聚乙烯醇的生产及市场前景分析聚乙烯醇的生产及市场前景分析董运昌

聚乙烯醇的生产及市场前景分析,聚乙烯醇的生产及市场前景分析

聚乙烯醇外观为白色粉末，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，它的用途可分为纤维和非纤维两大用途。由于PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业。1生产方法聚乙烯醇最早是由德国化学家W.O.Herrmann和W.W.Hachnel博士于1924年发现的，由于它能进行典型的多元醇的化学反应及通过不溶处理，使其变性而具有不同的功能作用，从而产生一系列的合成材料，广泛地应用于工农业生产和医用等方面1926年聚乙烯醇实现了工业化生产，20世纪50年代该产品实现了大规模工业化。生产聚乙烯醇的工艺路线按原料分，有乙烯法和乙炔法两类。1.1乙烯直接合成法石油裂解乙烯直接合成法，由日本可乐丽公司首次开发成功并用于工业化生产。目前，国际上生产PVA的工艺路线以乙烯法占主导地位，其数量为总生产能力的72%。美国已完成了乙炔法向乙烯法的转变，日本的乙烯法也占70%以上，而中国的生产企业只有两家为乙烯法。其工艺流程包括：乙烯的获得及醋酸乙烯合成、精馏、聚合、聚醋酸乙烯醇解、醋酸和甲醇回收五个工序。石油乙烯法的工艺特点：生产规模较乙炔法大，产品质量好，设备易于维护、管理和清洗、热利用率高，能量节约明显，生产成本较乙炔法低30%以上。1.2天然气裂解乙炔直接合成法乙炔合成法依其原料的来源不同可分为电石乙炔合成法和天然气裂解乙炔合成法。1.2.1电石乙炔合成法电石乙炔合成法，最早实现工业化生产。电石乙炔法工艺特点：操作比较简单、产率高、副产物易于分离，因而国内至今仍有10家工厂沿用此法生产，且大部分应用高碱法生产。但由于此种工艺路线产品能耗高、质量低、成本高，生产过程产生的杂质污染环境亦较为严重，成本高于其他二法生产的PVA800～1000元/t，缺乏市场竞争力，属逐渐淘汰工艺。国外先进国家早于20世纪70年代已全部用低碱法生产工艺。1.2.2天然气裂解乙炔乙炔直接合成法在天然气、煤和电力丰富的地区，天然气乙炔法仍具有生命力。欧洲及朝鲜等国家以天然气乙炔法为主，中国有一套生产装置用此法。天然气乙炔为原料的Borden法，不但技术成熟，而且生产的乙炔有利于综合利用，VAc的生产成本较电石乙炔法低50～70%。但天然气乙炔投资和技术难度都较大。乙烯法、天然气法和乙炔法各有优缺点，其工艺方法及特点比较见表1，主要技术指标见表2。原料路线石油乙烯天然气乙炔电石乙炔反应方式固定床气相法固定床气相法沸腾床气相法工艺条件温度/℃150～200170～210170～210压力/MPa0.49～0.98常压常压空速/L·h-12040～2100250～280110～150原料配比乙烯：醋酸：氧=9：4：1.5C2H2：HAc=1：7±1C2H2：Hac=1：3±1催化剂组成钯、金贵金属Zn(Ac)2/活性炭Zn(Ac)2/活性炭催化剂寿命5～6个月3个月5～6个月技术效果单程转化率，%15～2060～7030～35空时收率/t·-16～82.0～2.51.0～1.3优点副产物少，设备腐蚀性小，催化剂活性高，产品质量好热能利用好，催化剂价廉、易得，副反应少技术成熟，投资少，催化剂易得缺点催化剂贵重乙炔成本高乙炔成本高表2主要技术指标比较项目乙烯法天然气法乙炔法原料消耗/kg·t-1乙炔650590650醋酸6012280甲醇7110375烧碱1413综合能耗1.882.014.5三废排放低低高产品成本，%低高高三废治理占总投资，%低低高设备维修占总投资，%低低高2国外生产和消费情况目前，全球共有20多个国家和地区生产聚乙烯醇，装置的生产总能力已达1100kt/a，产量约为930kt/a。中国、日本、美国、西欧是世界上生产聚乙烯醇的主要国家和地区，其生产能力占世界聚乙烯醇总生产能力的85%～90%。全球PVA的生产能力分布见表3。表3全球PVA的生产能力分布kt/a国家和地区生产能力比例，%美国172.215.64西欧847.63亚洲82074.50其他24.52.23合计1100.7100.00美国PVA的主要用于是纺织浆料、粘合剂，这两项占全部消费量的55%。而西欧的PVA主要用于造纸和聚合助剂，约占总消费量的40%。日本的PVA消费结构具有自己的特色，维纶消费占了全部消费的20%，出口则占了总产量的40%左右。目前，涂料和粘合剂耗用的PVA占总消费量的60%～70%，是世界PVA的主要市场。据预测，今后几年世界涂料市场的规模将以3.2％的年均速度增长，亚洲和其他新兴市场年均增长为5.5％。3国内市场供求我国聚乙烯醇生产自20世纪60年代就自行设计和建设1kt/aPVA，同时从日本引进10kt/aPVA生产装置至今已有40年的生产历史，到2001年，共有13家生产企业，生产能力已达到347kt/a。期间PVA的用途也发生了巨大的变化，20世纪70-80年代主要用于维纶的生产；90年代，PVA的非纤用量开始增加到57%以上，到2000年PVA的非纤用量已达到90%左右。国内PVA装置能力现状见表4。表4国内PVA装置能力现状kt/a企业名称工艺路线生产方法设计能力2000年产量中石化上海石化石油乙烯低碱法38(46)43.9中石化四川维尼纶厂天然气乙炔低碱法45(50)45.7北京有机化工厂石油乙烯低碱法33(35)21.8贵州水晶有机化工集团电石乙炔高碱法10(16)16.5福建纺织化纤集团公司电石乙炔高碱法15*(25)22.7湖南湘维有限公司电石乙炔高碱法15*(25)27.0江西化纤化工有限公司电石乙炔高碱法&

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