近年来,中国氯碱行业由高速进入到高质量发展阶段,作为主导产品的PVC行业也同样进入新一轮的发展周期。PVC在2014-2016年连续产能负增长,2017年至今转为产能扩能期,目前中国PVC生产规模稳居全球首位,企业平均规模稳步提升,生产技术水平不断提高,清洁生产和绿色发展成为行业重要发展方向。但同时由于产能基数大,“去过剩产能化”将是一个长期的考验,各工艺成本控制最优化等诸多方面依然面临挑战。
一、当前行业工艺路线
目前,中国国内聚氯乙烯根据生产过程中原料来源和生产工艺路线的不同,大体上可以分为电石法PVC和乙烯法PVC两类。电石(乙炔)法生产VCM,进而聚合成聚氯乙烯。目前中国国内大多数聚氯乙烯的生产装置均采用此种生产工艺。以乙烯为原料的乙烯氧氯化法生产VCM单体,进而聚合成聚氯乙烯。除了以上两种工艺路线之外,国内还有部分企业通过进口二氯乙烷(EDC)、氯乙烯单体(VCM)生产聚氯乙烯。由于从国外进口的原料全部来源于以石油天然气为原料的石化行业,因此这部分企业也属于国内乙烯法PVC生产企业的范畴。
二、工艺差异化竞争
在行业发展过程中,电石法PVC在安全环保、节能减排等方面虽然取得了很大的成绩,但较乙烯法PVC工艺依然面临一些问题。
例如电石水解制乙炔的副产物电石渣若得不到妥善利用,长期堆放,不仅占用了大片的土地,而且严重污染了周围环境,使水源、土地碱性化。因此,如何处理电石渣是影响电石法PVC发展的重要因素。目前电石渣制水泥生产工艺实现了行业大宗固体废物的资源化利用并实现了碳减排,是解决电石法PVC固废的有效途径之一。但同时也应看到,氯碱企业以电石渣为原料生产水泥,投资和操作强度大、依然存在污染,且水泥行业也供过于求,经济效益并不乐观。因地制宜,选取适合企业或企业所处区域环境的处理工艺,在保证社会效益的前提下取得一定的经济效益。
电石法PVC生产过程中需要采用氯化汞触媒作为催化剂,《关于汞的水俣公约》自2017年8月16日起对我国已正式生效,目前如要新建电石法PVC项目必须使用无汞工艺。未来电石法PVC的发展还将聚焦在汞削减和无汞触媒研发应用,目前我国在汞污染防治方面,低汞触媒、盐酸解吸技术、高效汞回收技术、含汞废水深度处理技术为电石法聚氯乙烯汞污染防治提供了源头减量和末端减排的强力支撑。
2024年我国乙烯法PVC总产能超过700余万吨,除传统油制乙烯外、甲醇制烯烃、煤制烯烃等现代煤化工工艺也提供乙烯来源,近年来利用丙烷裂解制取乙烯和丙烯,乙烷制乙烯规模也在不断扩增。从未来看,国际能源结构正在发生巨大的变化,乙烯来源也朝着多样化的方向发展,中国乙烯法PVC的竞争力需用科学谨慎和发展的眼光看待。
三、工艺单耗对比
乙烯法PVC项目的主要原材料及单耗为:乙烯0.5吨,氯气0.6吨,乙烯法PVC单吨消耗VCM约1.002吨。从乙烯法工艺原理分析,影响其成本的主要因素有氯乙烯消耗量、氯气消耗、耗电量、加工助剂、管理人工费用等,乙烯法的原料成本(乙烯和氯气)约占生产成本的60-65%。在原料成本中乙烯成本占了主要部分,因此乙烯价格对聚氯乙烯的成本有较大影响。
电石法成本主要由电石费用、氯化氢费用、水电费、加工助剂、管理人工费用等几大块构成。因此电石成本成为决定PVC成本高低的主要因素。
按照当前的行业统计标准:生产1吨PVC消耗电石1.35-1.42吨,每吨PVC树脂消耗氯化氢气体630-650kg。电石法PVC生产的另外一个特点为耗电较高,其它项如包装费、引发剂、分散剂、水费、管理人员费用等因生产厂家和生产规模的不同而不尽相同,成本构成中电石占总成本的65-70%,氯化氢占总成本的14.7%左右,电占总成本5.9%,制造费用占5.6%。由此可见,电石、氯化氢和电价高低直接影响到PVC成本高低。
生产电石法PVC的主要原料之一为电石,生产乙烯法PVC的主要原料主要有三种,分别为乙烯、EDC和VCM,也即是乙烯和乙烯基类产品。测算乙烯成本约占乙烯法PVC成本的65%。因此,电石和乙烯的成本分别是决定其成本高低的关键因素。
需要指出的是,从企业实际PVC成本核算来看,各家的氯气成本分摊差别较大,高范围在1000-1400元/吨甚至更高,低范围在500-800元/吨,以上测算仅限在一定条件下的电石法和乙烯法PVC成本比较。另外,在相当长的时间内,电石法PVC成本低于乙烯法PVC成本,原料价格一直处于变动过程中,两者竞争力也在相互博弈。另外,西北地区的电石到厂价格均按照当时的市场价格计算,而大部分的西北氯碱工厂均有电石配套,这样的成本核算则十分具有竞争力。但未来国际低价乙烯的供应趋势对中国PVC格局将持续产生影响,乙烯法PVC在环保和成本方面的比较优势会有逐渐显现趋势。
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