聚乙烯醇(PVA)外觀為白色粉末,是壹種水溶性聚合物,用途廣泛。其性能介於塑料和橡膠之間,用途可分為纖維和非纖維。
由於PVA經過特殊處理後具有獨特的強粘接性、膜層柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護膠體性、阻氣性、耐磨性和耐水性,因此被廣泛用於生產塗料、粘合劑、紙張加工助劑、乳化劑、分散劑、薄膜等產品,應用範圍涵蓋紡織、食品、醫藥、建築、木材加工和造紙等。
1生產方式
聚乙烯醇是德國化學家W.O.Herrmann和W.W.Hachnel博士在1924年首先發現的。由於它能進行多元醇的典型化學反應,並通過不溶化使其變性,因此具有不同的功能,從而產生壹系列合成材料,廣泛應用於工農業生產和醫療。1926 PVA工業化,50年代產品大規模工業化。
根據原料不同,生產聚乙烯醇的工藝路線可分為乙烯法和乙炔法兩種。
1.1乙烯的直接合成
石油裂解乙烯直接合成法最早由日本Kolili公司(原倉富人造絲公司)開發成功,並用於工業生產。目前世界上生產PVA的工藝路線以乙烯法為主,其數量占總產能的72%。美國完成了乙炔法向乙烯法的過渡,日本乙烯法占70%以上,而中國只有兩家廠家是乙烯法。
其工藝流程包括五個工序:乙烯的獲得、醋酸乙烯酯的合成、精餾、聚合、聚醋酸乙烯酯的醇解、醋酸和甲醇的回收。
石油乙烯工藝的工藝特點是:生產規模比乙炔工藝大,產品質量好,設備易於維護、管理和清洗,熱利用率高,節能明顯,生產成本比乙炔工藝低30%以上。
1.2天然氣熱解直接合成乙炔
乙炔合成法根據原料來源的不同可分為電石乙炔合成法和天然氣裂解乙炔合成法。
1.2.1電石乙炔合成法
電石和乙炔的合成方法率先實現工業化生產。
電石乙炔法的工藝特點是:操作簡單、收率高、副產物易分離,所以國內仍有10家工廠仍在使用該工藝生產,且大部分采用高堿法生產。但由於該工藝路線能耗高、質量低、成本高,生產過程中產生的雜質也嚴重汙染環境,成本高於其他兩種方法生產的PVA(800 ~ 1000元/t),缺乏市場競爭力,屬於逐步淘汰的過程。早在20世紀70年代,國外先進國家已全部采用低堿生產技術。
1.2.2用天然氣裂解乙炔
直接合成乙炔在天然氣、煤和電豐富的地區,天然氣乙炔法仍有生命力。歐洲、朝鮮等國家主要采用天然氣乙炔法,中國有壹套采用該方法的生產裝置。
以天然氣乙炔為原料的博登法不僅技術成熟,而且有利於乙炔的綜合利用。VAc的生產成本比電石乙炔法低50 ~ 70%。但是天然氣乙炔的投資和技術都有難度。