需要大量原煤,還要消耗大量的電能,每用電石法生產一噸PVC,其綜合耗電量達到8500千瓦時,而用乙烯法生產一噸PVC的耗電量約3600千瓦時。1臺6300千伏的電石爐排煙塵15噸/天左右,同時生產一噸PVC要產生電石渣1.2噸、廢水20立方米、粉塵20千克。隨著國家對環境保護重視程度逐步加強,能源和環保政策將進一步遏制電石法PVC的發展。從未來的發展環境看,沒有資源優勢的電石法PVC企業將難以在市場上生存。
電石法PVC生產企業還是耗汞大戶。有資料顯示,我國電石法PVC行業汞使用量占全國汞使用總量的60%左右。目前,電石法PVC行業面臨著汞產量減少、價格上升及國際環保方面的壓力。一方面,國內汞資源已基本枯竭,國內汞市場將面臨較大的壓力,價格持續走高。另一方面,國際社會已要求各國全面進行汞削減工作,限制汞的排放已經成為全球大趨勢。電石法PVC如果不能用無汞觸媒或低汞觸媒替代現在的高汞觸媒,企業將無法生存下去。
而乙烯法PVC是當前世界公認的節能環保型先進生產路線,國際發達國家普遍采用。乙烯氯化轉化率及選擇性可達99%左右,生產所用原料、所生產的廢水等均可送焚燒及處理,符合環保要求。
質量對比:乙烯法占優
一般認為,乙烯法PVC在質量上優于電石法PVC,齊魯石化乙烯法生產的PVC曾在2007年以同行業總分第一的優異成績一舉奪得當年度“中國名牌”稱號。電石法聚氯乙烯在產品質量上仍然存在一些不足難以解決,在產品的總體質量上處于劣勢。盡管經過幾十年的不斷改進,電石法PVC生產技術得到了長足的發展,聚合釜也向大型化發展,這些技術的實施進一步提高了產品質量,但電石法在產品的總體質量上還存在劣勢。如衛生性能方面,產品性能指標不如乙烯法PVC,在醫用、飲用水管等對雜質含量要求嚴格、產品附加值較高的領域,電石法PVC很難打入市場。
另外,電石法氯乙烯單體中含水量較乙烯法高出4~5倍,對生產高品質PVC產品有一定難度。同時由于電石法氯乙烯單體中乙炔量比乙烯法高,當乙炔含量過高時,在乙醛和鐵的協同作用下,會降低PVC的熱穩定性,影響產品質量。
來源:中國石化網
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