我国氯化聚氯乙烯产业特点及发展研究

摘 要：本文介绍了氯化聚氯乙烯的性能特点和生产工艺的发展历程，对各自的优缺点进行了简要的分析，之后介绍了我国氯化聚氯乙烯各个生产企业的概况及产业总体的发展情况，最后对我国氯化聚氯乙烯产业的发展提出了一些建议。

关键词：聚氯乙烯；产业；发展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.018

作为聚氯乙烯（PVC）的一种下游产品，氯化聚氯乙烯（CPVC）由于在分子链中又引入了一个氯原子，氯含量、不规整性、分子链极性、分子间作用力都获得了增强，相对分子质量提高，整体性能在PVC的基础上又获得了增强，例如拉伸强度上升了50%、玻璃化温度（Tg）提高了50℃、维卡软化点提高了20℃-40℃，与PVC相比最大的优势是能在高温状态（100℃）下长期使用，另外还具有更为良好的耐化学药品性、耐老化性、耐候性、以及阻燃、隔热性。因此其使用范围非常广阔，其中在管材方面用量最大。

1 生产工艺

CPVC是PVC参与氯化反应后的产物，分子链中的氢原子被氯原子取代，按照氯化方式的不同CPVC的生产工艺可分为溶剂法、水相悬浮法和气固相氯化法三种。溶剂法最早投入工业化生产，技术成熟且产品氯分布均匀，过程是将PVC加入到溶剂中，再依次加入引发剂、氯气，进行氯化反应和一系列后处理工序，所得产品溶解性好，但其机械性能、耐热性、热稳定性不好，所以只能用作涂料、黏合剂。另外这种工艺只能使用疏松型的PVC进行氯化，能耗较高，且使用的溶剂多为四氯化碳、氯乙烷等高污染、高毒性的原料，极易造成污染，所以已被逐步淘汰。水相悬浮法则是目前的主流工艺，其过程是将粉末状的PVC树脂悬浮于水或盐酸溶液中，再加入氯化助剂，通入氯气，进行氯化反应，该工艺操作简便，流程较短，而且灵活性较大，能通过调节氯气的加入量控制产品的氯元素质量分数，满足多种条件下的产品性能需求。缺点是每生产一吨CPVC，将产生20吨的酸性废水，在环保方面压力较大，也对该工艺的推广造成不利影响。气固相氯化法则是将干燥的粉末状PVC和氯气通入反应器或流化床中，在紫外线、温度、等离子体等条件的引发下直接进行氯化反应。因为没有反应介质，所以该工艺设备简单、流程短、污染小，是将来CPVC工艺发展的方向，缺点是反应散热困难、物料分散度低、氯化过程中产品易结块、氯化过程较难控制、产品氯化度分布不均等，所以目前只有法国的Arkema公司将此工艺投入工业化生产，我国的杭州电化集团有限公司于2012年引入此技术。

2 我国CPVC产业发展现状

华谊集团上海氯碱化工股份有限公司2011年以其自主研发的水相法CPVC生产工艺产出万吨级的高性能CPVC，其后续产品的质量和性能均达到了国际先进水平，填补了我国在高端CPVC市场上的空白，目前该公司正在筹划4万吨/年的高性能CPVC项目，进一步拓宽市场。中国石化齐鲁分公司在PVC新产品研发上拥有丰富的技术实力，于2014年制备出孔隙率高、吸氯速度快的PVC原料，以此为基体制备出的CPVC在加工性能、力学性能等方面都达到了国际先进水平，打破了外国产品对我国高性能氯化用PVC市场的垄断。杭州电化集团是我国唯一一家拥有气固相氯化法工艺的CPVC生产企业，也是唯一一家同时具备氯化、共混、挤出和造粒能力的工厂，除2012年引入气固相氯化法之外，该公司还于2015年规划了一条年产能达1.5万吨的CPVC生产线。潍坊高信化工的2万吨/年的高性能CPVC新装置投产后，丰富了我国高性能CPVC的生产线，产品具有良好的耐热性能、阻燃性能和抗冲击性能，不仅能满足大多数管材、板材等结构性材料的要求，还可用于消防管道系统，达到了国际先进水平。针对气固相氯化法反应散热难的问题，新疆天业与清华大学合作研发出了一款新的气固相法CPVC循环流化床反应器，该反应器将氯的引发与取代分别置于反应器的不同位置进行，改善了气固相氯化反应中的传热困难、颗粒结块、氯化不均、物料返混等痼疾，基于此新疆天业已研发出了一套拥有自主知识产权的气固相法CPVC工业化生产技术，目前正处于中试阶段，产品已可满足硬质管材的性能要求。

总体而言我国CPVC生产企业大多是在原有PVC装置的基础之上直接进行氯化的，氯化效果远不如经过工艺设计的氯化用PVC，因此所得产品的聚合度和相对分子质量甚至低于氯化之前，性能自然落后于进口产品。在加工工艺方面，对于氯含量高于68%的CPVC我国企业暂时缺乏完善的加工技术，需要进一步的探索。

3 发展与建议

我国PVC年产能高达1800万吨，CPVC的年产能不超过10万吨，年需求量却高达30万吨，一方面是PVC的产能严重过剩，另一方面是大量的市场份额只能让位于进口产品，而随着CPVC在热水管道、消防管道等方面的优异表现，正在逐步侵吞PVC的应用领域，市场前景十分广阔，因此必须要加快发展我国的CPVC产业。

首先应当研发氯化用PVC的生产技术。在PVC的氯化过程中可能會发生分子链断裂，不仅降低了相对分子质量，还在分子链的链端产生了不饱和键，降低产品的热稳定性，同时PVC产品粉料的均匀度、孔隙度等指标也对氯化过程产生重大影响，因此生产氯化专用的PVC将对CPVC产业形成巨大推动力。

其次，大力推动PVC企业向CPVC的转型。国际市场上CPVC取代PVC已是大势所趋，而我国市场对此尚未形成统一的认识，多数企业仍在观察之中，这也是我国CPVC产业发展缓慢的原因之一，所以应加大对CPVC的推广力度，使其更快地进入消费者的视野。

最后，充分利用气固相法技术。新疆天业气固相法CPVC合成技术不仅拥有自主知识产权，也为化工领域内的环保清洁型技术树立了良好的标杆，如其在国内得以被普遍接受，势必将引领我国CPVC产业的一场革命。

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作者简介：江羿锋（1988-），男，陕西大荔人，本科，讲师，研究方向：高分子材料与工程。