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应用领域逐步拓宽 PVA发展前景广阔

[ 2006-10-23 ] 来源于: 中国化工信息

    聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子聚合物,由醋酸乙烯(VAc)经醇解聚合而成,具有较佳的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、胶体保护性、气体阻隔性、耐磨性等,经特殊处理具有耐水性。应用领域涉及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、冶金等行业,主要用于生产维纶、涂料、粘合剂、纤维浆料、纸张处理剂、乳化剂、分散剂、薄膜、医疗材料和建筑汽车改性材料等。
    PVA的性能由其聚合度、粘度和醇解度决定,一般情况下,聚合度与粘度指标成正比例变化。目前世界PVA产业的发展趋势是向高低两极发展,即向高聚合度(高粘度)、高醇解度的高精细化产品与低聚合度、低醇解度的特种产品发展。
3种工艺各显千秋
    生产PVA通常有两种原料路线:一种是以乙烯为原料,制醋酸乙烯,再制得PVA;另一种是以乙炔(分为电石乙炔和天然气乙炔)为原料制备醋酸乙烯,再制得聚乙烯醇。目前日本、美国等国外生产企业大多采用乙烯原料路线,即石油乙烯法。3种生产方法各有优缺点,其工艺及特点比较见表1。
需求旺盛推动产能迅速扩张
    2005年,世界PVA的需求总量为90万t。我国、日本和美国PVA合计产能占世界总产能的85%~90%。目前,世界上有20多个国家和地区生产PVA(见表2)。
    目前我国PVA生产能力为55万t/a,2005年总产量达48.5万t,占世界总产量的55%,已成为世界上PVA生产路线最多,产能、产量及消费量最大的国家。随着PVA应用领域逐步扩大,生产企业纷纷扩建、新建PVA装置,特别是电石乙炔法工艺路线发展较快,其中以皖维和山西三维2家公司发展最快。皖维公司从1995年开始,通过几次大规模的扩建和技术改造,使PVA装置能力达到10万t/a,2005年实际产量为7.84万t,连续2年位居国内行业第一,而且质量、消耗、品种等也都保持行业领先水平。2005年我国主要PVA生产企业产能、产量见表3。
    目前我国生产的PVA品种单一,大多数为普通粘度和醇解度的常规产品,主要用于建筑胶粘剂、低档纺织浆料等领域。目前国内特高或特低聚合度、醇解度等高精细化和特殊品种的生产技术未取得大的突破,这类产品市场主要被日本、美国等企业占有,国外80%以上不完全醇解、特殊聚合度的PVA主要用作汽车和建筑上的安全玻璃夹层膜、高档造纸等的原料。随着我国经济的发展,高支高密高档纺织品内需与出口增加,高档造纸业、石油开采业发展速度加快,汽车工业更是蓬勃发展,汽车、建筑用安全玻璃需求快速上升,这些行业对PVA新产品的开发提供了广阔的发展空间。据统计,2005年我国进口PVA 3.45万t,均是高精细化和特种产品。近年来我国PVA的供需情况见表4。
良好环境支撑市场稳步发展
    1. 下游需求旺盛
    涂料和粘合剂是PVA主要的消费大户,占总消费量的60%~70%。美国PVA主要消费领域是纺织浆料和粘合剂,占总消费量的55%;西欧PVA主要消费领域是PVB、聚合助剂和纸涂层,占总消费量的40%;日本PVA主要用于生产维纶,占总消费量的32%,其次是粘合剂,出口则占其总产量的40%左右。
    据预测,今后几年世界涂料需求将以年均3.2%的速度增长,亚洲和其他新兴市场年均增长为5.5%,而我国对涂料的需求量将以年均12%的速度增长;国内大量基础设施建设为粘合剂市场提供了发展机遇;纺织行业扭亏转强,为PVA打开了浆料市场空间;而电子、造纸、医药、精细化工行业的稳步发展,进一步推动了PVA需求的上升。
    2. 应用领域不断扩大
    近几年,许多生产企业和科研单位加强了对PVA的应用研究,开发了一系列产品,由原来的单一品种发展到几十个规格型号,大大拓宽了PVA应用领域,而PVA所具有的无毒无害的优异性能,符合现代社会需求的环保产品要求,因而具有良好的发展前景。
    3. 供应规模稳定
    由于PVA生产工艺流程长、生产复杂、投资大、技术和管理不容易掌握等,一般企业和投资者很难发展生产,因此20年来国家未曾建设过新厂,只是在原来老装置的基础上进行扩建改造,供应规模比较稳固,避免了市场无序竞争,为商品价格的正常运行提供了有利条件。
    在我国经济保持较快发展的大背景下,PVA的需求将会稳步增长,专家预计“十一五”期间我国PVA市场年均需求增长率在9%以上。另外,随着国际石油价格的持续上涨,美国、日本等国外同类公司生产PVA产品因完全依赖于石油,其生产成本急剧上升,而我国大多采用电石乙炔法,受油价的影响较小,成本优势凸现,增强了产品的市场竞争力。目前,我国PVA及其下游产品的出口已有进一步扩大的趋势,扩大PVA生产规模和开发生产高精细化、特种产品的PVA项目,势在必行。
 表1  3种聚乙烯醇生产工艺比较

原料路线

石油乙烯

天然气乙炔

电石乙炔

反应方式

固定床气相法

固定床气相法

沸腾床气相法

温度/

150200

170210

170210

压力/MPa

0.490.98

常压

常压

空速/L·h-1

20402100

250280

110150

原料配比(摩尔比)

乙烯∶醋酸∶氧=941.5

乙炔∶醋酸=17±1

乙炔∶醋酸=13±1

催化剂组成

钯、金贵金属

Zn(Ac)2/活性炭

Zn(Ac)2/活性炭

催化剂寿命

56个月

3个月

56个月

单程转化率/%

1520

6070

3035

空时收率/  t·(m3·d)-1

68

2.02.5

1.01.3

优点

副产物少,设备腐蚀性小,催化剂活性高,产品质量好

热能利用好,催化剂价廉、易得,副反应少

技术成熟,投资少,催化剂易得

缺点

催化剂贵重

乙炔成本高

电石渣污染严重

 
表2  2005年海外主要PVA生产企业产能统计 万t/a

生产企业

生产地址

产能

可乐丽

西欧、日本、新加坡

19.5

长春石化

中国台湾

9.6

Celanese

美国

9.1

日本合纤

日本、新加坡

9.0

DuPont

美国

6.5

日本VAM&Poval

日本

4.0

Solutia

美国、西欧

3.8

注: 中国大陆除外。
 
表3  2005年我国主要PVA生产企业产能、产量统计

      万t/a

企业名称

工艺方法

初始产能

现有产能

产量/t

安徽皖维高新材料公司

电石乙炔法

1.0

10.0

7.84

山西三维集团股份公司

电石乙炔法

1.0

7.0

6.41

中石化四川维尼纶厂

天然气乙炔法

4.0

6.0

6.15

中石化上海石化

石油乙烯法

4.6

4.6

4.58

湖南湘维有限公司

电石乙炔法

1.0

4.5

4.21

福建纺织化纤集团公司

电石乙炔法

1.0

3.5

3.26

江西化纤化工有限公司

电石乙炔法

1.0

3.5

3.09

贵州水晶有机化工集团

电石乙炔法

1.0

3.0

2.78

云南云维股份有限公司

电石乙炔法

1.0

3.0

2.61

广西广维化工有限公司

电石乙炔法

1.0

3.5

2.56

兰州维尼纶厂

电石乙炔法

1.0

2.5

1.97

北京有机化工厂

石油乙烯法

1.0

3.5

1.94

石家庄化工化纤公司

电石乙炔法

0.5

0.8

1.06

合计

 

 

55.4

48.46 

 
表4  近年来我国PVA的供需情况统计  万t

年份

产量

进口量

出口量

表观消费量

1998

25.78

1.09

2.74

24.13

1999

31.66

1.98

2.74

30.90

2000

32.58

1.95

3.04

31.49

2001

35.02

2.62

2.52

35.12

2002

38.40

3.74

2.31

39.83

2003

43.16

3.31

2.49

43.98

2004

45.60

3.28

2.71

46.17

2005

48.46

3.45

3.75

48.16

 

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