论文部分内容阅读
摘 要：化工产业园区如能以氯碱为基础，向聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚偏二氯乙烯等材料产业扩建或延伸，打造多条产业生态链，将一条产业生态链中的各种副产品作为另一个产业生态链的投入或原材料，利用废物交换、清洁生产等多种手段，对资源进行最大限度的利用，减少对环境的负面影响，从而实现打造循环化工产业园区的目标。
关键词：氯碱；聚氯乙烯；环氧氯丙烷；环氧树脂；氯化亚砜；循环化工产业园区
1 碱氯失衡现象
近年来，以氧化铝为代表的下游行业快速发展以致烧碱消费增长较快，但耗氯项目增加相对较平缓，这就造成“碱长氯短”“以碱补氯”的碱氯失衡现象，2019年这种失衡问题依然严峻[1]。
为解决氯氣过剩问题，促进烧碱的生产，氯碱企业乃至化工园区应以氯碱为基础，加快发展附加值高、市场需求大的氯化聚合物、含氯中间体等氯碱深加工产品，结合自身实际，规划适合自身发展的氯产品及产业链精度；契合国民经济发展方向，推进氯下游产品开发的深度，结合科技创新和技术改进，增加下游衍生氯产品及产业链的亮度，打造多条产业生态链，将一条产业生态链的副产品用作另一个产业生态链的投入或原材料，最大限度地利用资源减少负面环境影响，最终实现循环化工产业园区可持续发展的目标。氯下游产品众多，以下主要介绍规模相对较大的氯产品，仅供参考。
2 几种规模相对较大的氯产品
2.1 聚氯乙烯
聚氯乙烯（PVC）是我国规模最大的有机氯产品之一，耗氯量约占全国氯气总产量的40%，是调节碱氯平衡的主要产品。
我国PVC行业格局为电石法占比80%，低成本的西部地区产能和高成本的东部地区产能占比基本为6∶4；乙烯法占比20%。但2019年以来随着乙烯价格的暴跌，基本上乙烯法PVC成本已经与西北产能不相上下了。预计2019—2022年乙烯产能增速分别约为4.0%、4.6%、5.3%和6.3%，即使需求增速维持在较为乐观的4.0%，就供需和周期规律来看，至少未来3年乙烯都将在底部区间运行。
2.2 氯化聚氯乙烯
氯化聚氯乙烯（CPVC）是PVC进一步氯化改性的产品，其中氯质量分数一般在60.0%～74.0%，比普通PVC产品具有更高的耐冲击、耐高温、耐腐蚀、阻燃性能，广泛应用于石油、轻工、化工、电镀、印染、建材、航空、食品等领域。
CPVC是氯碱厂的下游产品，对于氯平衡有着相当积极的作用，同时，在CPVC的生产中可以对现有的各种PVC生产装置进行充分的利用，因此，氯碱企业可以大力发展CPVC。
2.3 氯化聚乙烯
氯化聚乙烯（CPE）是通过取代反应将聚乙烯（PE）分子链中的氢原子取代为氯原子，是PE的重要改性产品，根据其含氯量、残余结晶度及其他技术特征，CPE产品可分为树脂型和橡胶型。在塑料、建材、电气、医药、农业、橡胶、油漆、颜料、轮船、造纸、纺织、包装及涂料等行业都有广泛的应用，其开发利用前景非常广阔[2]。
2.4 聚偏二氯乙烯
聚偏二氯乙烯（PVDC）是一种热塑性树脂，其软化温度在160～200 ℃，有着头尾相连的先行聚合链结构：—[CH2—CCl2—]n。PVDC树脂具有无毒、无味、耐腐蚀以及不燃的特点，在隔氧、防潮、耐酸碱、耐油浸以及自熄性等方面都有着优良的性能。在当前塑料包装中，PVDC具有最好的综合阻隔性，因此，在食品、药品等包装领域中有着广泛的应用。
2.5 环氧氯丙烷
环氧氯丙烷[3]为无色液体，有似氯仿气味，易挥发，不稳定，能与乙醇、乙醚、氯仿、三氯乙烯和四氯化碳等混溶，不溶于水，不能与石油烃混溶，是合成环氧树脂的重要原材料。2019年环氧氯丙烷整体行情处于近几年新高，2019年10月价格一路飙涨至18 500元/t，利润空间在万元以上；2019年12月，价格恢复到14 500元/t左右。
2.6 氯丁橡胶
氯丁橡胶（CR）是以2-氯-1，3-丁二烯为主要单体，利用共聚反应或者均聚反应所制得的一种弹性体。CR分子链之中含有极性氯原子基团，其双键能够得到良好的保护，并且还有良好的稳定性。所以，CR具有耐老化、耐油、耐光、耐热、耐化学品腐蚀、耐臭氧老化性、耐候性、耐燃性等以及良好的物理机械性能和电性能，其综合性能是天然橡胶和其他合成橡胶无法比拟的，应用非常广泛[4]。
2.7 氯化亚砜
氯化亚砜在常温、常压下是无色或淡黄色的液体，有刺激性气味，遇水容易分解为氯化氢和二氧化硫，可混溶于苯、氯仿、四氯化碳等有机溶剂。氯化亚砜是一种非常重要的精细化工产品和中间体，广泛用于农药、医药、染料、食品、电镀、感光材料和电池等行业。
2.8 氯化钛白粉
氯化法钛白粉的生产方式主要有硫酸法和氯化法两种。硫酸法过程比较繁琐和复杂，并且产品质量低，而氯化法流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品，符合环保要求[5]。
2.9 氯乙酸
氯乙酸分子中具有羧基和氯原子两个官能团，使其在医药、燃料、农药、日化、表面活性剂、造纸化学品、纺织助剂、橡胶助剂、电镀以及香料香精等方面具有广泛的应用[6]。乙酸氯化法是目前国内外生产氯乙酸最主要的方法，工艺相对成熟，有条件的企业可以重点发展高纯度氯乙酸。目前，国际市场需求较大。
2.10 三氯氢硅
三氯氢硅是制造有机硅、单晶硅的主要原料，在常温、常压下为具有刺激性恶臭、易流动、易挥发的无色透明液体。随着经济的发展、科学技术的进步，我国对三氯氢硅的需求量持续增加，但我国生产三氯氢硅的企业少、产品质量达不到市场要求，以致有机硅、单晶硅生产企业需要进口国外原料三氯氢硅[7]。
2.11 氯化石蜡 氯化石蜡是指C10—C30正构烷烃的氯代产物，含氯量为40.0%～70.0%，是一种浅黄色至橙黄色的黏稠液体，拥有电绝缘性良好、挥发性低、阻燃以及价格低廉等优点，所以，在阻燃剂和聚氯乙烯辅助增塑剂中都有着广泛的应用，还能用于聚氨酯防水涂料、聚氨酯塑胶跑道铺面材料、润滑油等[8]。
2.12 ADC发泡剂
ADC的化学名称是偶氮二甲酰胺，ADC发泡剂具有无毒、无气味、无污染、稳定性好、产气量高、不易燃、生产价格低廉等优点[9]，可用于聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、ABC及种橡胶等合成材料的生产，用途十分广泛。
2.13 对苯二甲酰氯
对苯二甲酰氯（TPC）在湿空气中发烟，遇水分解，易溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿等有机溶剂，主要用于对位芳纶、芳砜轮等聚合单体，可作聚酰胺、聚酯等聚合物的原料，该产品也用作农药、医药、染料、颜料、紫外线吸收剂、交联剂的中间体。
3 结语
根据本区域资源优势，合理规划，因地制宜，将相关企业联合起来组成循环化工产业园区，构成一个闭合或者半闭合的资源循环利用网络，以氯碱企业为中心，吸收各种企业进行“补环”，打造多条产业生态链，将一条产业生态链的副产品用作另一个产业生态链的的投入原材料，通过废物交换、循环利用、清洁生产等手段，最大限度地利用资源或减少负面环境影响，达到资源与能源共用、企业共生的目的，最终形成资源闭路循环的化工产业园区，实现经济的稳步增长和清洁、绿色、可持续发展。
[参考文献]
[1] 張培超.氯碱行业2018年经济运行分析及2019年市场展望[J].中国石油和化工经济分析，2019（4）：47-49.
[2] 段继海，姜永刚，张自生.氯化聚乙烯生产技术的研究进展[J].合成材料老化与应用，2018（3）：119-124.
[3] 金栋.我国环氧氯丙烷合成技术研究进展[J].乙醛醋酸化工，2019（10）：8-12.
[4] 崔小明.我国氯丁橡胶生产技术进展及市场分析[J].橡胶参考资料，2017（2）：19-23.
[5] 赵波，刘红星.浅析氯化钛白粉生产及三废处理[J].云南化工，2019（7）：50-51.
[6] 李明，伍小明.我国氯乙酸生产技术研究新进展[J].精细与专用化学品，2018（1）：41-43.
[7] 张红霞.三氯氢硅生产技术的改进措施[J].化工管理，2019（7）：83-84.
[8] 吴红忠.新形势下氯化石蜡生产的发展方向[J].氯碱工业，2019（10）：23-26.
[9] 马福龙，马成功，柴克燕.浅谈ADC发泡剂生产工艺现状及改进标准[J].中国石油和化工标准与质量，2016（13）：114-116.
Discussion on the planning of chlor alkali enterprises in circular chemical industry park
Kong Changsheng， Hu Fang， Liu Yongling， Yue Hongna， Hu Huabin
[Jiaozuo Coal Industry（Group）Kaiyuan Chemical Co. Ltd.， Jiaozuo 454191， China]
Abstract：Based on chlor alkali， the chemical industry park plans to expand or extend to polyvinyl chloride， chlorinated polyvinyl chloride， chlorinated polyethylene， polyvinylidene chloride and other material industries to create multiple industrial ecological chains. The by-products of the industrial ecological chain are used as inputs or raw materials of another industrial ecological chain. By means of waste exchange， clean production and other means， the use of resources will be maximized the negative environmental impact will be reduced . The goal of building a circular chemical industrial park will be realized if chlor alkali enterprises can achieve the above points.
Key words：chlor alkali； polyvinyl chloride； epichlorohydrin； epoxy resin； thionyl chloride； circular chemical industry park
关键词：氯碱；聚氯乙烯；环氧氯丙烷；环氧树脂；氯化亚砜；循环化工产业园区
1 碱氯失衡现象
近年来，以氧化铝为代表的下游行业快速发展以致烧碱消费增长较快，但耗氯项目增加相对较平缓，这就造成“碱长氯短”“以碱补氯”的碱氯失衡现象，2019年这种失衡问题依然严峻[1]。
为解决氯氣过剩问题，促进烧碱的生产，氯碱企业乃至化工园区应以氯碱为基础，加快发展附加值高、市场需求大的氯化聚合物、含氯中间体等氯碱深加工产品，结合自身实际，规划适合自身发展的氯产品及产业链精度；契合国民经济发展方向，推进氯下游产品开发的深度，结合科技创新和技术改进，增加下游衍生氯产品及产业链的亮度，打造多条产业生态链，将一条产业生态链的副产品用作另一个产业生态链的投入或原材料，最大限度地利用资源减少负面环境影响，最终实现循环化工产业园区可持续发展的目标。氯下游产品众多，以下主要介绍规模相对较大的氯产品，仅供参考。
2 几种规模相对较大的氯产品
2.1 聚氯乙烯
聚氯乙烯（PVC）是我国规模最大的有机氯产品之一，耗氯量约占全国氯气总产量的40%，是调节碱氯平衡的主要产品。
我国PVC行业格局为电石法占比80%，低成本的西部地区产能和高成本的东部地区产能占比基本为6∶4；乙烯法占比20%。但2019年以来随着乙烯价格的暴跌，基本上乙烯法PVC成本已经与西北产能不相上下了。预计2019—2022年乙烯产能增速分别约为4.0%、4.6%、5.3%和6.3%，即使需求增速维持在较为乐观的4.0%，就供需和周期规律来看，至少未来3年乙烯都将在底部区间运行。
2.2 氯化聚氯乙烯
氯化聚氯乙烯（CPVC）是PVC进一步氯化改性的产品，其中氯质量分数一般在60.0%～74.0%，比普通PVC产品具有更高的耐冲击、耐高温、耐腐蚀、阻燃性能，广泛应用于石油、轻工、化工、电镀、印染、建材、航空、食品等领域。
CPVC是氯碱厂的下游产品，对于氯平衡有着相当积极的作用，同时，在CPVC的生产中可以对现有的各种PVC生产装置进行充分的利用，因此，氯碱企业可以大力发展CPVC。
2.3 氯化聚乙烯
氯化聚乙烯（CPE）是通过取代反应将聚乙烯（PE）分子链中的氢原子取代为氯原子，是PE的重要改性产品，根据其含氯量、残余结晶度及其他技术特征，CPE产品可分为树脂型和橡胶型。在塑料、建材、电气、医药、农业、橡胶、油漆、颜料、轮船、造纸、纺织、包装及涂料等行业都有广泛的应用，其开发利用前景非常广阔[2]。
2.4 聚偏二氯乙烯
聚偏二氯乙烯（PVDC）是一种热塑性树脂，其软化温度在160～200 ℃，有着头尾相连的先行聚合链结构：—[CH2—CCl2—]n。PVDC树脂具有无毒、无味、耐腐蚀以及不燃的特点，在隔氧、防潮、耐酸碱、耐油浸以及自熄性等方面都有着优良的性能。在当前塑料包装中，PVDC具有最好的综合阻隔性，因此，在食品、药品等包装领域中有着广泛的应用。
2.5 环氧氯丙烷
环氧氯丙烷[3]为无色液体，有似氯仿气味，易挥发，不稳定，能与乙醇、乙醚、氯仿、三氯乙烯和四氯化碳等混溶，不溶于水，不能与石油烃混溶，是合成环氧树脂的重要原材料。2019年环氧氯丙烷整体行情处于近几年新高，2019年10月价格一路飙涨至18 500元/t，利润空间在万元以上；2019年12月，价格恢复到14 500元/t左右。
2.6 氯丁橡胶
氯丁橡胶（CR）是以2-氯-1，3-丁二烯为主要单体，利用共聚反应或者均聚反应所制得的一种弹性体。CR分子链之中含有极性氯原子基团，其双键能够得到良好的保护，并且还有良好的稳定性。所以，CR具有耐老化、耐油、耐光、耐热、耐化学品腐蚀、耐臭氧老化性、耐候性、耐燃性等以及良好的物理机械性能和电性能，其综合性能是天然橡胶和其他合成橡胶无法比拟的，应用非常广泛[4]。
2.7 氯化亚砜
氯化亚砜在常温、常压下是无色或淡黄色的液体，有刺激性气味，遇水容易分解为氯化氢和二氧化硫，可混溶于苯、氯仿、四氯化碳等有机溶剂。氯化亚砜是一种非常重要的精细化工产品和中间体，广泛用于农药、医药、染料、食品、电镀、感光材料和电池等行业。
2.8 氯化钛白粉
氯化法钛白粉的生产方式主要有硫酸法和氯化法两种。硫酸法过程比较繁琐和复杂，并且产品质量低，而氯化法流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品，符合环保要求[5]。
2.9 氯乙酸
氯乙酸分子中具有羧基和氯原子两个官能团，使其在医药、燃料、农药、日化、表面活性剂、造纸化学品、纺织助剂、橡胶助剂、电镀以及香料香精等方面具有广泛的应用[6]。乙酸氯化法是目前国内外生产氯乙酸最主要的方法，工艺相对成熟，有条件的企业可以重点发展高纯度氯乙酸。目前，国际市场需求较大。
2.10 三氯氢硅
三氯氢硅是制造有机硅、单晶硅的主要原料，在常温、常压下为具有刺激性恶臭、易流动、易挥发的无色透明液体。随着经济的发展、科学技术的进步，我国对三氯氢硅的需求量持续增加，但我国生产三氯氢硅的企业少、产品质量达不到市场要求，以致有机硅、单晶硅生产企业需要进口国外原料三氯氢硅[7]。
2.11 氯化石蜡 氯化石蜡是指C10—C30正构烷烃的氯代产物，含氯量为40.0%～70.0%，是一种浅黄色至橙黄色的黏稠液体，拥有电绝缘性良好、挥发性低、阻燃以及价格低廉等优点，所以，在阻燃剂和聚氯乙烯辅助增塑剂中都有着广泛的应用，还能用于聚氨酯防水涂料、聚氨酯塑胶跑道铺面材料、润滑油等[8]。
2.12 ADC发泡剂
ADC的化学名称是偶氮二甲酰胺，ADC发泡剂具有无毒、无气味、无污染、稳定性好、产气量高、不易燃、生产价格低廉等优点[9]，可用于聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、ABC及种橡胶等合成材料的生产，用途十分广泛。
2.13 对苯二甲酰氯
对苯二甲酰氯（TPC）在湿空气中发烟，遇水分解，易溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿等有机溶剂，主要用于对位芳纶、芳砜轮等聚合单体，可作聚酰胺、聚酯等聚合物的原料，该产品也用作农药、医药、染料、颜料、紫外线吸收剂、交联剂的中间体。
3 结语
根据本区域资源优势，合理规划，因地制宜，将相关企业联合起来组成循环化工产业园区，构成一个闭合或者半闭合的资源循环利用网络，以氯碱企业为中心，吸收各种企业进行“补环”，打造多条产业生态链，将一条产业生态链的副产品用作另一个产业生态链的的投入原材料，通过废物交换、循环利用、清洁生产等手段，最大限度地利用资源或减少负面环境影响，达到资源与能源共用、企业共生的目的，最终形成资源闭路循环的化工产业园区，实现经济的稳步增长和清洁、绿色、可持续发展。
[参考文献]
[1] 張培超.氯碱行业2018年经济运行分析及2019年市场展望[J].中国石油和化工经济分析，2019（4）：47-49.
[2] 段继海，姜永刚，张自生.氯化聚乙烯生产技术的研究进展[J].合成材料老化与应用，2018（3）：119-124.
[3] 金栋.我国环氧氯丙烷合成技术研究进展[J].乙醛醋酸化工，2019（10）：8-12.
[4] 崔小明.我国氯丁橡胶生产技术进展及市场分析[J].橡胶参考资料，2017（2）：19-23.
[5] 赵波，刘红星.浅析氯化钛白粉生产及三废处理[J].云南化工，2019（7）：50-51.
[6] 李明，伍小明.我国氯乙酸生产技术研究新进展[J].精细与专用化学品，2018（1）：41-43.
[7] 张红霞.三氯氢硅生产技术的改进措施[J].化工管理，2019（7）：83-84.
[8] 吴红忠.新形势下氯化石蜡生产的发展方向[J].氯碱工业，2019（10）：23-26.
[9] 马福龙，马成功，柴克燕.浅谈ADC发泡剂生产工艺现状及改进标准[J].中国石油和化工标准与质量，2016（13）：114-116.
Discussion on the planning of chlor alkali enterprises in circular chemical industry park
Kong Changsheng， Hu Fang， Liu Yongling， Yue Hongna， Hu Huabin
[Jiaozuo Coal Industry（Group）Kaiyuan Chemical Co. Ltd.， Jiaozuo 454191， China]
Abstract：Based on chlor alkali， the chemical industry park plans to expand or extend to polyvinyl chloride， chlorinated polyvinyl chloride， chlorinated polyethylene， polyvinylidene chloride and other material industries to create multiple industrial ecological chains. The by-products of the industrial ecological chain are used as inputs or raw materials of another industrial ecological chain. By means of waste exchange， clean production and other means， the use of resources will be maximized the negative environmental impact will be reduced . The goal of building a circular chemical industrial park will be realized if chlor alkali enterprises can achieve the above points.
Key words：chlor alkali； polyvinyl chloride； epichlorohydrin； epoxy resin； thionyl chloride； circular chemical industry park