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聚氯乙烯生产技术

聚氯乙烯工业化已经65年了，但聚氯乙烯工业的发展一天也没有停止过。在生产技术方面，氯乙烯单体生产技术的发展在于进一步降低生产成本，生产出高质量的氯乙烯单体，从而进一步降低聚氯乙烯树脂的生产成本。刚刚工业化的Partec工艺（乙烯直接氯化／氯化氢氧化工艺）有进一步取代旧乙烯平衡氧氯化工艺的趋势。在乙烷资源丰富的地区，用乙烷直接氧氯化工艺生产氯乙烯将成为低成本生产氯乙烯的最佳选择。

一、氯乙烯单体生产新技术

氯乙烯单体是生产聚氯乙烯的主要原料，氯乙烯单体质量的好坏直接影响聚氯乙烯树脂的质量、生产成本和经济效益。为了进一步提高单体质量，国外在氯乙烯单体生产技术方面进行了大胆的探索和创新，力图最大限度地降低生产成本，生产出高质量的氯乙烯单体。

为了解决平衡氧氯测试金属材料裂纹扩大速率及材料的门槛值化工艺副产大量水和设配线器材备腐蚀问题，孟山都公司和凯洛格公司（Mon Sento＆Kellog）合作开发了Partec工艺，新工艺采用直接氯化乙烯生产二氯乙烷，在二氯乙烷裂解生产氯乙烯过程中副产的氯化氢经氧化生成氯，再返回到直接氯化段使用，砍掉了氧氯化单元，节约了大量的工艺操作和维护费用，单体的生产成本从过去的534.5美元/t降低到421.9美元/t，降幅达27%，是目前乙烯平衡氧氯化法工艺改造最成功的范例。

为减少二氯乙烷裂解过程中容易结焦的问题，国外研究在合成氯乙烯过程中采用高度氯化的乙烯和高度氯化的甲烷反应成氯乙烯，这种方法与乙烯平衡氧氯化工艺相比有许多优点：一是生产氯乙烯的乙烯原料可以从氯化剂四氯乙烯和四氯化碳中得到，而四氯乙烯又可以从乙烷或其他烃类物质生产出来；二是避免了氯气运输和保管的难题，工艺比较经济，消耗掉氯化烃工业的副产物，对保持良好的生产环境有重要意义。

为降低氯乙烯单体生产成本，国外还开发了乙烷直接氧氯化工艺。该工艺使用裂解气乙烷为原料，采用了新的引发剂体系和回收工艺，直接氧氯化反应生产出氯乙烯，现已建设成功年产1000t氯乙烯的中试设备，生产每吨单体成本比平衡法降低30%。现在欧洲乙烯公司正在筹建一套年产30万t氯乙烯的生产装置，使这项新技术投入工业化。

二、聚氯乙烯生产技术的新发展

从各国聚氯乙烯树脂生产技术来看，重点放在两个方面：一是继续解决氯乙烯毒性问题，减少生产过程中氯乙烯单体的暴露，减少污染；二是通过技术改造，生产用户易于接受的、更易于加工的聚氯乙烯树脂。树脂品种的发展更加专用化、市场化，产品发展方向是工程化和功能化。例如开发出易加工聚氯乙烯树脂、水分散性氯乙烯-苯乙烯接枝共聚树脂、发泡聚氯乙烯树脂、氯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈-苯乙烯共聚树脂，研制出纳米材料改性的聚氯乙烯树脂、医用耐辐射氯乙烯-丙烯共聚树脂、手套专模具加工用聚氯乙烯树脂、聚氯乙烯上水管专用树脂、耐热氯乙烯-丙烯酸酯-顺烯二酰亚胺共聚树脂、氯乙烯-N-取代的马来胺共聚树脂、新型粉沫涂料氯乙烯-偏二氯乙烯共聚树脂、氯醋硬膜专用树脂、高电阻率聚氯乙烯树脂。用重叠聚合法生产的消光聚氯乙烯树脂，用后氯化工艺生产出氯化氯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚，提高了透明度和抗冲击强度。

为提高聚氯乙烯生产效益，国外一些大公司正在进一步改进连续浮球乳液聚合生产树脂的工艺，开发连续悬浮聚合工艺和连续本体聚合工艺，并且有了良好的开端。

三、聚氯乙烯加工应用技术的发展

生产聚氯乙烯树脂的目的就在于应用，根据国外发达国家的消费比例，一般聚氯乙烯建材消费量最高，占树脂年消费总量的65%-70%，包装品占8%，电子、电器占7%，家具和装饰用品占5%，一般消费品占4%，其他聚氯乙烯制品占11%。

在硬制品方面，聚氯乙烯制品的工程化，使产品的物理机械性能，尤其是抗冲击性能和耐热性能明显提高，已经可以达到部分工程塑料制品的性能。聚氯乙烯制品开始代替一些工程塑料制品用于电视机、电子计算机外壳，过去这些产品都采用改性ABS树脂生产，现在国外已开始采用改性聚氯乙烯生产。此外，计算机和打字机键盘、复印机和售货机外壳、大型机器护罩也开始使用聚氯乙烯生产。聚氯乙烯木材的出现，进一步取代了天然木材和金属材料，显示出广阔的发展前景。各种聚氯乙烯合金的出现，推出了各种耐辐射、抗静电、耐热、耐候聚氯乙烯制品。聚氯乙烯建材进一步解决了制品应用中的毒性问题。采用有机硅偶联剂、硬脂酸、氯化聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯改性处理碳酸钙和有机粘土与聚氯乙烯共混改性，对聚氯乙烯产生了增韧作用，制品刚性提高，为开发低成本的硬制品开辟了道路。随着聚氯乙烯制品应用领域的扩大，档次提高，抗菌聚氯乙烯制品已被提到议事日程上来。还需要不断开展工作。

在软制品方面，高电阻率、阻燃、阻烟电缆的发展迅速，出现了一些更新换代产品。农膜的防雾性进一步得到提高，高聚合度和超高聚合度聚氯乙烯树脂的发展，开发了各种阻燃运输带，105℃电缆、皮鞋和旅游鞋底、门窗密封条、代替EPDM橡胶的汽车内饰和零部件十分走俏。抗撕裂膜进一步打开了雨衣和雨具市场。各种多元树脂的发展，进一步拓宽了聚氯乙烯涂料市场，使聚氯乙烯经济效益得到提高。

四、聚氯乙烯工业的发展趋势

在树脂生产方面，各种均聚树脂和共聚树脂的专用化是树脂品种的发展趋势。通过专用化，提高树脂在实际应用中的使用性能，在提高制品档次和产品质量方面将会起到决定性作用。

在环保方面，现在聚氯乙烯的密闭化生产已基本解决了氯乙烯暴露问题。解决聚氯乙烯建材燃烧时放出的有毒性烟雾是氯乙烯毒性问题的7．做完实验退出程序新课题，在国外这一问题从技术上也基本解决，国内在这方面还应开展工作。

我国聚氯乙烯工业经过46年的发展已初具规模，虽然产量已接近300万t，但经济效益差，这也反映了我国聚氯乙烯行业的产业结构尚需改进，生产工艺水平还存在很大差距，原料生产结构和树脂生产工艺还需改进。如果不能实现石化与大化生产的一体化，我国以乙烯为原料生产聚氯乙拖船烯树脂的发展就会受到抑制。现在，国内已经无法控制本国树脂市场的价格，一旦石油价格发生波动，就会对中国聚氯乙烯市场产生影响。

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