cpvc市場分析論文

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1cpvc的主要生產技術及特點

1.1溶劑法

溶劑法是最早生產CPVC的方法，工藝成熟。其主要工藝過程是將專用疏松型PVC樹脂溶解于有機溶劑（四氯乙烷、二氯乙烷或氯苯）后，加入適當的引發劑，再進行氯化、過濾、沉降、干燥等，該工藝生產的CPVC中氯元素質量分數為64%~66%。該工藝的優點是CPVC產品中氯分布均勻，具有良好的溶解性能，易溶于有機溶劑，適合作涂料、黏合劑等。該工藝的缺點是CPVC產品的熱穩定性、耐熱性和機械性能差，不能用于制作管材等硬質制品。同時其采用的有機溶劑為四氯化碳、氯乙烷等，毒性大、污染嚴重、能耗較高，目前已經逐步被淘汰。

1.2水相懸浮法

水相懸浮法是將PVC樹脂粉末懸浮于水中或鹽酸介質中，在引發劑和其他氯化助劑存在下通氯氣反應，然后經脫酸水洗、中和水洗、離心和干燥等工序制得非均質氯化產品。該工藝的優點是工藝簡單，流程較短；CPVC產品具有良好的耐熱性和較高的機械強度，適用于生產硬質材料；可以通過調節氯化條件，得到氯元素質量分數不同的產品，用途比較廣泛。該工藝的缺點是生產過程中有大量酸性廢氣和酸性廢水產生，每生產1tCPVC產品，大約會產生20t酸性廢水，在環保要求日益嚴格的今天，該方法的推廣受到一定的限制。國外采用該方法的生產商主要有美國諾譽化工（Noveon）、日本鐘淵化學工業株式會社（Kaneka，簡稱鐘淵化學）、碳化物工業公司（NipponCarbide）、積水化學工業株式會社（Sekisui，簡稱積水化學）等，國內有上海氯堿化工股份有限公司等。

1.3氣固相氯化法

按引發氯化的方式，氣固相氯化法可分為熱引發氯化、光引發氯化、等離子體引發氯化等。氣固相氯化法是將干燥的PVC粉料在紫外光、熱、等離子體等外界條件的引發下，在反應器或流化床中直接氯化，制得非均質CPVC。該工藝的優點是設備簡單、流程短、效率高、能耗低、無催化劑、環境污染小，基本無“三廢”排放，氯化時間較傳統氣固相法大大縮短。該工藝的缺點是生產設備復雜，氯化過程難以控制、產品均勻度較差。產品容易因反應熱積聚而結塊，需要解決好物料分散和反應傳熱等問題。目前只有法國阿科瑪公司采用該工藝生產，于1974年建成6000t/a的工業化裝置，產品氯元素質量分數可達67.3%。

1.3.1熱引發氯化

熱引發氯化是用加熱的方式引發氯化反應。楊金平等在采用氣固相攪拌式氯化法制備了CPVC。溫度為115℃、時間為2h、氯氣流量為500~550mL/min時達最佳反應條件。攪拌式氯化法傳熱效果較差，易產生局部過熱結塊和產品變色問題，氯化效率較低。

1.3.2光引發氯化

光引發氯化是將PVC樹脂粉末在紫外線照射下，置于流化床反應器中氯化，制得非均質CPVC樹脂，反應過程中產生Cl•自由基，反應按照自由基取代的鏈式反應進行。方瑞等考察了采用紫外光催化的氣固相法制備CPVC，發現提高反應溫度、延長反應時間都能提高產品中氯元素的質量分數。綜合考慮產品質量和能耗，溫度為100℃、反應時間為6h是較為適宜的反應條件。

1.3.3等離子體引發氯化

等離子體引發氯化是指在放電狀態下，激發氣體形成活性等離子體，高能態的等離子體轟擊PVC表面，使PVC分子鏈斷裂，在其分子鏈上產生大分子自由基，該大分子自由基在一定條件下（如加熱）與氯氣進行氯化反應制得CPVC。盧巍等提出了一種采用低溫等離子體快速引發PVC氯化的氣固相合成CPVC方法，利用低溫等離子體高效的引發氯化能力，采用過程解耦的思想，將引發氯化和氯遷移過程在兩個反應器中分別進行，采用振動流化床和千克級循環流化床進行氯化，實現CPVC的合成，分別得到了氯元素質量分數最高為69%和65%的產品。鄧科等研究了在放電狀態下，通過低溫等離子體生成Cl•自由基，以經過化學改性的PVC樹脂為原料，在氣固流化床中制備CPVC。結果表明化學改性后的PVC樹脂顆粒粒徑有較大程度的減小，比表面積增大，且樹脂皮膜和結晶區被破壞，有利于氯化反應。較佳的制備工藝條件為輸入電壓900V、常壓、氯氣流量3L/min、反應時間30min、不加入氬氣，當CPVC中氯元素質量分數超過68%后，反應速率快速下降。目前國內運用低溫等離子體氣固相法制備CPVC技術正處于研究階段，中科院等離子體物理研究所和河南神馬氯堿發展有限責任公司采用SG-5型普通樹脂為原料，完成了100t/a等離子體氣固相法制CPVC中試技術的研究工作，清華大學聯合新疆天業（集團）有限公司完成了低溫等離子體氣固流化床制備CPVC試驗，克服了普通氣固相法反應時間長等缺點，實現了快速氯化。

2國內外CPVC生產情況

2.1國外CPVC生產情況

2013年全球CPVC產能約為32萬t/a，其中國外產能占總產能的73.4%，世界前六位CPVC生產商及其產能。另外，日本鐘淵化學公司與印度美曼尼公司合資，于2014年建立2萬t/aCPVC裝置，日本積水化學公司與美國路博潤公司聯合斥資，于2014年在泰國建立3萬t/aCPVC裝置，該兩套裝置均采用水相法。

2.2國內CPVC主要生產商及其生產狀況

目前，國內CPVC生產工藝主要采用水相懸浮法，并且處于快速發展時期，國內主要CPVC生產企業及其生產工藝。

3國內CPVC研究發展狀況

我國于20世紀60年代由錦西化工研究院有限公司采用溶液法研制成功CPVC，并實現工業化生產；20世紀70年代，安徽省化工研究院采用水相懸浮法制備CPVC取得成功。湖北省化學研究院對固相法生產CPVC進行過研究，中科院等離子體物理研究所和清華大學也開展了氣固相方法生產CPVC的研究，目前對于氣固相方法生產CPVC的研究大多處于小試和中試階段。上海氯堿化工股份有限公司經過多年自主研發，成功建成1萬t/a水相法生產CPVC裝置，于2011年9月投產運行，生產出具有國際水準的高端樹脂產品，打破了美、日等國對CPVC產品生產技術的長期壟斷。

4結語

2013年，中國PVC生產能力為2476萬t/a，產量為1530萬t，產量同比增長16.1%，其生產企業大多處于虧損狀態，企業面臨較大的經營壓力，急需為PVC的深加工找到出路。由于CPVC在耐熱性、耐蝕性、耐老化性及阻燃自熄性等方面遠優于PVC樹脂，隨著CPVC應用領域的開發，如果10%的PVC產品被CPVC產品取代，則中國對CPVC的需求量將達到150萬t/a以上。可見，CPVC市場前景廣闊，具有很大的發展空間。

作者：李飛單位：中國平煤神馬集團能源化工研究院