PVC的生产工艺与市场情况概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当前，除中国大陆和印度的少量装置之外，全球所有聚氯乙 烯装置均采用以石油化工所生产的乙烯基类单体产品为原料的乙 烯法（单体法）生产工艺
➢乙炔路线工艺流程示意图
煤炭 ﹢ 石灰石
工业盐
电 解
烧碱 ﹢ 氯气 ﹢ 氢气
生石灰 ﹢ 蓝炭或 焦炭
电石 ﹢ 水
造纸、纺织、 印染、化纤、
氧化铝等
氯碱化工
氯化氢 ﹢
热空气 喷雾干燥
水蒸气
产品
乳液聚合与悬浮聚合基本类似，只是要采用更为大量的乳
化剂，并且不是溶于水中而是溶于单体中。这种聚合体系可以 有效防止聚合物粒子的凝聚，从而得到粒径很小的聚合物树脂， 一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为0.1—0.2m，悬浮法为 20―200 m。
溶液聚合——单体溶解在一种有机溶剂（如n－丁 烷或环己烷）中引发聚合，随着反应的进行聚合物沉淀 下来。溶液聚合反应专门用于生产特种氯乙烯与醋酸乙 烯共聚物。溶液聚合反应生产的共聚物纯净、均匀，具 有独特的溶解性和成膜性。
概述
➢20世纪30年代工业化 ➢产量占塑料总产量的四分之一 ➢制品种类丰富，应用领域广泛
氯乙烯的制备
➢乙炔路线——煤炭，国内 ➢乙烯路线——石油，国外
煤化工 路线
石油化 工路线
截至2008年底，中国国内聚氯乙烯总产能的75%为以煤化工 为基础的电石法聚氯乙烯装置。中国电石法聚氯乙烯装置的总能 力已经占到了全球聚氯乙烯装置总能力的25%甚至更高。
华中 12%
西北 10%
东北 西南 3%
9%
华北 46%
华南 3%
华东 17%
东北 华北 华东 华南 华中 西北 西南
2008年中国聚氯乙烯产量区域分布情况
2008年中国聚氯乙烯产能省份分布
单位：万吨
未聚合氯乙烯 本体聚合流程
本体法生产工艺在无水、无分散剂，只加入引发剂的条件下进行 聚合，不需要后处理设备，投资小、节能、成本低。用本体法PVC树 脂生产的制品透明度高、电绝缘性好、易加工，用来加工悬浮法树脂 的设备均可用于加工本体法树脂。
氯乙烯 水
引发剂 乳化剂 种子乳化
乳液聚合
单体回收
未聚合氯乙烯 乳液聚合流程
热空气
蒸汽 助剂 无离子水
氯乙烯 单体
悬浮聚合
料浆
浆料汽提 料浆 离心分离
未聚合氯乙烯
水
悬浮聚合流程
离心分离 产品 水蒸汽
生产工艺成熟、操作简单、生产成本低、产品品种多、应 用范围广，一直是生产PVC树脂的主要方法，目前世界上90％ 的PVC树脂 (包括均聚物和共聚物) 都是出自悬浮法生产装置。
工艺原理
➢悬浮法生产流程图
PVC市场情况
➢世界PVC产能、产量情况 ➢中国PVC发展历史 ➢中国PVC的消费构成比例 ➢中国聚氯乙烯产能情况 ➢中国聚氯乙烯进出口情况分析 ➢影响聚氯乙烯市场的各项因素 ➢聚氯乙烯产业发展展望
中国PVC发展历史
➢实验研究阶段（1953—1957年） PVC是中国开发较早的热塑性塑料品种， 早在1953年就开始了实验研究。1955年在锦西化工厂中间试验工场进行 100吨/年中间试验。 ➢开始兴建并推广阶段（1958—70年代末期） 1957年，原化工部北京有机 化工设计院进行设计，1958年锦西化工厂3000吨/年工业装置建成投产，随 后又扩建为6000吨/年规模。首次从国外引进PVC生产技术的是北京化工二 厂1977年投产的8万吨/年乙烯氧氯化制氯乙烯装置。 ➢飞速发展阶段（80年代中期以后至今）本阶段是引进技术阶段，PVC树 脂在产品质量和品种上都有很大的飞跃。最高峰时PVC树脂企业达到百余 家，产能在20万吨左右的企业比比皆是。截至2010年年底国内PVC树脂产 能达到2000万吨，成为世界第一大生产国和第一大消费国。
➢乙烯路线流程示意图
原油
工业盐
电 解
烧碱 ﹢ 氯气
Байду номын сангаас
石脑油 乙烯
造纸、纺织、印染 化纤、氧化铝等
氯碱化工
直接氯化 EDC 或氧氯化 （氧氯化 与HCL反 应）
VCM 裂解
石化
PVC 聚合
➢反应方程式
2
➢乙烯路线工艺流程图
Cl2
聚氯乙烯的制备
➢悬浮法、本体法、乳液法、溶液法
链引发 R-OCO-O-O-COO-R
➢中国PVC的消费构成比例
➢中国聚氯乙烯产能情况
523 664 972
1158
1448
1581
2003年 2004年 2005年
从2003年 开始产能迅 速增加
2006年
2007年
2008年
➢中国聚氯乙烯行业产量情况
1200 1000
800 600 400 200
0
40.00%
18.34%
33.20%
➢聚合方法——悬浮聚合 ➢单体以液滴状悬浮于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水 和分散剂四组分组成 。溶解有引发剂的单体在强烈搅拌下，以小 液滴状态悬浮分散于水中进行聚合。 ➢在机理上，PVC的聚合度仅仅取决于温度，因此温度的控制十分 重要，一般采用夹套冷却的方式，同时引发体系有平缓的聚合速度 ，聚合釜有良好的传热性能。VCM的转化率取决于反应时间。
2R-O +2CO2
链增长
链转移
.
CH2 CH + CH2 = CH
X
X
链终止 R
..
CH2 CH + CH CH2
R
XX
总反应
.
CH2 CH + CH2 = C
X
X
.
CH = CH + CH3 CH
X
X
R CH2 CH CH CH2 R XX
氯乙烯
氯乙烯 引发剂
预聚体 种子 后聚合 粗产品
筛分
产品
乙炔
VCM
PVC 聚合
煤化工
➢反应方程式
C a O + 3 C C 2 +C a
C 2 + 2 O C a H 2 + C C a H ( H
H 2 gCl
C C H 1 2 0 - H 1 8 0 ℃ H 2 C + C H H C
工艺流程图
氯乙烯合成工艺流程图 1—混合器； 2—转化器；3—水洗塔；4—碱洗塔；5—碱液槽；6— 气柜；7—预冷器；8—冷凝器；9—尾气冷凝器；10—粗馏塔；11— 精馏塔；12—成品冷凝器；13—氯乙烯贮槽；14—受槽；15—蒸出釜
972
882
25.75%
823
22.80%
670
18.10%
503 400
35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00%
0.00%
-5.00% -9.26%-10.00%
2003年
2004年
2005年
2006年
2007年
-15.00% 2008年
产量
产量增长率
➢乙炔路线工艺流程示意图
煤炭 ﹢ 石灰石
工业盐
电 解
烧碱 ﹢ 氯气 ﹢ 氢气
生石灰 ﹢ 蓝炭或 焦炭
电石 ﹢ 水
造纸、纺织、 印染、化纤、
氧化铝等
氯碱化工
氯化氢 ﹢
热空气 喷雾干燥
水蒸气
产品
乳液聚合与悬浮聚合基本类似，只是要采用更为大量的乳
化剂，并且不是溶于水中而是溶于单体中。这种聚合体系可以 有效防止聚合物粒子的凝聚，从而得到粒径很小的聚合物树脂， 一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为0.1—0.2m，悬浮法为 20―200 m。
溶液聚合——单体溶解在一种有机溶剂（如n－丁 烷或环己烷）中引发聚合，随着反应的进行聚合物沉淀 下来。溶液聚合反应专门用于生产特种氯乙烯与醋酸乙 烯共聚物。溶液聚合反应生产的共聚物纯净、均匀，具 有独特的溶解性和成膜性。
概述
➢20世纪30年代工业化 ➢产量占塑料总产量的四分之一 ➢制品种类丰富，应用领域广泛
氯乙烯的制备
➢乙炔路线——煤炭，国内 ➢乙烯路线——石油，国外
煤化工 路线
石油化 工路线
截至2008年底，中国国内聚氯乙烯总产能的75%为以煤化工 为基础的电石法聚氯乙烯装置。中国电石法聚氯乙烯装置的总能 力已经占到了全球聚氯乙烯装置总能力的25%甚至更高。
华中 12%
西北 10%
东北 西南 3%
9%
华北 46%
华南 3%
华东 17%
东北 华北 华东 华南 华中 西北 西南
2008年中国聚氯乙烯产量区域分布情况
2008年中国聚氯乙烯产能省份分布
单位：万吨
未聚合氯乙烯 本体聚合流程
本体法生产工艺在无水、无分散剂，只加入引发剂的条件下进行 聚合，不需要后处理设备，投资小、节能、成本低。用本体法PVC树 脂生产的制品透明度高、电绝缘性好、易加工，用来加工悬浮法树脂 的设备均可用于加工本体法树脂。
氯乙烯 水
引发剂 乳化剂 种子乳化
乳液聚合
单体回收
未聚合氯乙烯 乳液聚合流程
热空气
蒸汽 助剂 无离子水
氯乙烯 单体
悬浮聚合
料浆
浆料汽提 料浆 离心分离
未聚合氯乙烯
水
悬浮聚合流程
离心分离 产品 水蒸汽
生产工艺成熟、操作简单、生产成本低、产品品种多、应 用范围广，一直是生产PVC树脂的主要方法，目前世界上90％ 的PVC树脂 (包括均聚物和共聚物) 都是出自悬浮法生产装置。
工艺原理
➢悬浮法生产流程图
PVC市场情况
➢世界PVC产能、产量情况 ➢中国PVC发展历史 ➢中国PVC的消费构成比例 ➢中国聚氯乙烯产能情况 ➢中国聚氯乙烯进出口情况分析 ➢影响聚氯乙烯市场的各项因素 ➢聚氯乙烯产业发展展望
中国PVC发展历史
➢实验研究阶段（1953—1957年） PVC是中国开发较早的热塑性塑料品种， 早在1953年就开始了实验研究。1955年在锦西化工厂中间试验工场进行 100吨/年中间试验。 ➢开始兴建并推广阶段（1958—70年代末期） 1957年，原化工部北京有机 化工设计院进行设计，1958年锦西化工厂3000吨/年工业装置建成投产，随 后又扩建为6000吨/年规模。首次从国外引进PVC生产技术的是北京化工二 厂1977年投产的8万吨/年乙烯氧氯化制氯乙烯装置。 ➢飞速发展阶段（80年代中期以后至今）本阶段是引进技术阶段，PVC树 脂在产品质量和品种上都有很大的飞跃。最高峰时PVC树脂企业达到百余 家，产能在20万吨左右的企业比比皆是。截至2010年年底国内PVC树脂产 能达到2000万吨，成为世界第一大生产国和第一大消费国。
➢乙烯路线流程示意图
原油
工业盐
电 解
烧碱 ﹢ 氯气
Байду номын сангаас
石脑油 乙烯
造纸、纺织、印染 化纤、氧化铝等
氯碱化工
直接氯化 EDC 或氧氯化 （氧氯化 与HCL反 应）
VCM 裂解
石化
PVC 聚合
➢反应方程式
2
➢乙烯路线工艺流程图
Cl2
聚氯乙烯的制备
➢悬浮法、本体法、乳液法、溶液法
链引发 R-OCO-O-O-COO-R
➢中国PVC的消费构成比例
➢中国聚氯乙烯产能情况
523 664 972
1158
1448
1581
2003年 2004年 2005年
从2003年 开始产能迅 速增加
2006年
2007年
2008年
➢中国聚氯乙烯行业产量情况
1200 1000
800 600 400 200
0
40.00%
18.34%
33.20%
➢聚合方法——悬浮聚合 ➢单体以液滴状悬浮于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水 和分散剂四组分组成 。溶解有引发剂的单体在强烈搅拌下，以小 液滴状态悬浮分散于水中进行聚合。 ➢在机理上，PVC的聚合度仅仅取决于温度，因此温度的控制十分 重要，一般采用夹套冷却的方式，同时引发体系有平缓的聚合速度 ，聚合釜有良好的传热性能。VCM的转化率取决于反应时间。
2R-O +2CO2
链增长
链转移
.
CH2 CH + CH2 = CH
X
X
链终止 R
..
CH2 CH + CH CH2
R
XX
总反应
.
CH2 CH + CH2 = C
X
X
.
CH = CH + CH3 CH
X
X
R CH2 CH CH CH2 R XX
氯乙烯
氯乙烯 引发剂
预聚体 种子 后聚合 粗产品
筛分
产品
乙炔
VCM
PVC 聚合
煤化工
➢反应方程式
C a O + 3 C C 2 +C a
C 2 + 2 O C a H 2 + C C a H ( H
H 2 gCl
C C H 1 2 0 - H 1 8 0 ℃ H 2 C + C H H C
工艺流程图
氯乙烯合成工艺流程图 1—混合器； 2—转化器；3—水洗塔；4—碱洗塔；5—碱液槽；6— 气柜；7—预冷器；8—冷凝器；9—尾气冷凝器；10—粗馏塔；11— 精馏塔；12—成品冷凝器；13—氯乙烯贮槽；14—受槽；15—蒸出釜
972
882
25.75%
823
22.80%
670
18.10%
503 400
35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00%
0.00%
-5.00% -9.26%-10.00%
2003年
2004年
2005年
2006年
2007年
-15.00% 2008年
产量
产量增长率