PVC树脂电石法生产工艺及应用分析

肖国营

（河北唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山 063305）

概述

时下，随着宏观经济的快速发展，助推了我国PVC树脂工业的强劲增长。根据有关部门的不完全统计,截止到2011年已有574万t/a的增产能量。就目前来看,我国是世界上第一大PVC树脂生产的国家。

但因为各种原因所制约，仍然赶不上发展更快的PVC树脂生产加工的需求，自给率只能保持在70%左右。同时再因需求的旺盛，国内乙烯资源的不足，反倾销终裁后进口量的下降，致使国际原油和石化产品的价格不断上升，促使乙烯法生产成本相应大幅升高，也使得电石法生产工艺成为目前许多企业的第一选工艺。

1.PVC树脂介绍

PVC树脂，学名叫聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，简称PVC树脂，化学结构：（CH2-CHCL）n，是重要的有机合成材料之一。其产品具有良好的物理性能和化学性能，被广泛用于工业、农业、建筑等多个领域。

而通用型PVC树脂，它是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的。行业内一般将PVC树脂生产工艺依据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口单体法。这其中根据生产方法的不同，PVC树脂纯粉分为通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂和交联PVC树脂。

2.PVC树脂电石法生产工艺及应用分析

2.1 生产工艺。PVC树脂生产工艺目前有两种制备工艺，一种是电石法，其主要生产原料是电石、煤炭和原盐；再有一种是乙烯法，主要原料是石油。而国际市场上PVC树脂的生产工艺主要以乙烯法为主。

但是值得注意的是，在电石法制备PVC树脂中，原盐电解后氯化氢用于生产PVC，剩余的钠部分可用于生产烧碱。所以，氯、碱实际上存在共生关系，氯碱平衡也是整个行业乃至企业在发展过程中不得不考虑的重要因素。根据笔者工作情况，现就电石法生产PVC树脂的工艺流程做一粗浅介绍。

具体流程如下：将大块电石经粗破机破碎后，送至分料溜子与桶装电石一起经皮带机送至细破机，经细碎机破碎到规定粒度，再经皮带机送入料仓，经栈桥皮带机送到乙炔发生器，电石在发生器内遇水，产生的乙炔气从发生器顶逸出，经喷淋预冷器、正水封进入冷却塔和乙炔气柜。来自发生器经冷却后的乙炔气，进入乙炔压缩机加压，然后经清净塔除去粗乙炔气中的PH3、H2S等杂质，再经中和塔、冷凝器等除去酸和水分。精制后的精乙炔气送往氯乙烯合成转化工序。

其次是氯乙烯的合成，流程如下:HCL→HCL缓冲罐→HCL预冷器+乙炔沙封→混合器→石墨冷却器→酸雾过滤器→预热器→转化器→除汞器→转化器冷却器→水洗组合塔→碱洗塔→汽水分离器→机前冷却器→单体压缩机→机后冷却器→全凝器→水分离器→低塔加料槽→低沸塔→高沸塔→成品冷却器→单体贮槽。

再次是PVC树脂的合成，流程如下:单体+软水+引发剂+其他助剂→聚合釜→出料泵→出料槽→供料槽→料浆进料泵→浆料换热器→气提塔→出料泵→浆料换热器→离心浆料槽→进料泵→离心机→搅拢加料器→气流干燥塔→旋风干燥床→一级旋风分离器→①上下两级振动筛→螺旋给料器→大料仓→自动包装线→外卖→②二级旋风分离器→引风机。

2.2 应用成本分析。电石法成本构成主要由电石费用、氯化氢费用和水电费构成。国家标准规定：生产1吨PVC消耗电石1.45～1.5吨，（一般以1.45计算，但一般实际生产过程中消耗会高于这个比例，只有少数能达到标准），消耗氯化氢气体0.75～0.85吨（一般以0.76计），每吨耗电量约 450～500kw/h，另有其它项目开支。总体来讲，电石法的成本构成分配比例约为：电石占65%～70%，氯化氢占15%，电力占6%，其他制造费用占6%。电石法的一个显著特点为耗电较高，不但在生产PVC时要耗费电力，由焦炭制备电石也要消耗大量的电，如生产1吨电石约需消耗3450 kw/h的电、0.6吨的焦炭和0.9吨的石灰石。

3.电石法生产PVC树脂发展前景

当前，一方面在企业中我国氯碱工业大部分采用电石法生产PVC树脂以平衡氯气。虽然此法耗能较高，但因此法具有投资低，设备简单、转化率及产品纯度较高等特点，备受广大企业喜欢。而在其产品结构上，PVC树脂用途比较多，质量进一步提高。所以，电石法在我国的PVC树脂生产中占有很大比例。

另一方面在消费领域的用途分为两大类，一类是软制品，约占总消费量的37.0%，主要包括电线电缆、各种用途的膜等。另一类是硬制品，约占总消费量的63.0%，主要包括各种型材、管材等。

总之来说，预计今后几年我国PVC树脂的需求量将以年均约7.1%的速度增长，据不完全统计，2011年总消费量将达到约1350.0万吨，其中硬制品的年均增长速度将达到约7.0%，而在硬制品中异型材和管材的发展速度增长最快，年均增长率将达到约10.0%。未来我国PVC树脂消费将继续以硬制品为主的方向发展。

4.一些建议或意见

随着经济的发展和一些企业技术水平的更新换代，目前的一些生产工艺已经满足不了企业的整体发展了。在此笔者想提出一些建设性的意见。对于企业来说，首先要采用先进的二氯乙烷法等多种生产工艺，改进聚合釜，以提高聚氯乙烯生产装置的性能；应用计算机自动化控制系统，使生产实现现代化，逐步淘汰一些无竞争力的小型电石法装置。其次是企业产品向专业化、多样化和高附加值方向发展。除普通型聚氯乙烯树脂外，大力增加特殊用途的品种、牌号，例如，型材、管材、电缆用的专用料等。

[1]倪锐利，陈江，30万t/a乙烯法氯乙烯/聚氯乙烯生产工艺技术国产化开发[S].聚氯乙烯，2011(05).