聚氯乙烯的發展前景

1.概述

  聚氯乙烯(PVC)是第二大通用樹脂,1998年PVC樹脂生產能力約為2980萬噸,產量大約為2350萬噸,次于聚乙烯樹脂(生產能力5680萬噸,產量4370萬噸),與聚丙烯樹脂(生產能力2994萬噸,產量2550萬噸)相差不多。

  PVC是由液態的氯乙烯單體(VCM)經懸浮、乳液、本體或溶液法工藝聚合而成,其中懸浮工藝在PVC生產裝置中大約占90%的比例。在PVC總產量中均聚物也占大約90%的比例。PVC 是應用廣泛的熱塑性樹脂,可以制造強度和硬度很大的硬質制品如管材和管件、門窗和包裝片材,也可以加入增塑劑制造非常柔軟的制品如薄膜、片材、電線電纜、地板、合成革、涂層和其它消費性產品。硬質制品目前占PVC總消費量的65~70%,今后PVC消費量進一步增長的機會主要是在硬質制品應用領域。目前PVC在建筑領域中的消費量占總消費量的一半以上。

2.國內生產狀況

  1998年我國PVC產量和表觀需求量分別為160萬噸和317萬噸。在上產量僅次于美國(639萬噸)、日本(263萬噸)居第三位。2000年前后,計劃新建和擴建PVC能力至少為88萬噸/年,估計此期間大量沒有競爭能力的電石法小廠將閑置,所以總產能有可能達220萬噸/年水平,其中乙烯法將達134.6萬噸/年,從目前占31%上升到61%。報道的項目有萬縣市6萬噸/年本體法PVC裝置,天津渤海公司同韓國樂喜公司、美國西方化學公司合資的10萬噸/年 PVC裝置,(其中引進的8萬噸/年乙烯法VCM裝置于1997年建成、投產),上海天原化工廠同伊滕忠商事、旭硝子公司合資的24萬噸/年VCM和20萬噸/年 PVC裝置,泰國正大集團在寧波的12萬噸/年 PVC裝置,遼河集團與樂喜金星公司合資的8萬噸/年 PVC裝置,上海氯堿化學公司已使VCM產能增大到30萬噸/年,計劃到40萬噸/年,這意味PVC產能將由目前的22萬噸/年增加到36萬噸/年,北京化工二廠將增加PVC能力7.6萬噸/年,齊魯公司將增加PVC能力10萬噸/年,廣州化工廠8萬噸/年乙烯法VCM/PVC項目已通過評審。

3.生產工藝簡述
 
  PVC樹脂可以用懸浮聚合、乳液聚合、本體聚合或溶液聚合四種基本工藝生產。聚合反應由自由基引發,反應溫度一般為40~70OC,反應溫度和引發劑的濃度對聚合反應速率和PVC樹脂的分子量分布影響很大。懸浮聚合生產工藝成熟、操作簡單、生產成本低、產品品種多、應用范圍廣,一直是生產PVC樹脂的主要方法,目前上90%的PVC樹脂 (包括均聚物和共聚物) 都是出自懸浮法生產裝置。美國懸浮法均聚PVC樹脂的生產能力不斷提高,1987年占84%,1996年為90%。

  PVC樹脂生產技術已經十分成熟,近年來主要是針對已經基本定型的工藝技術進行一些改進。90年代中期以來有關PVC樹脂工藝技術的集中在改進防結焦涂層、改進引發劑體系、改進乳化劑以及減少殘留單體含量等方面。經過30多年的發展,我國已經建成包括先進的懸浮法、本體法和生產糊樹脂的乳液法、微懸浮法等在內的工藝齊全的PVC樹脂生產裝置。但是, 整個行業的技術水平還比較低。我國生產裝置規模普遍較小,國外先進懸浮法裝置生產規模一般在10~20萬噸/年,在我國70余生產廠只有3套裝置達到這樣的規模;目前國外乙烯氧氯化法路線生產的PVC樹脂已占90%以上的比例,發達基本淘汰了電石乙炔法路線,我國采用乙烯路線的PVC樹脂僅占PVC樹脂總能力的1/3。

3.1懸浮聚合

  懸浮聚合通過不斷進行攪拌使單體液滴在水中保持懸浮狀態,聚合反應在單體小液滴中進行。通常懸浮聚合反應為間歇聚合。

  近年來各公司對PVC樹脂間歇懸浮聚合工藝的配方、聚合釜、產品品種和質量不斷研究和改進, 開發出各具特點的工藝技術,目前應用較多的是Geon公司(原B.F Goodrichg公司)技術、日本信越公司技術、歐洲EVC公司技術, 這三大公司的技術在1990年以來新增的PVC樹脂生產能力中各占大約21%的比例。

3.2乳液聚合

  乳液聚合與懸浮聚合基本類似,只是要采用更為大量的乳化劑,并且不是溶于水中而是溶于單體中。這種聚合體系可以有效防止聚合物粒子的凝聚,從而得到粒徑很小的聚合物樹脂,一般乳液法生產的PVC樹脂的粒徑為0.1―0.2mm,懸浮法為20