聚氯乙烯工艺投资经济效益分析
新疆中泰化学股份有限公司技术中心 王燕
一、 目前我国及世界PVC市场及消费现状
聚氯乙烯(简称PVC)是五大热塑性合成树脂之一。我国的PVC工业从1958 年开始了工业化生产,至今已经
发展了五十余年。目前中国已成为世界上最大的聚氯乙烯生产国和消费国,产能已超过全球1/4。
目前生产PVC的方法有三种:即电石乙炔法、乙烯氧氯化法和炔烃联合法。以上三种方法制取PVC耗氯量差不
多,主要原料是乙炔、乙烯、氯化氢,但来源不同,乙炔法主要使用电石产生乙炔气,而后两种方法是从石油裂解
而来。目前由于乙烯氧氯化法PVC生产受石油价格不断上涨的影响,生产成本逐渐上升,所以采用电石乙炔法生产
路线的PVC生产仍具有较强的市场竞争力。
由于现代煤化工近几年的快速发展和甲醇制取低碳烯烃(MTO)技术的成功开发,改变了传统乙烯原料的来源
方式。本文将改变原料乙烯来源的新工艺MTO法PVC与传统电石乙炔法PVC工艺路线的经济效益进行对比分析,主
要的对比方案有煤制甲醇、外购甲醇和天然气甲醇经过MTO及乙烯氧氯化法路线生产PVC的工艺路线。
二、 投资成本及经济效益分析
项目按40万t/a PVC树脂规模分析,暂不包含电解和烧碱装置投资。
(一)电石乙炔法PVC
对于电石乙炔法PVC工艺装置,按配套70万t/a电石厂投资大约27亿元(不含烧碱装置投资)(见表1)。
表1 40万t/a电石乙炔法PVC经济效益分析表
配套规模 (不含电厂) 含2×150MW 配套电厂、
发电 石灰石
投资/亿元 27 40 49.5
电石成本/元·t-1 2600 1820 1560
PVC成本/元·t-1 5460 4380 3960
投资利润率/% 14 21 20.6
(二)外购甲醇MTO法PVC
对于外购甲醇,按市场价甲醇2000元/t考虑,按甲醇用量120万t,通过MTO装置经分离后生产出聚合级乙
烯20万t,丙烯20万t,乙烯氧氯化法生产40万t PVC规模计,项目总投资22亿元(包含MTO、分离、氧氯化
法VCM和PVC聚合装置);丙烯可以考虑生产聚丙烯也可考虑外售(见表2)。
表2 外购甲醇MTO法40万t/a PVC经济效益分析表 元/t
配套规模 不含聚丙烯 含聚丙烯
投资/亿元 22 27
乙/丙烯成本 6820 6820
PVC成本 5360 5360
聚丙烯成本 - 7860
投资利润率/% 38 36.4
在甲醇MTO法PVC工艺路线中,甲醇价格直接决定该项目的经济效益,通过计算得出当甲醇价格低于2100
元/t(含税价)时,相应的PVC成本低于电石法PVC(即甲醇价格为2100元/t时,与电石2600元/t时的PVC成
本相当)。
(三) 煤制甲醇-MTO法PVC
120万t/a煤制甲醇-MTO-PVC项目投资约82亿元,(项目包含煤制甲醇、MTO、分离、氧氯化法VCM和PVC聚
合)。
举例,当按煤价150元/t时,由表3中数据显示,乙/丙烯成本为4640元/t,煤制甲醇-MTO-PVC项目的经济
效益如下表4。对于新疆等煤炭资源丰富地区,当煤价低于150元/t时,项目的经济效益将会更好。而当煤价达到
700元时,甲醇成本将达到2100元/t(含税价)。因此煤制甲醇-MTO-PVC工艺路线适合于煤炭资源富集区,煤炭价
格低,建设坑口甲醇装置能够极大地降低原料成本。
表3 煤制甲醇以及MTO法乙/丙烯成本分析表 元/t
煤价 100 150 200 250 300 500 700
甲醇成本 920 1020 1100 1180 1250 1520 1780
乙/丙烯成本 4360 4640 4860 5080 5290 5920 6980
表4 煤制甲醇MTO法40万t/a PVC经济效益分析表 元/t
配套规模 不含聚丙烯 含聚丙烯
投资/亿元 82 87
乙/丙烯成本 4640 4640
PVC成本 4280 4280
投资利润率/% 22.7 23.9
注:上表中投资利润率计算时,PVC按市场价6500元/t,丙烯9000元/t,聚丙烯按10500元/t计。
(四) 天然气制甲醇-MTO-PVC
天然气制甲醇-MTO-PVC工艺路线是一种非常清洁的生产工艺,适合于天然气资源丰富,同时又缺少输气管网
的地区,可以通过天然气资源的就地转化提高附加值。
120万t/a天然气制甲醇项目耗天然气量约12.7亿Nm3/a,投资约22亿元。当天然气价格1.56元/ Nm3,甲醇
成本约为2000元/t。具体数据如表5。
表5 天然气制甲醇以及MTO法乙/丙烯成本分析表 元/ Nm3
天然气 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.5
甲醇成本/元·t-1 1200 1305 1410 1515 1620 1935
乙/丙烯成本元·t-1 4780 5080 5330 5610 5880 6720
其余MTO、PVC装置部分投资同上,即120万t/a天然气制甲醇配套MTO,40万tPVC项目总投资44亿元。按
甲醇2100元/t,对应的天然气价格约1.66元/Nm3,若高于此价格生产出来的PVC成本将高于电石乙炔法PVC。详
细经济效益分析如表6。
表6 天然气制甲醇MTO法PVC经济效益分析表 元/t
配套规模 不含聚丙烯 含聚丙烯
投资/亿元 44 49
乙/丙烯成本 7020 7020
PVC成本 5460 5460
投资利润率/% 20.8 18.6
注:上表中投资利润率计算时,丙烯价格按市场价9000元/t计,聚丙烯按10500元/t计。
120万t/a天然气制甲醇-MTO,40万t/aPVC项目总投资44亿元。天然气价格直接影响到PVC成本,平均天然
气价格每上涨0.10元/Nm3,PVC成本上涨约130元/t。即当天然气价格为1.66元/Nm3时, PVC成本为5460元/t,
投资利润率为20.8%。若天然气价格低于上述价格,项目的经济效益将明显提高。
三、 结论
综上所述,煤制甲醇-MTO法聚氯乙烯投资利润率相对较高,项目经济效益良好;但投资最大,适于煤炭资源
富集且低煤价地区。
天然气制甲醇-MTO法聚氯乙烯投资最低,生产工艺相对清洁,但受项目所在地和天然气价格影响较大。天然
气价格直接决定PVC的成本和项目的经济效益。因此这种工艺路线适合天然气资源相对较丰富却又没有输送管网的
地区,同时能够掌握价格相对低廉的天然气资源。
而通过外购甲醇-MTO法聚氯乙烯路线适合甲醇产能严重过剩区域,能够极大地解决过剩甲醇的去向问题,在
一定时期内有一定利润空间,但却不能忽视在市场波动影响下甲醇价格直接决定项目能否长期生存。
电石法聚氯乙烯目前迫在眉睫的困境是受汞资源的影响将会逐渐加剧,无汞触媒工艺和催化剂的开发以及技术
创新和资源的高效清洁利用将是该工艺路线面临的挑战和要求。
