柴达木循环生产中氯乙烯经济成本分析

李月仙

摘 要：在柴达木循环经济生产中，氯乙烯的生产方法分别为电石法和乙烯法，作为最主要的耗氯产品，PVC生产经济的发展趋势是开发新的廉价原料路线和更为经济的路线，在PVC生产中，氯乙烯的生产工艺随着国内项目建设规模不断扩大、从事聚氯乙烯行业专业人员技术能力逐渐提高及设计院结合生产实际的优化设计，以往在氯乙烯生产过程中体现出的问题逐步得到优化，从而对氯乙烯的生产成本降低起到重要的作用。

关键词：循环经济；氯乙烯；成本分析；效益

中图分类号：F062.2 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2016）06-0157-02

青海省柴达木循环经济试验区内拥有电石法、天然气法、乙烯氯化法三种氯乙烯生产工艺，因天然气、原煤及焦炭等原材料的市场价格较高，为了企业的生存，通过生产工艺对比及优化生产工艺，采取氯气和乙烯低温氯化，生产二氯乙烷，在采取高温氯化生产氯乙烯，副产氯化氢用于电石法氯乙烯生产，既解决了目前制约聚氯乙烯发展汞污染问题，又达到了发挥循环经济的作用，从而实现了降低成本的目的。

一、经济发展特点和存在的问题

（一）供需失衡矛盾依然突出，企业总体效益不佳

2013年，我国烧碱和PVC产量分别达到2 854.1万吨和1 529.5万吨，生产装置的平均开工率分别为74.1%和61.8%。根据氯碱行业历史发展情况来看，烧碱的平均开工率达到85%，PVC平均开工率为80%时，市场处于相对正常的竞争状态，行业和企业具有较好的盈利能力。按照目前烧碱、PVC装置的开工水平来看，国内氯碱行业已出现一定程度的产能过剩。

（二）产品结构仍较单一，高端、精细化产品和专用料生产严重不足，基础产品过剩和高端产品短缺的结构性矛盾突出

以PVC为例，目前我国PVC生产仍以SG-3、SG-5和SG-7等通用型号产品为主，特别是近年来中西部新建产能多以生产SG5树脂为主。行业还处于成本竞争阶段，生产企业只注重低成本、大产能，而忽视专用树脂产品的开发，高端及特种树脂缺乏，既不能满足国内下游行业的需求，又极易导致恶性市场竞争。这种现象在PVC糊树脂、氯化石蜡及氯化高聚物生产中也能够体现出来，许多企业产品牌号较少，尤其是专用料比例较小，甚至不能生产专用料。

（三）落后工艺技术仍占有一定比例，部分高端产品仍处于空白

与发达国家的先进水平相比，我国氯碱行业在技术上仍存在较大的不足：生产企业间技术水平差距很大，生产工艺先进与落后并存，小型电石法PVC、硫磺法氯乙酸、尿素法水合肼、硫酸缩合ADC发泡剂等落后工艺技术在总产能中仍占有较大比例，生产技术的差距主要体现在环境保护、产品品种和产品质量等方面；聚碳酸酯、氯化聚丙烯（CPP）、氯化法钛白粉等高技术含量、高附加值氯产品的生产技术在我国仍基本处于空白状态；PVC通用牌号多，专用树脂和专用混合料少，很多在国外已大量应用的领域尚未完全开拓。

（四）部分核心技术开发和工业化步伐相对较慢

烧碱生产中至关重要的离子交换膜国内虽已开发成功，但距离大规模、大范围国产化应用还有较长的路要走；未来可能带来节能变革的氧阴极电解技术国内仍处于研发、中试阶段，国产化氧阴极电解距离大规模工业化应用还比较遥远，工业化进度慢于预期，需要尽快实现工业化示范；国内非电解法催化制氯技术（Deacon）的开发和利用相对滞后，氯化氢高附加值回收利用不足，产生大量低附加值的盐酸；无汞触媒和氯乙烯单体合成新路线（以二氯乙烷和乙炔为原料催化重整）等从根本上解决行业汞污染等从根本上解决行业汞污染问题的核心技术还处于中试阶段，尚没有建成工业化示范装置。

（五）氯乙烯生产工艺传统化，未完全实现综合利用

在聚氯乙烯主要生产原料为氯乙烯，聚氯乙烯的生产工艺技术成熟、工艺完善，为降低聚氯乙烯的生产成本，优化氯乙烯的生产工艺是关键，而生产氯乙烯的原料为乙炔气和氯化氢气体，现大多数新建企业还是采用湿法电石乙炔生产工艺，面临着电石渣浆中溶解乙炔气体的浪费，电石渣浆随意堆放及电石上清液无法完全使用、次氯酸钠废液随意排放等问题，存在造成环境污染且生产成本居高不下的问题，要想通过成本控制使企业在行业中利于不败之地，优化氯乙烯的生产工艺是关键。

二、经济优势

（一）控制系统优势设计

1.分散控制系统（DCS）。DCS 系统完成各生产装置的基本过程控制、操作、监视、管理，同时顺序控制、部分工艺联锁和先进控制也在DCS系统中完成。DCS现场控制站采用冗余结构，带有自诊断功能，对故障进行诊断指示。对I/O点的响应处理频率应小于1秒，对控制回路的响应处理频率应在0.1～1秒，保证各种计算、控制以及安全联锁的有效实施。

2.安全仪表系统（ESD）。ESD系统设计按照《石油化工安全仪表系统设计规范》SH/T 3018-2003规定的SIL3等级设计。按照DIN V VDE0801和DIN V 19250标准，采用由TUV安全认证的三重化安全性可编程序控制器完成装置的紧急停车。ESD系统为故障安全型，与DCS系统实时通讯，并在DCS系统操作站上显示、报警。ESD系统设工程师站、顺序事件记录站，重要的报警显示、操作通过辅操台上的开关按钮、报警灯完成。

3.气体监测系统（GDS）。根据专利商要求本装置有毒、可燃气体检测设置独立的气体监测系统（GDS），各装置有毒和可燃气体检测点根据工艺要求设置，信号进入各装置现场机柜间内的GDS机柜，在中央控制室集中监视报警。

4.机械装置监视系统（MMS）。本项目压缩机组、大型机泵等设备的控制、保护和联锁系统随机组成套供应，重要信号根据工艺要求送入DCS 或ESD，机组成套带控制系统可通过MODBUS 与DCS 进行通讯。

（二）生产成本优势

1.乙烯法VCM装置中大部分设备均采用单系列的设计，只有裂解炉和焚烧单元需要多套系统的设计，节约一次性投资的成本。

2.乙烯法VCM装置中，大部分设备是碳钢制作，装置的初期投资做到了尽可能的低。通过减少设备的数量、大小以及管线的复杂性，使投资成本进一步降低。

3.根据西方化学自由装置的大量生产经验，使用合金材料是最佳的选择，严谨地使用合金材料将降低设备的维修和更换费用。

4.在实际生产中产生的副产品少，减少了乙烯和氯气的损失，并减少了处理副产品的花费。

5.高转化率、高选择性和高效率降低了原材料的消耗，原材料消耗的降低是生产成本降低的主要贡献，降低了装置定员要求和最大程度地降低了劳动成本。

6.热能的回收。在西方化学工艺中，许多的地方都进行了热量的回收和再次利用。两个最大的热回收源是高温直接氯化反应器（HTDC）和裂解炉；高温直接氯化工艺将直接氯化反应的所有反应热量回收用作高沸塔的蒸汽载荷。这就完全消除了高沸塔再沸器对蒸汽进料的需求；裂解炉流出物换热器回收裂解炉排出的高温气体的热量，生产高压蒸汽。

7.运行的可靠性。西方化学为买方用户所设计的VCM和EDC装置能力均可以达到保证值。西方化学每两年举行一次专有技术交流会，会上技术用户所提供的数据。在过去的八年时间里，西方化学所设计的装置平均在线运行时间为每年8 150小时（包括检修年份和非检修年份）。在2006年的技术交流会上，有6家用户的平均在线运行时间为8 300小时或者更多。主装置一般停车检修要每隔18—24个月，大部分蒸馏塔可以运行24个月不需要清理；高温直接氯化反应器一般可以连续运行24—36个月。VCM装置的检修时间可在7—10天内完成，典型的VCM装置在不做任何修改可以达到105%～110%的开工率。

三、结语

联合法循环经济优势是依托大型的石油化工生产装置来进行生产的，然而我国是一个富煤贫油的国家，大力发展石油乙烯工业不符合中国的实际国情。经过数十年的努力和不懈的科研攻关，大连物化所终于在世界上首先研制出具有自主知识产权的煤制烯烃新工艺，摆脱了对石油的依赖。此次金属镁一体化项目采用了上述专利，煤气化制甲醇，甲醇制烯烃技术，分离出的乙烯单体用于生产聚氯乙烯树脂，丙烯单体直接聚合生产聚丙烯树脂。走出了有中国特色的聚氯乙烯发展之路，联合法PVC生产装置值得同行业借鉴，并在全行业推广。只有循环经济发展道路，才是今后PVC的发展方向。

[责任编辑 王玉妹]