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聚乙烯醇的生產(chǎn)及市場前景分析
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http://www.mamogu.com 發(fā)稿日期:2007-10-12
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2008-2009年中國肥料行業(yè)研究咨詢報告 【出版日期】 2009年1月 【報告頁碼】 325頁 【圖表數(shù)量】 176個2009-2012年中國碳酸二甲酯行業(yè)預測與投資前景分 碳酸二甲酯(DMC)作為PO的重要的下游衍生物,產(chǎn)品毒性小,并可替代光氣。目前在聚碳酸酯、生2009-2010年中國芳綸行業(yè)市場預測與投資咨詢研究 芳綸纖維全稱為"聚對苯二甲酰對苯二胺",英文為Aramid fiber,是一種新型高科技合成2009-2010年聚乙烯纖維市場運行及投資分析報告 【出版日期】 2008年12月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150由于 PVA具有獨特的強力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護膠體性、氣體阻絕性、耐磨性以及經(jīng)特殊處理具有的耐水性,因此除了作纖維原料外,還被大量用于生產(chǎn)涂料、粘合劑、紙品加工劑、乳化劑、分散劑、薄膜等產(chǎn)品,應用范圍遍及紡織、食品、醫(yī)藥、建筑、木材加工、造紙、印刷、農(nóng)業(yè)、鋼鐵、高分子化工等行業(yè)。
1生產(chǎn)方法
聚乙烯醇最早是由德國化學家 W.O.Herrmann和W.W.Hachnel博士于1924年發(fā)現(xiàn)的,由于它能進行典型的多元醇的化學反應及通過不溶處理,使其變性而具有不同的功能作用,從而產(chǎn)生一系列的合成材料,廣泛地應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)用等方面。1926年聚乙烯醇實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),20世紀50年代該產(chǎn)品實現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化。
生產(chǎn)聚乙烯醇的工藝路線按原料分,有乙烯法和乙炔法兩類。
1.1乙烯直接合成法
石油裂解乙烯直接合成法,由日本可樂麗公司(原倉敷人造絲公司)首次開發(fā)成功并用于工業(yè)化生產(chǎn)。目前,國際上生產(chǎn) PVA的工藝路線以乙烯法占主導地位,其數(shù)量為總生產(chǎn)能力的72%。美國已完成了乙炔法向乙烯法的轉變,日本的乙烯法也占70%以上,而中國的生產(chǎn)企業(yè)只有兩家為乙烯法。
其工藝流程包括:乙烯的獲得及醋酸乙烯( VAc)合成、精餾、聚合、聚醋酸乙烯(PVAc)醇解、醋酸和甲醇回收五個工序。
石油乙烯法的工藝特點:生產(chǎn)規(guī)模較乙炔法大,產(chǎn)品質量好,設備易于維護、管理和清洗、熱利用率高,能量節(jié)約明顯,生產(chǎn)成本較乙炔法低 30%以上。
1.2天然氣裂解乙炔直接合成法
乙炔合成法依其原料的來源不同可分為電石乙炔合成法和天然氣裂解乙炔合成法。
1.2.1電石乙炔合成法
電石乙炔合成法,最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
電石乙炔法工藝特點:操作比較簡單、產(chǎn)率高、副產(chǎn)物易于分離,因而國內至今仍有 10家工廠沿用此法生產(chǎn),且大部分應用高堿法生產(chǎn)。但由于此種工藝路線產(chǎn)品能耗高、質量低、成本高,生產(chǎn)過程產(chǎn)生的雜質污染環(huán)境亦較為嚴重,成本高于其他二法生產(chǎn)的PVA800~1000元/t,缺乏市場競爭力,屬逐漸淘汰工藝。國外先進國家早于20世紀70年代已全部用低堿法生產(chǎn)工藝。
1.2.2天然氣裂解乙炔
乙炔直接合成法在天然氣、煤和電力豐富的地區(qū),天然氣乙炔法仍具有生命力。歐洲及朝鮮等國家以天然氣乙炔法為主,中國有一套生產(chǎn)裝置用此法。
天然氣乙炔為原料的 Borden法,不但技術成熟,而且生產(chǎn)的乙炔有利于綜合利用,VAc的生產(chǎn)成本較電石乙炔法低50~70%。但天然氣乙炔投資和技術難度都較大。
乙烯法、天然氣法和乙炔法各有優(yōu)缺點,其工藝方法及特點比較見表 1,主要技術指標見表2。原料路線石油乙烯天然氣乙炔電石乙炔反應方式固定床氣相法固定床氣相法沸騰床氣相法工藝條件溫度 /℃150~200170~210170~210壓力 /MPa0.49~0.98常壓常壓空速 /L·h-12040~2100250~280110~150原料配比(摩爾比)乙烯:醋酸:氧 =9:4:1.5C2H2:HAc=1:7±1C2H2:Hac=1:3±1催化劑組成鈀、金貴金屬Zn(Ac)2/活性炭Zn(Ac)2/活性炭催化劑壽命5~6個月3個月5~6個月技術效果單程轉化率, %15~2060~7030~35空時收率 /t·(m3·d)-16~82.0~2.51.0~1.3優(yōu)點副產(chǎn)物少,設備腐蝕性小,催化劑活性高,產(chǎn)品質量好熱能利用好,催化劑價廉、易得,副反應少技術成熟,投資少,催化劑易得缺點催化劑貴重乙炔成本高乙炔成本高
表 2主要技術指標比較項目
乙烯法
天然氣法
乙炔法
原料消耗 /kg·t-1
乙炔(乙烯)
650
590
650
醋酸
60
122
80
甲醇
71
103
75
燒堿
14
13
綜合能耗(標煤)
1.88
2.01
4.5
三廢排放
低
低
高
產(chǎn)品成本, %
低
高
高
三廢治理占總投資, %
低
低
高
設備維修占總投資, %
低
低
高
2國外生產(chǎn)和消費情況
目前,全球共有 20多個國家和地區(qū)生產(chǎn)聚乙烯醇,裝置的生產(chǎn)總能力已達1100kt/a,產(chǎn)量約為930kt/a。中國、日本、美國、西歐是世界上生產(chǎn)聚乙烯醇的主要國家和地區(qū),其生產(chǎn)能力占世界聚乙烯醇總生產(chǎn)能力的85%~90%。全球PVA的生產(chǎn)能力分布見表3。表 3全球PVA的生產(chǎn)能力分布kt/a
國家和地區(qū)
生產(chǎn)能力
比例, %
美國
172.2
15.64
西歐
84
7.63
亞洲
820
74.50
其他
24.5
2.23
合計
1100.7
100.00
美國 PVA的主要用于是紡織漿料、粘合劑,這兩項占全部消費量的55%。而西歐的PVA主要用于造紙和聚合助劑,約占總消費量的40%。日本的PVA消費結構具有自己的特色,維綸消費占了全部消費的20%,出口則占了總產(chǎn)量的40%左右。
目前,涂料和粘合劑耗用的 PVA占總消費量的60%~70%,是世界PVA的主要市場。據(jù)預測,今后幾年世界涂料市場的規(guī)模將以3.2%的年均速度增長,亞洲和其他新興市場年均增長為5.5%。
3國內市場供求
我國聚乙烯醇( PVA)生產(chǎn)自20世紀60年代就自行設計和建設1kt/aPVA,同時從日本引進10kt/aPVA生產(chǎn)裝置(乙炔法工藝)至今已有40年的生產(chǎn)歷史,到2001年,共有13家生產(chǎn)企業(yè),生產(chǎn)能力已達到347kt/a。期間PVA的用途也發(fā)生了巨大的變化,20世紀70-80年代主要用于維綸的生產(chǎn);90年代,PVA的非纖用量開始增加到57%以上,到2000年PVA的非纖用量已達到90%左右。國內PVA裝置能力現(xiàn)狀見表4。表 4國內PVA裝置能力現(xiàn)狀kt/a
企業(yè)名稱工藝路線生產(chǎn)方法設計能力2000年產(chǎn)量中石化上海石化石油乙烯低堿法38(46)43.9中石化四川維尼綸廠天然氣乙炔低堿法45(50)45.7北京有機化工廠石油乙烯低堿法33(35)21.8貴州水晶有機化工集團電石乙炔高堿法10(16)16.5福建紡織化纖集團公司電石乙炔高堿法15*(25)22.7湖南湘維有限公司電石乙炔高堿法15*(25)27.0江西化纖化工有限公司電石乙炔高堿法15*(25)23.3山西三維集團有限公司電石乙炔高堿法15*(25)30.4安徽皖維高新電石乙炔高堿法15*(25)27.2廣西維尼綸廠電石乙炔高堿法15*(25)25.3云南維尼綸廠電石乙炔高堿法10(16)15.2蘭州維尼綸廠電石乙炔高堿法15*(25)16.6石家莊化工化纖電石乙炔高堿法5(8)10.2合計241(347)325.8
注:括號內數(shù)據(jù)為實際生產(chǎn)能力。
*含聚乙烯醇低堿醇解法設計能力500t/a。近年來,我國 PVA消費一直保持6%增長勢頭,1990年PVA產(chǎn)量160kt,1995年221.3kt,2000年達到325.8kt(見表5)。
表 5近年我國PVA消費情況kt/a
年份
1996
1997
1998
1999
2000
生產(chǎn)能力
337
337
337
337
347
產(chǎn)量
254.8
256.4
276.3
316.6
325.8
進口量
5.5
8.2
10.9
19.8
19.5
出口量
13.4
34.2
27.5
27.4
30.4
表觀消費量
247.0
230.5
259.6
309.0
314.9
開工率 ,%
75.6
76.1
82
91.2
93.9
據(jù)預測,今后幾年我國對涂料的需求量將以年均 12%的速度遞增。由于國家進行大量基礎設施建設,為粘合劑市場提供了發(fā)展機遇。而電子、造紙、醫(yī)藥、精細化工行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展,進一步推動了聚乙烯醇需求的上升。近幾年我國開發(fā)了一系列新產(chǎn)品,由單一品種發(fā)展到幾十個規(guī)格型號,大大拓展了其應用領域,而聚乙烯醇所具有的無毒無害的優(yōu)異性能,完全符合環(huán)保產(chǎn)品要求,因而具有良好的發(fā)展前景。
"十五"期間PVA的增速仍可達4%以上,預計2005年PVA產(chǎn)量可達385kt/a。目前PVA總生產(chǎn)能力已經(jīng)達337kt/a,已基本滿足"十五"期間市場的需求,不能盲目建設新的生產(chǎn)裝置。
4產(chǎn)品價格分析
我國加入 WTO,國內PVA價格市場必將受世界價格市場的影響而波動。由于美、日、歐共體三大經(jīng)濟實體同時陷入經(jīng)濟增速放緩,致使以其為主要出口市場的紡織業(yè)受到較大影響;在建筑建設裝飾業(yè),PVA主要用于生產(chǎn)比較低檔的涂料和膠粘劑,隨著環(huán)保標準的提高,這些產(chǎn)品由于對人體有害的有機物較多而受到限制,因而該行業(yè)使用的PVA正在逐漸減少,導致市場對PVA的需求量下降。預測市場價格波動將維持在0.9萬~1.1萬元/t。
5競爭能力分析
我國現(xiàn)有 PVA生產(chǎn)企業(yè)13家,其中有10家生產(chǎn)工藝為高堿法,生產(chǎn)能力185kt/a,占總生產(chǎn)能力的55%,此種工藝相對低堿法工藝落后:其產(chǎn)品純度低、含雜質多;生產(chǎn)過程產(chǎn)生的雜質污染環(huán)境亦較嚴重、設備腐蝕厲害;同比能耗高,且產(chǎn)品較為單一。到目前為止,PVA的商品牌號僅有幾十種,品種也比較單調,聚合度只能控制在500~2500,醇解度只能控制在80%~90%。在美國、日本等國家中,PVA的商品牌號有300多種,聚合度能控制到100~8000,醇解度能控制在50%~90%。因此,我們的PVA行業(yè)和國外先進水平相比,存在較大的差距。
6發(fā)展建議
( 1)加強產(chǎn)品的開發(fā),提高國際市場競爭力
我國 PVA產(chǎn)品品種與國外相比,差距很大,特別是差別化產(chǎn)品,主要依賴進口,市場空間極大。如:電子、醫(yī)藥保健、化妝品等行業(yè)。在加大PVA生產(chǎn)能力的同時,也應加大技術創(chuàng)新的力度,應注重高低聚合度、低醇解度PVA產(chǎn)品的開發(fā),不斷開拓PVA應用領域,提高產(chǎn)品的附加值。一方面可替代進口產(chǎn)品,另一方面可拓展國際市場,提高PVA國際市場競爭力,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
( 2)引進先進生產(chǎn)技術,擴大生產(chǎn)規(guī)模
由于我國石油、天然氣資源并不豐富,要實現(xiàn)乙炔路線向乙烯、天然氣路線的轉換成本很高,而我國煤炭資源相對豐富,由煤生產(chǎn)甲醇和合成氣制取醋酸乙烯是美國哈爾康研究和發(fā)展公司開發(fā)的新技術,此工藝路線最具市場競爭力,生產(chǎn)成本將比乙烯法或天然氣乙炔法低 21%。而在乙烯氣相法工藝中,采用Leap流化床工藝建廠或改擴建,在一定的生產(chǎn)規(guī)模下,投資費用降低30%。
( 3)采用新工藝、新技術,提高經(jīng)濟效益目前,各種新工藝、新技術、新材料、新設備層出不窮,例如新型催化劑及其載體、新型塔板技術、改變反應器內部結構、改變操作條件和方法、三廢的綜合利用等。合理采用這些新技術可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益;同時,國內 PVA生產(chǎn)廠家受各種因素影響,原材料及公用工程消耗明顯高于國外同類廠家水平。因此必須進一步加強科學管理和技術措施,降低成本,提高產(chǎn)品質量,以增強在國際市場上的競爭力。
隨著我國加入 WTO,我國經(jīng)濟將迎來新一輪的加速發(fā)展,建筑、紡織等行業(yè)對PVA的用量將不斷加大,對PVA行業(yè)來說,要看到存在的問題以及與國際水平的差距;應加大與加快科技投入,不斷推出適合市場需求的產(chǎn)品,開發(fā)高附加值產(chǎn)品,提高市場競爭力,促進我國PVA行業(yè)的發(fā)展。
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