年产6万吨乙烯法特种聚乙烯醇树脂升级改造项目可行性研究报告
思瀚产业研究院    2022-10-21

1、聚乙烯醇产品用途

聚乙烯醇简称聚乙烯醇，也称 PVOH，具有多元醇的典型化学性质，能进行酯化、醚 化及缩醛化等反应。有较好的化学稳定性及良好的绝缘性、成膜性、气体阻隔性。

除此之外，聚乙烯醇还具有水溶性、水溶液的贮存稳定性、粘结性、界面化学性质、抗溶剂性、热稳定性等独特的性能。 聚乙烯醇用途广泛，尤其是新品种开发应用涉及面广。其主要用途是生产维纶、纺织浆料、涂料、粘合剂、纸张增强剂及涂层、产业聚合助剂等。

下游产品包括维纶、涂 料、粘合剂、纤维浆料、纸张处理剂、乳化剂、分散剂、薄膜、医疗材料、建筑和汽车 改性材料，应用领域涉及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、化妆品、 农业、冶金、石油开采等行业。

2、聚乙烯醇市场需求现状及预测

近年来，世界聚乙烯醇的消费量稳步增长，2016 年总需求量为 134.9 万吨，2018 年 增加到 139.2 万吨。预计 2019-2022 年，世界聚乙烯醇的消费量将以年均约 1.5%的速 度增长，到 2022 年总消费量将达到约 147 万吨。其中消费增长速度最快的是亚太地区， 消费量的年均增长率将达到约 2.2%。

我国聚乙烯醇主要用于聚合助剂、织物浆料和粘合剂等域。2019 年我国聚乙烯醇的 消费阶结构为:聚合助剂对聚乙烯醇的需求量约占总消费量的 37.0％，织物浆料约占 20.0％，建筑涂料约占 6.0％，维轮纤维约占 13.0％，造纸浆料和涂约占 8.0％，粘合 剂约占 11.0％，其他方面约占 5.0%。

随着我国经济的发展，高支高密高档纺织品内需与出口增加，高档造纸业、石油开 采业发展速度加快，汽车工业更是蓬勃发展，汽车、建筑用安全玻璃需求快速上升，这 些行业对聚乙烯醇新产品的开发提供了广阔的发展空间，PVA 在汽车、建筑用安全玻璃、 PVB 薄膜、可生物降解 PVA 薄膜及医药领域等方面将有较好的发展前景。

聚乙烯醇纤维因其良好的性能，可以在水泥行业替代对健康有危害的石棉，且强度提高 2.5 倍，目前 国际上已大面积禁用石棉制品，但我国还处于初始阶段，各企业可大力推动聚乙烯醇纤 维在水泥中的使用，促进聚乙烯醇的消费。国内大量基础设施建设为粘合剂市场提供了 发展机遇;纺织行业层亏转强，为聚乙烯醇打开了浆料市场空间;而电子、造纸、医药、精细化工行业的稳步发展，进一步推动了聚乙烯醇需求的上升。

3、项目概述

本项目为 6 万吨/年乙烯法特种聚乙烯醇树脂升级改造项目，项目选址在合肥巢湖 化工园区，园区内现有聚乙烯醇生产装置在 2006年取得安徽省经信厅备案（皖经资源 函【2006】564 号），产能为 9.2 万吨聚乙烯醇/年，本项目采用先进的技术和装备对现有的聚乙烯醇生产线进行升级改造，全面提高聚乙烯醇生产线的技术装备、能效环保、 本质安全、产品品质等水平，实现皖维高新材料股份有限公司本部现有聚乙烯醇生产技 术的更新迭代和聚乙烯醇产品高端化发展。

项目工程报批总投资 130259.41 万元，其中建设投资 116097.42 万元，建 设期利息 5831.61 万元，铺底流动资金 8330.38 万元。

项目名称、主办单位名称及法人代表。

项目名称： 6 万吨/年乙烯法特种聚乙烯醇树脂升级改造项目。

主办单位： 安徽皖维高新材料股份有限公司。

项目建设地点：安徽皖维高新材料股份有限公司现有厂区内。

4、投资的必要性和经济意义

（1）符合我国国民经济和社会发展规划

据统计全球聚乙烯醇（PVA）生产主要集中在中国、日本、美国等少数几个国家和 地区，总装置产能约 185 万吨，2020 年实际产量 135 万吨左右，其中亚太地区是主要 生产地区，占世界总产量 85%以上。2020 年我国聚乙烯醇总产能 99.6 万吨（不含台湾 地区），实际产量为约 81 万吨，是世界上最大的聚乙烯醇生产国。

全球除中国外的聚乙烯醇具有代表性的企业主要有：日本可乐丽株式会社、日本积水化学工业株式会社、 日本合成化学工业株式会社、日本尤尼吉卡（JVP）、美国杜邦公司等，绝大部分采用 乙烯法，然而我国 PVA 生产装置主要采用生产工艺相对落后的电石乙炔法，生产成本 相对较高，对环境有一定的污染，主要用于生产常规产品，高端、多用途特种 PVA 仍 然依靠进口，制约我国液晶显示、汽车挡风玻璃等行业发展。以《中国制造 2025》和 《国家创新驱动发展战略纲要》为行动纲领，其中具体提出：着力改造提升传统产业， 加快培育化工新材料，突破一批具有自主知识产权的关键核心技术，建设一批具有国际 竞争力的大型企业。

本项目的实施为我国聚乙烯醇行业高质量发展起到积极推动和示范 作用，生产的产品高端配套合肥主导产业（液晶显示产业链上游原料聚乙烯醇），带动 周边地区各项相关产业的发展，促进皖江地区总体经济的发展，同时也促进国家中部崛 起战略和安徽省东向战略的实施，符合我国国民经济和社会发展规划。

（2）符合国家及省市的产业政策和行业进步要求

该项目符合《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录（2016 版）》“3 新材料产 业，3.1 新型功能材料，3.17 新型膜材料：功能高分子膜材料”。符合国家发改委第 29 号令发布的《产业结构调整指导目录（2019 年本）》“鼓励类：二十八、信息产业，27、 薄膜场效应晶体管 LCD（TFT-LCD）、有机发光二极管（OLED）、电子纸显示、激光 显示、3D 显示等新型平板显示器件、液晶面板产业用玻璃基板、电子及信息产业用盖 板玻璃等关键部件及关键材料（聚乙烯醇）。”；

合肥市加快推动产业转型升级，根据《2020 年合肥市两会政府工作报告》，2020 年合肥市需要着重发展的八个方向，其中把加快产业转型升级放在优先发展的地位。符 合《合肥市主导产业配套新材料和服务指导目录》第 I 类，用于制造偏光片、彩色滤光片的相关化学品（聚乙烯醇等）。

本项目建设符合国家、地方产业政策，符合相关环保政策，符合园区产业定位、园 区规划及规划环评、“三线一单”等要求。

（3）符合皖维集团的产业发展规划与布局

根据皖维集团“十四五”发展指导思想和发展目标，坚持围绕主业发展的总思路，重 点推进三大产业基地、四大产业集中区、五大产业链的协同发展，高起点、高标准谋划 高技术含量、高投资回报的好项目、大项目，不断提升企业的抗风险能力和盈利能力。 皖维本部高新材料产业基地主要发展新型化工产业和高端新材料产业。

一是通过对 高端 PVA 树脂、VAE 乳液等产品的开发和产业化，壮大企业优势化工产业规模；二是 配套建设乙烯法醋酸乙烯装置，进一步提升对上游原料的掌控力；三是持续增加 PVA 光学薄膜及偏光片、PVB 树脂及胶片、可再分散性胶粉产品等“卡脖子”材料的技术开发 投入，积极推进成果转化，不断提升高端新材料产业的占比；四是对生产设备和生产流 程进行数字化、智能化改造，提升两化融合发展水平。

本项目以乙烯法聚乙烯醇生产技术，替代皖维集团原有的“电石-乙炔”法聚乙烯 醇技术路线，符合皖维集团“十四五”产业发展规划，可实现皖维围绕 PVA 产业增连补链 强链发展。

5、醋酸乙烯装置技术方案

醋酸乙烯的工业化生产方法历史上有过乙炔液相法、乙醛醋酐合成法、乙烯液相法 等。目前世界上醋酸乙烯工业化生产的主要工艺路线有乙烯法、乙炔法和甲醇与合成气 生产醋酸乙烯的 Halcon 法。

乙炔法在二十世纪六十年代以前是醋酸乙烯的主要生产方法。该法包括电石乙炔法 和天然气乙炔法，前者由于污染大、成本高、在国外已属于逐步被淘汰的技术。但目前 我国乙炔法仍占重要地位。 Halcon 法是美国 Halcon 公司在 20 世界 80 年代开发的以煤为原料制取醋酸乙烯的 工艺。

项目工艺流程简述

工艺过程大致如下：首先以煤为原料制合成气，合成气羰基合成甲醇，甲醇与合 成气羰基合成醋酸，醋酸与甲醇酯化得到醋酸甲酯。醋酸甲酯通过羰基化反应生成亚乙 基二乙酸酯（EDA），再经热裂解生成醋酸乙烯和醋酸。该法不用乙烯和醋酸作原料，实现了以煤为单一原料生产醋酸乙烯。

Halcon 法生产成本较高，故至今尚未实现工业化 生产。 乙烯法的蓬勃发展始于二十世纪七十年代。随着全球石油化工的发展，乙烯变得价 廉易得，由此乙烯法占据了醋酸乙烯生产的主导地位。目前，乙烯法装置的生产能力占 总能力的 77.48%。美国醋酸乙烯生产二十世纪七十年代初已完成了由乙炔法向乙烯法的 转换，日本的乙烯法约占 76%。

乙烯法又分为液相法和气相法，液相法因催化剂系统 （PdCl2）对设备的腐蚀性太大，已基本被淘汰。 我国聚乙烯醇的市场价格主要与原料醋酸乙烯酸、电石、进口价格等有关。近几年， 我国乙烯醇的市场价格整体呈现先下降，然后逐新上涨，此后又下降的发展态势。同时 新发展理念及碳达峰、碳中和的目标表明，高能耗的电石法将是限制发展，且成本上升。

目前醋酸乙烯的成本电石法比乙烯法高 1500 元/吨左右。将来，从国家的新发展理念出 发和内蒙古能源双控形势来看，未来电石的价格一定会居高不下；同时从 2019 年开始， 中国乙烯进入投产集中期，2020-2025 年间较多的百万吨乙烯将进入市场，随着国内产 量的不断增加，国内乙烯贸易流通量将呈现增长态势，未来对进口的依赖度将有所降低。 因此后期我国乙烯市场缓解乙烯需求企业采购压力，未来乙烯的价格不会大幅上扬。

随着市场对 PVA 品质及品种的需求越来越高，以及目前乙烯法醋酸乙烯装置具有明显成本 优势，乙烯法 PVA 将逐步取代的电石法 PVA 生产技术。 由于目前乙烯法在国际上占据醋酸乙烯生产的主导地位，生产成本较低，醋酸乙烯 产品质量好，是国内醋酸乙烯生产的发展趋势，所以本装置采用乙烯法生产醋酸乙烯的 工艺路线。

乙烯气相法生产醋酸乙烯的国外主要专利商有德国Bayer、美国USI、BP Amoco Leap、 美国 Celanese 、LyondellBasell 的 Vacido 技术和美国 KBR SDK VAM 技术。

（1）德国 Bayer

技术 二十世纪六十年代末期，德国 Bayer-Hoechst 公司开发成功了乙烯气相法的醋酸乙 烯工业化生产技术。Bayer 技术采用 Pd-Au/Si02作催化剂，醋酸钾作助催化剂，乙烯、 醋酸与 O2 混合物以一定的进料比例进入列管式固定床反应器进行氧乙酰化反应合成醋 酸乙烯。该技术的工艺过程由原料混合与氧乙酰化反应、反应气分离及醋酸乙烯精制等 单元组成。该法的乙烯氧乙酰化反应起始温度较低，约 140℃。

随着反应时间的推移， 催化剂活性逐渐下降，因此需提高温度以维持活性，最终反应温度为 180℃。随着反应 时间的延长，CO2生成量增加，其它副产物则下降。在整个反应期间，大约有 4％～10％的乙烯转化成 CO2。 Bayer 技术的时空收率较高，易于实现大规模的生产，经济优越性更为明显，故目 前已有的以乙烯为原料路线的醋酸乙烯装置绝大多数采用 Bayer 技术。

（2）美国 USI 技术

二十世纪六十年代末期，美国 USI 公司也开发成功了乙烯气相法的醋酸乙烯工业化 生产技术。USI 技术与 Bayer 技术无论是工艺原理还是操作过程都非常相似，只是其工 艺条件较为温和，温度为 125～140℃，压力为 0.15~0.25MPa。催化剂以 Pd-Pt 为主， 载体为耐酸的α-Al2O3，寿命 2~3 年。该技术产品的时空收率较低，仅为德国 Bayer 技 术的 60％，单台反应器生产能力小，不宜进行大规模生产。

（3）BP Amoco 公司的 Leap

技术 二十世纪九十年代初，BP 开始致力于乙烯气相法的醋酸乙烯技术的研究，并开发成 功了先进的流化床制醋酸乙烯的 Leap 工艺，并采用此项技术于 2001 年在英格兰北部 Hull 建成了一套 25 万吨/年的工业化装置。

该工艺采用新设计的流化床反应器系统和催 化剂，使装置投资费用降低约 30％。该工艺在 152℃、0.9MPa 的条件下反应，乙烯、氧 气和醋酸的单程转化率分别为 8.3%、30.3%和 41.25%。以乙烯计，醋酸乙烯总收率为 96.6%。催化剂组成为 Pd/M/A，其中 M 代表 Ba、Au、Cd、Mn、Fe、Co、Ce、U 和它们的 混合物。

A 代表碱金属(K 最好)和它的混合物，适用的载体和粘结剂材料主要有二氧化 硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛和它们的混合物。 与固定床工艺比较，采用流化床工艺生产醋酸乙烯的优点在于：催化剂在反应器中 连续和均匀地混合，可明显改进助催化剂的均匀添加，并使助催化剂的浓度不变；流化 床的操作可连续移除失活催化剂，并更换新催化剂；流化床在等温环境下操作，使催化 剂由于过热而引起的失活减少到最低限度。另外由于改善了反应过程的传热，从而提高 了醋酸乙烯的产率，也提高了单台反应器的生产能力，延长了催化剂寿命。

而且由于采 用流化床反应器，可以减少或除去反应器所需的大量冷却管/盘管，也便于采用较小的 反应器，还可以除去固定床工艺所需的液体蒸馏塔及气体预热交换器等，使装置投资减 少 30％。

（4）美国 Celanese 工艺

美国 Celanese 固定床乙烯工艺，又称 VAntage 工艺，虽然也采用固定床技术，但 由于在催化剂方面做了重要改进，再加上对尾气中的乙烯采用了一种新的回收技术，所 以醋酸乙烯收率明显高于其它固定床装置。Vantage 工艺采用 Pd/Au 催化剂，以柠檬酸钾等为还原剂，硅胶为载体，同时又在 Pd/Au 的催化剂中加入了其它乙烯稀土元素，从而提高了催化剂的选择性和活性。

目前 Celanese 公司已对其在全球的醋酸乙烯装置采 用 VAntage 工艺进行改造，其中新加坡的 19 万吨/年装置采用该工艺后生产能力已提升 到 21 万吨/年，即在不增加任何投资的情况下生产能力便可增加 22%。2008 年，Celanese 公司在南京建设了 30 万吨/年的醋酸乙烯装置。

（5）LyondellBasell 公司的 Vacido 技术

LyondellBasell 公司的 Vacido 技术采用固定床管式反应器，催化剂为 Au-Pd/Al2O3。 该催化剂乙烯选择性 92%，醋酸选择性 99%，寿命 3 年，废催化剂贵金属回收率约为 92%。 1966 年，Millenium 公司采用该技术，在美国德克萨斯州拉波特建设了 13.6 万吨/年的 醋酸乙烯装置，后来又经过装置改造、扩建、工艺流程创新及催化剂升级等使该工厂规 模达到 38.6 万吨/年。该工厂目前有三条生产线，每条生产线有两台反应器并联。此技 术目前在南美和日本各转让了一套。

（6）美国 KBR SDK VAM 技术

美国 KBR SDK VAM 技术经过商业验证已有 40 余年，专利催化剂由 SDK 开发，并一 直在不断改进催化剂性能和工艺。利用该技术，SDK 公司于 1978 年在日本大分市建设了 规模为 17.5 万吨/年醋酸乙烯装置。

编制：邵明

责任编辑：陆民

来源：皖维高新  东华工程 思瀚产业研究院

可行性研究报告、商业计划书、项目申请书、设计规划、园区规划、建筑设计、风险评估报告、市场调研专项报告、行业研究报告、境外投资计划书、项目建议书等。

第一章 总论 ...........1

第二章 市场预测分析.......11

第三章 产品方案及规模.........24

第四章 工艺技术方案.....27

第五章 原材料、辅助材料、燃料和动力供应....51

第六章 建厂条件和厂址选择.....53

第七章 总图运输、土建、全厂内外管网....57

第八章 公用工程及辅助设施.....62

第九章 节 能 .....86

第十章 节 水 .....95

第十一章 消 防.....98

第十二章 环境保护....102

第十三章 职业卫生....118

第十四章 安全 ......124

第十五章 抗 震 .....147

第十六章 组织机构与人力资源配置...162

第十七章 项目实施计划...164

第十八章 投资估算.....168

第十九章 资金筹措...170

第二十章 财务分析......171

第二十一章 风险分析....176

第二十二章 研究结论和建议.....181