水溶性聚乙烯醇的制造与应用技术
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1.2 聚乙烯醇的国内外生产消费状况

1.2.1 世界PVA生产消费情况

1.2.1.1 世界PVA生产状况

聚乙烯醇于1950年实现的规模工业化生产。目前,全球共有20多个国家和地区生产聚乙烯醇。中国、日本、美国、西欧是世界上生产聚乙烯醇的主要国家和地区,生产能力占世界总生产能力的87%~90%[4]

近年来,世界聚乙烯醇的生产能力小幅度增长。2010年增长到158.5万吨,2005~2010年生产能力的年均增长率约为6.73%。近年来世界各地区PVA产能情况如表1.2所示。

表1.2 PVA产能情况

可见,亚太地区是聚乙烯醇原料的主要生产区。中国大陆是世界上最大的聚乙烯醇生产国家,约占世界总生产能力的49.27%;其次是日本,约占世界总生产能力的17.85%。

截至2014年年底,可乐丽公司是目前世界上较大的聚乙烯醇生产厂家,生产能力为23.4万吨/年,约占世界总生产能力的14.76%,分别在日本、新加坡和德国建有生产装置;其次是中石化四川维尼纶厂,生产能力为16.5万吨/年,约占世界总生产能力的10.41%;再次是安徽皖维高新材料股份有限公司,生产能力为13.5万吨/年,约占世界总生产能力的8.52%。

1.2.1.2 世界PVA消费状况

近年来,世界聚乙烯醇的消费量稳步增长,2005年总需求量约为90.0万吨,2009增加到约105.39万吨,2014年总消费量约127.9万吨。世界聚乙烯醇的供需现状如表1.3所示[5]

表1.3 世界聚乙烯醇供需现状

聚乙烯醇主要用于生产聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、黏合剂、织物浆料、纤维、造纸浆料和薄膜涂层、维尼纶纤维以及聚合物助剂等,其中用于生产PVB的消费量约占总消费量的12.5%,黏合剂占12.7%,织物浆料占17.5%,造纸浆料和涂层占10.8%,维尼纶纤维占11.0%,聚合物助剂占23.0%,其他方面占12.5%[5]

世界各主要国家和地区聚乙烯醇的消费结构各不相同,在美国主要用于PVB、纺织浆料和黏合剂领域,其占全部消费量的75%;在西欧PVA主要用于造纸和聚合助剂方面,约占总消费量的40%。日本的维纶消费PVA占全部消费的20%,出口占总产量的40%左右。从全世界的范围来看,2009~2015年,PVA需求量以年均4%的速度增长,预计2015年世界的PVA需求量达到约160万吨。预计到2020年,世界PVA的需求量将达到190万吨左右[4]。2012年统计聚乙烯醇在世界主要地区的消费结构如表1.4所示。

表1.4 世界主要地区聚乙烯醇消费结构

1.2.2 国内PVA生产消费情况

1.2.2.1 国内PVA生产概况

我国聚乙烯醇产业发展初期主要依靠从国外引进技术生产维尼纶,解决人口众多的中国人穿衣问题。1965年,北京有机化工厂从日本引进电石乙炔法聚乙烯醇成套装置建成投产。随后在国内陆续建设了川维、云维(现为云南维尼纶厂)、皖维等9家万吨级维纶厂配套PVA装置。由于当时的经济条件和关键技术比较落后,聚乙烯醇和维纶的总产能均不足10万吨/年。

20世纪70年代初,中国从日本引进两套3.3万吨/年和4.5万吨/年的低碱醇解法PVA生产装置。通过对国外技术的消化吸收,国内企业对PVA生产技术做了大量改进创新,生产工艺日趋成熟。同时产品的品种日益丰富,从刚开始的单一品种发展至今已达80余种,其中应用比较广泛的有PVA-0588、PVA-1788、PVA-2088、PVA-2488、PVA-1799、PVA-2099及PVA-2499等。

如表1.5所示,2004~2010年我国聚乙烯醇的产量一直保持增长的趋势,同比增长约4.34%。据不完全统计,截止到2011年12月月底,国内生产企业已达17家,总生产能力达到约99万吨/年,产能位居世界第一。其中采用电石乙炔法的生产厂家有13家,约占国内总生产能力的72.43%;采用石油乙烯法的生产厂家有3家,约占总生产能力的11.41%;采用天然气乙炔法的生产厂家有1家,约占总生产能力的16.16%。目前国内聚乙烯醇生产能力最大的3家企业分别是中国石化集团四川维尼纶厂、安徽皖维高新材料股份有限公司和山西三维集团股份有限公司,产量约占全国总产量的40%。

表1.5 近年来我国聚乙烯醇的产量

中国是主要的PVA生产国,生产基本能够满足国内需求,有少量的出口。2015年中国对聚乙烯醇的年需求量达到约60万吨,生产能力超过120万吨/年,产能已出现过剩现象,市场竞争更加激烈[4~6]。表1.6为我国聚乙烯醇主要生产厂家的生产情况[6]

1.2.2.2 进出口情况

2007年以前,我国PVA的进口量一直呈现不断增加的趋势,2004年PVA的进口量为3.28万吨,2007年增加到4.16万吨,创下历史最高纪录。此后PVA进口量开始减少,2010年PVA的进口量为3.42万吨。我国聚乙烯醇进口主要来源于日本、新加坡、美国和英国等4个国家,同时从中国台湾地区引入部分产品。2010年来自这5个国家和地区的进口量合计达到3.3万吨,约占总进口量的96.85%。其中来自日本的进口量最大,约占总进口量的一半。进口量变化最大的是新加坡,进口量逐年增加,来自英国的进口量逐年减少。从进口平均价格看,2008年以前进口价格不断上涨,2004年平均进口价格为1723.5美元/t,2007年增长到2143.9美元/t,2008年进一步上涨到2887.2美元/t,同比增长约34.67%。2010年PVA的进口平均价格为2724.5美元/t。

在进口的同时,我国的PVA也有一定量的出口。2004~2010年出口量基本保持不断增长的趋势。出口平均价格与进口平均价格一样也有同样的发展趋势。2004~2008年出口平均单价不断增长,2009年后出口平均价格下降且逐渐趋于稳定。近几年我国聚乙烯醇的进出口情况如表1.7所示[5]

表1.7 近几年我国聚乙烯醇的进出口情况

1.2.2.3 国内PVA消费现状

近年来,我国对聚乙烯醇的需求量相对比较稳定,聚乙烯醇的表观消费量如表1.8所示,2004~2010年年均增长率约为0.21%。

表1.8 近年来我国聚乙烯醇的表观消费

在消费结构上,以前我国聚乙烯醇主要用来生产维纶纤维,每年耗用10万吨以上。近些年来随着聚乙烯醇非纤维用途的不断开拓,我国维纶纤维用聚乙烯醇的消费量不断减少,而非纤维用量的比例却在不断增加。2010年在纤维方面的消费比例只有约12.1%,而在非纤维方面的消费比例达到约87.9%。

2010年,我国聚乙烯醇的消费结构为:聚合助剂对聚乙烯醇的需求量约占总消费量的36.2%,织物浆料约占19.8%,建筑涂料约占14.5%,维纶纤维约占12.1%,造纸浆料和涂层约占8.4%,黏合剂约占6.1%,其他方面约占2.9%。今后几年,世界涂料需求将以年均3.2%的速度增长,亚洲和其他新兴市场年均增长为5.5%,我国对涂料的需求量将以年均12.0%的速度增长。国内大量基础设施建设将为黏合剂市场提供良好的发展机遇,纺织行业扭亏转强,为聚乙烯醇打开了短纤和浆料市场空间,而电子、造纸、医药、精细化工行业的稳步发展,进一步推动了聚乙烯醇需求的上升。随着我国经济的发展,高支高密高档纺织品内需与出口增加,高档造纸业、石油开采业发展速度加快,汽车工业更是蓬勃发展,汽车、建筑用安全玻璃需求快速上升,这些对聚乙烯醇后续新产品(如聚乙烯醇缩丁醛)的开发提供了广阔的发展空间[5]

1.2.3 发展前景

经过多年的生产发展,我国聚乙烯醇的产能和产量有了相当大的发展,基本能够满足国内需求,产品也实现了多样化,生产工艺技术正在逐渐向低碱醇解方向发展。但与国外先进国家相比,我国生产的聚乙烯醇品种仍然比较单一,大多数为用于建筑胶黏剂、低档纺织浆料等领域的普通黏度和醇解度的常规产品。国内具有自主知识产权的高聚合度和低聚合度、低醇解度(醇解度小于80%)及嵌段品种等高精细化和特种产品较少,仍主要依靠进口来解决。国内企业应该积极开发这些高附加值的新产品,以满足国内实际需求[5~7]。聚乙烯醇新的生产方法及改性技术的不断研究发展,不仅降低了聚乙烯醇的生产成本,提高了产品的质量,也为不同品种聚乙烯醇的大规模生产提供了便利条件,但目前这些方法及技术大多还停留在试验研究阶段,需要进行产业化研究工作。

与国际先进水平相比,我们产品的弱势主要表现在如下几方面:第一,品质不高,规模较小,品种较少。虽然我国PVA产销量在全球已居第一,但从产品品质来说,与国际先进水平相比,我国还有很大的追赶空间。从产品用途开发来看,国外一些大企业的PVA品种牌号已达200多个,而国内较好企业的品种牌号也仅40余种。我国聚乙烯醇一直在追求产量的增加,但在产品质量的稳定控制及产品品相方面,与世界一流产品还有一定差距,主要原因在于产品中间过程的工艺控制还存在一定差距,国产PVA产品中灰分含量、分子量分布、等规立构形态等还存在一定差距,导致我国PVA产品在价格及市场竞争上处于劣势,产品只能满足技术要求不高的中低端产品要求,如黏合剂等。第二,在国际化营销战略与竞争力方面,我国企业也落后许多。日本年产PVA近27万吨,而其本土用量不足8万吨。由此可见,海外企业的国际化营销战略强大,再加上在技术方面的先进性,他们的竞争优势不言而喻。第三,国内PVA行业研发力量薄弱,扩大再生产基本处于单纯生产线的重复建设中,新领域、新用途品种开发力度不强[8]。随着川维、皖维等厂正在进行或者计划进行新一轮的聚乙烯醇扩产工程,我国聚乙烯醇的生产能力将大大增加,届时的生产能力将出现过剩,各个企业应在考虑提高聚乙烯醇生产能力的同时,重点考虑如何改善聚乙烯醇的工艺品质及技术控制,以便在世界范围内竞争,从而使行业能持续、健康发展,避免因为产能过剩而造成国内同行间的激烈竞争。目前,我国聚乙烯醇及其下游产品的出口已有进一步扩大的趋势。因此,开发生产高精细化、特种产品聚乙烯醇品种的项目势在必行[9]。第四,我国聚乙烯醇生产主要采用电石乙炔法,该方法技术成熟,具有许多优点,如投资少、催化剂易得等,比较符合我国目前的资源利用情况的国情,在一定时期内仍具有一定的成本优势。但该方法污染较为严重,发展前景不容乐观。因此从长远、可持续发展的角度来看,还是应该适当发展天然气乙炔法和乙烯法路线,以提高产品质量,降低成本,增强市场竞争力。

总之,我国的聚乙烯醇生产企业在不断改进技术、提高产品质量的同时,还应该积极应对可能出现的产能过剩,通过技术进步,进一步提高产品质量,降低生产成本,积极扩大出口,以规避市场风险,保证聚乙烯醇行业健康稳步发展。