电石法生产PVC树脂的成本分析

电石法生产PVC树脂的成本分析摘要：PVC由于自身性能优良和价格低廉的优势，在各个领域的应用范围不断扩大，需求量逐年增加，从而促进了pvc产量的增加。基于此，本文详细论述了电石法生产pvc树脂的成本及其措施。关键词：电石法；pvc；成本当前，PVC生产工艺主要分为石油乙烯法及电石乙炔法，其中电石乙炔法在我国仍占有较大比重。由于国际原油价格居高不下，我国石油资源短缺，煤化工产业竞争优势明显，加上我国氯碱工业的实际状况，电石乙炔法仍有其存在的必要性。作为采用此工艺生产PVC的企业，要更好地抓住难得的发展机遇，采取各种措施，有效降低产品成本，争取更大的经济效益，以此为未来赢得更好的发展空间。一、PVC及电石法概述PVC是一种以偶氮化合物、过氧化物为引发剂，按聚合反应聚合而成的聚合物。在工业发展过程中，PVC作为氯碱工业中主要的耗氯产品，成为五大通用塑料之一，在我国的发展时间较长。PVC的物理性质主要是白色粉末、无定形结构，相对密度在1.4左右，支化度较小，玻璃化温度在77〜90°C，温度达到170°C时即可分解，若光热条件一定，其稳定性较差;经长时间的暴晒或特定温度，即可分解，出现变色现象，若反应剧烈，其物理机械性能会受到严重影响。电石法是利用电石即碳化钙，其遇水会生成乙炔，而乙炔与氯化氢合成就能制出氯乙烯单体，再通过聚合反应，就能使氯乙烯生成聚氯乙烯的一种化学反应方法。由于电石法的成本底，所以目前的使用相对较广。然而，电石法所生产出来的聚乙烯单体，质量相对较差，而且在生产中会带来较大的污染，从而使该种方式的生存、利润空间受到了制约。二、成本分析1、电石成本。电石成本是构成PVC生产成本的主要因素，主要由电石采购价格和电石消耗二部分组成。其中，电石的采购价格因生产企业所处位置的不同而有所差异。电石消耗包括理论电石定额消耗和生产损耗二部分。理论电石定额消耗是一个常量，每生产1tPVC树脂需消耗1.272t电石；而电石生产损耗则是一个变量，影响因素包括电石损失、乙炔气的溶解损失、精馏尾气排放、聚合单体放空、成品PVC中残留的VCM、聚合清釜料、落地料、废料及单体中乙炔含量过高等，这些因素都可能导致电石消耗偏高。2、氯化氢成本。氯化氢成本是构成PVC生产成本的次要因素，主要体现在：纯度和配比。氯化氢纯度越高，生产PVC树脂所用氯化氢的单耗越低，同时精馏尾排的压力也会降低，VCM的排空损失就会减少。有数据表明，在氯化氢纯度小于94%时，随着氯化氢纯度的降低，相应的氯化氢损失会急剧上升；反之亦然。在氯乙烯合成反应中，乙炔和氯化氢的体积比控制在1：(1.05〜1.10)，这样会有一部分氯化氢过量。当工艺配比控制不好或流量计显示不准确时，可能会有更多的氯化氢过量，导致氯化氢成本上升；同时，也会造成后续水洗、碱洗工序成本上升。3、制造成本。制造成本是指为了组织生产和管理，保证生产正常进行而在产品生产制造中所发生的费用，包括人员工资、设备折旧费、中小修维修费、机物料消耗、污水处理费等，其占整个制造成本费用的95%。因此，决定制造成本的因素主要为生产负荷、折旧期限和维修量。提高生产负荷，延长设备折旧期限，减少设备维修量，必然会降低制造成本。4、水、电、汽成本。水是指生产中使用的各种水，包括一次水和去离子水，其消耗量以水表计量为准；电是指生产中各种动力设备所耗用的交流电，其使用量以电表记录为准；汽是指生产中所耗蒸汽，以流量计为依据计算其耗用量。确保各计量器具的准确性是控制成本的有效措施。5、助剂成本。助剂是指氯乙烯聚合时所用的辅助材料，包括分散剂、消泡剂、引发剂、终止剂、pH值调节剂、低温缓蚀剂、高温缓蚀剂等，其用量以投料量为准。在生产稳定的情况下，助剂用量是一定的。三、降低电石法PVC生产成本的措施1、降低氯、氢气的消耗。只要氯、氢气比例选择适当，其消耗则呈同步涨落状态，氯、氢气的消耗体现出氯化氢的消耗。VC是经乙炔与氯化氢合成制得的，因此对电石法生产PVC来说，VCM的消耗越高，氯化氢的消耗也随之增大。为了有利于提高反应速率与乙炔转化率，同时又不明显增加氯化氢的消耗成本及副产物，合成VCM时通常所采用适宜的乙炔与氯化氢物质的量比为1：1.1。这样，反应后合成气中就有初始用量10%未反应的氯化氢。通常，气体回收利用的方式是将合成来的合成气经冷却器冷却后采用泡沫塔或筛板塔等设备进行水吸收，生成20〜35%的副产盐酸，并低价销售，这样可降低部分成本。含少量HCL的合成气经水、碱洗，洗液排入地沟。较好的回收方式应是同氯化氢制备结合起来，将生成的盐酸送入HCL吸收，达到规定的质量分数后用于合成氯乙烯；废碱液可送至乙炔生产岗位。这样，VCM的损失可减少，HCL的消耗明显降低，PVC生产成本也随之降低。2、降低助剂成本。在满足用户的要求且达到国标质量规定的前提下，可通过优化聚合配方，实现降低成本的目的。如对原有PVC-SG3型树脂的生产配方进行改进，使成本发生一定的变化；通过改进PVC-SG3型树脂的生产配方可降低助剂费用。国内生产的助剂质量若能满足PVC生产的需要就应优先获得使用；反之，若不全面开展助剂国产化工作，助剂成本将很高。3、抓好原料入厂关，控制电石质量并加强电石使用管理。电石是电石法PVC成本的主要构成部分，因此降低电石消耗就能有效控制PVC成本。电石品质高，杂质少，一方面能减少发生器加料的次数，从而减少乙炔置换损失；另一方面能减少排渣时乙炔的溶解损失。所以，使用高品质的电石能降低电石法PVC的生产成本。此外，减少电石风化损失也是电石管理中重要的环节，为了降低电石风化损失，可制定以下管理措施：①尽可能降低电石库存量，减少储存过久造成的电石风化损失；②采取先来先用的原则，缩短电石存放时间；③在电石料仓内通入氮气，减少风化损失。上述措施的实施，极大程度地减少了电石的风化损失。4、电石粒度与反应温度的控制。电石与水接触面积越大，其水解反应速度越快。在实际生产中，既要保证水解完全，也要保证生产安全。一般5层托板的湿式发生器，电石停留时间必须在13min以上，以防止排渣夹带未反应完全的电石，否则既浪费电石又存在安全隐患。综合以上因素，应将电石粒度控制在30〜50mm，并做到优质电石与等外电石搭配使用。湿法乙炔发生反应中，电石水解反应热是通过加入过量水移出的，反应温度通过调节加水量和电石量来控制。随反应温度上升，水解速度加快，同时乙炔在电石渣浆中溶解度下降，能较显著地降低电石消耗；但反应温度过高，电石渣浆固含量大，会造成溢流不畅或排渣困难；此外，反应温度高，粗乙炔中水蒸气含量提高，增加了渣浆夹带量，会造成后部冷却塔超负荷，堵塞管路或塔板。综合考虑上述问题，一般控制反应温度在80〜90C。四、电石法生产PVC树脂发展前景采用电石法生产PVC树脂来使氯气达到平衡，虽然它具备较高的耗能特征，但较低的投资和较高的产品纯度及生产过程中对设备的要求较小，这些特征备受我国许多企业的关注，也被他们所采用。因此我国的PVC树脂生产中对电石法的使用较多的原因就在此，此外，在其产品结构上，它的质量也因较多的PVC树脂用途而得到了改善和提高。对消费领域而言，电石法生产PVC树脂的用途被分为了软硬制品两大类，前者占有百分之三十七，后者占有百分之六十三。前者主要包括了电线电缆等，而后者主要包括了各种管材和型材等。总之，以年均百分之七点一的增长速度可能会出现在对PVC