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        聚乙烯和聚丙烯的生產(chǎn)工藝比較

        2020-11-20 12:41:46董陽陽梁彬寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司寧夏靈武750011
        化工管理 2020年31期
        關(guān)鍵詞:巴塞爾管式生產(chǎn)工藝

        董陽陽 梁彬(寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司,寧夏 靈武 750011)

        0 引言

        烯烴作為重要的化工原料,在工業(yè)的發(fā)展中扮演著非常重要的角色。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,目前中國已經(jīng)成為世界聚烯烴的第一生產(chǎn)大國[1],同時(shí)也是世界聚烯烴的第一消費(fèi)大國。聚烯烴是由乙烯、丙烯、1-丁烯等α-烯烴共聚得到的熱塑性樹脂的總稱[2],具有機(jī)械性能好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、加工性能好等優(yōu)點(diǎn)。聚烯烴產(chǎn)品中應(yīng)用最多的品種是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),因此本文主要針對(duì)這兩種產(chǎn)品,從工藝技術(shù)、市場情況、工藝成本等方面進(jìn)行分析。

        1 聚乙烯

        1.1 聚乙烯工藝技術(shù)路線

        聚乙烯產(chǎn)品按密度可大致分為LLDPE、HDPE、LDPE/EVA三大類。目前市場上使用的主流工藝如下:

        LLDPE的生產(chǎn)工藝只有Unipol氣相流化床工藝。目前,國內(nèi)已有39套該工藝裝置,單套最高產(chǎn)能65萬噸/年。

        HDPE的生產(chǎn)工藝有CPChem的雙環(huán)管、INEOS的氣相流化床工藝及巴塞爾Hostalen低壓釜式工藝。目前,國內(nèi)已有5套低壓釜式工藝裝置,單套最高產(chǎn)能45萬噸/年,INEOS和CPChem的工藝均不轉(zhuǎn)讓。

        LDPE/EVA生產(chǎn)工藝有??松梨诤桶腿麪柛邏汗苁焦に?。目前,國內(nèi)有11套巴塞爾高壓管式工藝裝置,單套最高產(chǎn)能50萬噸/年,??松梨诠に囈巡晦D(zhuǎn)讓。

        1.2 聚乙烯產(chǎn)品市場

        聚乙烯產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 聚乙烯產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)

        截至2019年末,國內(nèi)聚乙烯總產(chǎn)能為2025萬噸,到2022年國內(nèi)總產(chǎn)能將達(dá)到2485萬噸;國內(nèi)PE表觀消費(fèi)增長率按照5%計(jì)算,到2022年國內(nèi)PE表觀需求量為3485萬噸,仍然處于需大于供的狀態(tài)。近三年,LDPE平均消費(fèi)占比18%,HDPE平均消費(fèi)占比44%,LLDPE 平均消費(fèi)占比38%。

        1.3 聚乙烯工藝成本分析

        聚乙烯工藝成本如表1所示。

        1.4 聚乙烯工藝剖析

        1.4.1 Basell高壓管式工藝

        Basell高壓管式工藝生產(chǎn)的EVA從市場數(shù)據(jù)來看,預(yù)計(jì)到2022年國內(nèi)總產(chǎn)能達(dá)到240.3萬噸,遠(yuǎn)高于需求量209.1萬噸,存在產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)。另外,高壓管式工藝生產(chǎn)LDPE產(chǎn)品的利潤較低,并且工藝操作復(fù)雜,反應(yīng)壓力高,危險(xiǎn)性大。結(jié)合近幾年市場情況,LDPE表觀需求量及其年增長率相對(duì)HDPE和LLDPE也較低。

        表1 聚乙烯工藝成本 單位:元/t

        1.4.2 巴塞爾Hostalen低壓釜式工藝

        在PE產(chǎn)品價(jià)格方面,隨著市場波動(dòng),近幾年內(nèi)HDPE價(jià)格高于LLDPE價(jià)格600~1000元/t,巴塞爾Hostalen 低壓釜式工藝,具有反應(yīng)器占地小、牌號(hào)切換時(shí)過渡料少、溫度范圍較寬,容易操作、工藝易實(shí)現(xiàn)自控、單程轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn),是目前市場上唯一轉(zhuǎn)讓的HDPE生產(chǎn)工藝。

        1.4.3 Unipol氣相流化床工藝

        Unipol 氣相流化床工藝具有流程簡單、設(shè)備少、投資低、易于操作、不易結(jié)蠟堵塞等優(yōu)點(diǎn),可以通過乙烯分壓調(diào)節(jié)反應(yīng)器壓力,生產(chǎn)規(guī)模較大,產(chǎn)品范圍覆蓋面廣泛。

        2 聚丙烯

        2.1 聚丙烯工藝技術(shù)路線

        聚丙烯產(chǎn)品可大致分為均聚、無規(guī)和共聚聚丙烯,其中共聚產(chǎn)品有無規(guī)共聚(PPR)和抗沖共聚(PPB)兩大類。目前可采用的主流生產(chǎn)工藝有以下幾種:

        美國魯姆斯Novolen立式攪拌釜工藝,國內(nèi)共7套,最大能力45萬噸/年。

        美國格雷斯Unipol流化床工藝,國內(nèi)共17套,最大能力60萬噸/年。

        日本JPP臥式攪拌床工藝,國內(nèi)共2套,最大能力30萬噸/年。

        利安德巴賽爾Spheripol環(huán)管工藝,國內(nèi)共11套,最大能力60萬噸/年。

        利安德巴賽爾Spherizone多區(qū)反應(yīng)工藝,國內(nèi)共4套,最大能力50萬噸/年。

        中石化ST環(huán)管工藝,國內(nèi)共51套,最大能力40萬噸/年。

        2.2 聚丙烯產(chǎn)品市場

        聚丙烯產(chǎn)品市場如圖2所示。

        截至2019年年底,國內(nèi)PP總產(chǎn)能達(dá)到2519萬噸/年,較2018年同比增長8.72%。從聚丙烯下游需求結(jié)構(gòu)來看,拉絲與注塑依然為聚丙烯主要下游需求,其中拉絲占比33%,共聚注塑占比22%,均聚注塑占比14%。

        2.3 聚丙烯工藝成本分析

        聚丙烯工藝成本如表2所示。

        圖2 聚丙烯產(chǎn)品市場

        表2 聚丙烯工藝成本表 單位:元/t

        2.4 聚丙烯工藝剖析

        2.4.1 Unipol氣相流化床工藝

        Unipol 氣相流化床工藝具有工藝流程短、設(shè)備少、反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、物料停留時(shí)間短、產(chǎn)品切換快等優(yōu)點(diǎn)。其主要用于生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物,可采用兩臺(tái)流化床氣相反應(yīng)器串聯(lián)操作生產(chǎn)抗沖共聚產(chǎn)品。

        2.4.2 Spheripol工藝與Spherizone工藝

        Spheripol與Spherizone工藝有80%的產(chǎn)品牌號(hào)是重復(fù)的。Spherizone主要用于生產(chǎn)高端牌號(hào)產(chǎn)品,其產(chǎn)品在性能及價(jià)格上有一定的優(yōu)勢,但高端產(chǎn)品的市場容量有限,所以Spherizone的生產(chǎn)規(guī)模不宜過大。

        Spherizone工藝與Spheripol工藝相比,其投資、能耗、成本上都略高,并且Spheripol工藝控制更穩(wěn)定,易于操作,Spherizone工藝多區(qū)反應(yīng)較為復(fù)雜,轉(zhuǎn)產(chǎn)需要時(shí)間較長并且轉(zhuǎn)產(chǎn)期間容易出現(xiàn)波動(dòng)。

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