PVC樹脂電石法生產工藝及應用分析

肖國營

（河北唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山 063305）

概述

時下，隨著宏觀經濟的快速發展，助推了我國PVC樹脂工業的強勁增長。根據有關部門的不完全統計,截止到2011年已有574萬t/a的增產能量。就目前來看,我國是世界上第一大PVC樹脂生產的國家。

但因為各種原因所制約，仍然趕不上發展更快的PVC樹脂生產加工的需求，自給率只能保持在70%左右。同時再因需求的旺盛，國內乙烯資源的不足，反傾銷終裁后進口量的下降，致使國際原油和石化產品的價格不斷上升，促使乙烯法生產成本相應大幅升高，也使得電石法生產工藝成為目前許多企業的第一選工藝。

1.PVC樹脂介紹

PVC樹脂，學名叫聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，簡稱PVC樹脂，化學結構：（CH2-CHCL）n，是重要的有機合成材料之一。其產品具有良好的物理性能和化學性能，被廣泛用于工業、農業、建筑等多個領域。

而通用型PVC樹脂，它是由氯乙烯單體在引發劑的作用下聚合形成的。行業內一般將PVC樹脂生產工藝依據氯乙烯單體的獲得方法來區分，可分為電石法、乙烯法和進口單體法。這其中根據生產方法的不同，PVC樹脂純粉分為通用型PVC樹脂、高聚合度PVC樹脂和交聯PVC樹脂。

2.PVC樹脂電石法生產工藝及應用分析

2.1 生產工藝。PVC樹脂生產工藝目前有兩種制備工藝，一種是電石法，其主要生產原料是電石、煤炭和原鹽；再有一種是乙烯法，主要原料是石油。而國際市場上PVC樹脂的生產工藝主要以乙烯法為主。

但是值得注意的是，在電石法制備PVC樹脂中，原鹽電解后氯化氫用于生產PVC，剩余的鈉部分可用于生產燒堿。所以，氯、堿實際上存在共生關系，氯堿平衡也是整個行業乃至企業在發展過程中不得不考慮的重要因素。根據筆者工作情況，現就電石法生產PVC樹脂的工藝流程做一粗淺介紹。

具體流程如下：將大塊電石經粗破機破碎后，送至分料溜子與桶裝電石一起經皮帶機送至細破機，經細碎機破碎到規定粒度，再經皮帶機送入料倉，經棧橋皮帶機送到乙炔發生器，電石在發生器內遇水，產生的乙炔氣從發生器頂逸出，經噴淋預冷器、正水封進入冷卻塔和乙炔氣柜。來自發生器經冷卻后的乙炔氣，進入乙炔壓縮機加壓，然后經清凈塔除去粗乙炔氣中的PH3、H2S等雜質，再經中和塔、冷凝器等除去酸和水分。精制后的精乙炔氣送往氯乙烯合成轉化工序。

其次是氯乙烯的合成，流程如下:HCL→HCL緩沖罐→HCL預冷器+乙炔沙封→混合器→石墨冷卻器→酸霧過濾器→預熱器→轉化器→除汞器→轉化器冷卻器→水洗組合塔→堿洗塔→汽水分離器→機前冷卻器→單體壓縮機→機后冷卻器→全凝器→水分離器→低塔加料槽→低沸塔→高沸塔→成品冷卻器→單體貯槽。

再次是PVC樹脂的合成，流程如下:單體+軟水+引發劑+其他助劑→聚合釜→出料泵→出料槽→供料槽→料漿進料泵→漿料換熱器→氣提塔→出料泵→漿料換熱器→離心漿料槽→進料泵→離心機→攪攏加料器→氣流干燥塔→旋風干燥床→一級旋風分離器→①上下兩級振動篩→螺旋給料器→大料倉→自動包裝線→外賣→②二級旋風分離器→引風機。

2.2 應用成本分析。電石法成本構成主要由電石費用、氯化氫費用和水電費構成。國家標準規定：生產1噸PVC消耗電石1.45～1.5噸，（一般以1.45計算，但一般實際生產過程中消耗會高于這個比例，只有少數能達到標準），消耗氯化氫氣體0.75～0.85噸（一般以0.76計），每噸耗電量約 450～500kw/h，另有其它項目開支。總體來講，電石法的成本構成分配比例約為：電石占65%～70%，氯化氫占15%，電力占6%，其他制造費用占6%。電石法的一個顯著特點為耗電較高，不但在生產PVC時要耗費電力，由焦炭制備電石也要消耗大量的電，如生產1噸電石約需消耗3450 kw/h的電、0.6噸的焦炭和0.9噸的石灰石。

3.電石法生產PVC樹脂發展前景

當前，一方面在企業中我國氯堿工業大部分采用電石法生產PVC樹脂以平衡氯氣。雖然此法耗能較高，但因此法具有投資低，設備簡單、轉化率及產品純度較高等特點，備受廣大企業喜歡。而在其產品結構上，PVC樹脂用途比較多，質量進一步提高。所以，電石法在我國的PVC樹脂生產中占有很大比例。

另一方面在消費領域的用途分為兩大類，一類是軟制品，約占總消費量的37.0%，主要包括電線電纜、各種用途的膜等。另一類是硬制品，約占總消費量的63.0%，主要包括各種型材、管材等。

總之來說，預計今后幾年我國PVC樹脂的需求量將以年均約7.1%的速度增長，據不完全統計，2011年總消費量將達到約1350.0萬噸，其中硬制品的年均增長速度將達到約7.0%，而在硬制品中異型材和管材的發展速度增長最快，年均增長率將達到約10.0%。未來我國PVC樹脂消費將繼續以硬制品為主的方向發展。

4.一些建議或意見

隨著經濟的發展和一些企業技術水平的更新換代，目前的一些生產工藝已經滿足不了企業的整體發展了。在此筆者想提出一些建設性的意見。對于企業來說，首先要采用先進的二氯乙烷法等多種生產工藝，改進聚合釜，以提高聚氯乙烯生產裝置的性能；應用計算機自動化控制系統，使生產實現現代化，逐步淘汰一些無競爭力的小型電石法裝置。其次是企業產品向專業化、多樣化和高附加值方向發展。除普通型聚氯乙烯樹脂外，大力增加特殊用途的品種、牌號，例如，型材、管材、電纜用的專用料等。

[1]倪銳利，陳江，30萬t/a乙烯法氯乙烯/聚氯乙烯生產工藝技術國產化開發[S].聚氯乙烯，2011(05).