[隆眾聚焦]:PPO工藝差異化分析
一、聚苯醚生產(chǎn)工藝對比
1.1 聚苯醚簡介
聚苯醚化學名稱為聚2,6—二甲基—1,4—苯醚,簡稱PPO(Polyphenylene Oxide)或PPE(Polypheylene ether),又稱為聚亞苯基氧化物或聚苯撐醚,是上世紀60年代發(fā)展起來的高強度工程塑料。.
聚苯醚是由2,6-二取代基苯酚經(jīng)氧化偶聯(lián)聚合而成的熱塑性樹脂,一般呈土黃色粉末狀,無毒、透明、相對密度小,具有優(yōu)良的機械強度、耐應力松弛、抗蠕變性、耐熱性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸穩(wěn)定性。
1.2?聚苯醚生產(chǎn)工藝概述
聚苯醚工業(yè)化生產(chǎn)包括單體2,6-二甲基苯酚合成和聚苯醚合成兩大部分,在金屬氧化物催化劑的作用下,苯酚與甲醇在高溫下發(fā)生甲基化反應,生產(chǎn)2,6-二甲基苯酚,單體純度可達99.5%以上。再通過2,6-二甲基苯酚為單體進行氧化偶合縮聚反應,得到聚苯醚。
圖1 聚苯醚生產(chǎn)流程簡圖
聚苯醚的生產(chǎn)工藝可以分為無溶劑熔融法、有機溶劑法、全水介質(zhì)法三類,目前主流生產(chǎn)工藝為有機溶劑法,另兩種并未商業(yè)化應用。
20世紀90年代末,有機溶液法逐步成為世界上各大廠商工業(yè)化生產(chǎn)聚苯醚的主要方法。按照反應介質(zhì)的不同,有機溶液法可分為均相溶液縮聚法和沉淀縮聚法。
均相溶液縮聚法是以甲苯、二甲苯等為溶劑,當單體偶合聚合物達到一定黏度時,注入甲醇或乙醇中,使產(chǎn)品樹脂沉淀,過濾,淋洗,干燥,得到聚苯醚樹脂原粉。
沉淀縮聚法反應介質(zhì)是溶劑甲苯或甲苯與沉淀劑(甲醇或乙醇)的混合溶液,單體在偶合聚合反應結(jié)束后自動從溶液中沉析出來。
聚苯醚兩種生產(chǎn)工藝對比 | ||
工藝名稱 | 均相溶液縮聚法 | 沉淀縮聚法 |
催化劑 | 鹵化亞銅與正丁胺的絡合物 | 鹵化亞銅和二甲胺的絡合物 |
優(yōu)點 | 產(chǎn)品質(zhì)量好,收率高,質(zhì)少,制品色澤和性能優(yōu)良。 | 對單體純度要求低(>95%),操作工序少。工藝成熟,分子量分布窄。容易運輸、低溶劑殘留。 |
缺點 | 對單體純度要求高(>99%),操作工序相對多。 | 產(chǎn)率雜,收率低,后處理洗滌較困難,影響產(chǎn)品電性能和色澤。 |
解決方法 | 反應中生成的水與溶劑不相混溶,而且生成的水相會鈍化催化劑,所以需加脫水劑或使用耐水解的催化劑。 | 由于生產(chǎn)過程是邊聚合邊沉淀,部分催化劑會被包在聚合物內(nèi),后處理時洗滌較為困難。通過溶解聚合物,可以將催化劑釋放出來,然后可以通過洗滌、沉析、過濾、干燥等方法分離和回收催化劑。 |
1.3 聚苯醚生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀
2023年我國聚苯醚總產(chǎn)能8.6萬噸,其中6.6萬噸設計工藝為均相溶液縮聚法,占比77%;僅有南通星辰合成材料有限公司芮城分公司采用的是沉淀縮聚法,占比23%。2023年我國聚苯醚分工藝產(chǎn)能分布見圖2。
單位:萬噸
圖2 2023年我國聚苯醚產(chǎn)能分工藝占比
從區(qū)域來看,江蘇省聚苯醚產(chǎn)能以4萬噸排在第一位,占比接近50%,占據(jù)國內(nèi)產(chǎn)能的“半壁江山”,包含南通星辰的3萬噸,以及尚未正式投產(chǎn)的江蘇泰州京騰昊樺。大連中沐產(chǎn)能1.6萬噸,占比19%。上海鑫寶在邢臺、唐山投產(chǎn)的聚苯醚項目受原材料以及資金等問題,尚未投入運營。以上均為均相溶液縮聚法生產(chǎn)企業(yè)。南通星辰山西芮城分公司采用的是沉淀縮聚法,聚苯醚產(chǎn)能2萬噸,占比23%。
二、兩種工藝市場對比分析
2.1 價格走勢對比
圖3 兩種工藝聚苯醚與原料苯酚價格走勢對比圖
聚苯醚不同工藝生產(chǎn)出來的產(chǎn)品價格走勢不同。雖然均相溶液縮聚法對聚合單體的純度要求更高,生產(chǎn)出來的產(chǎn)品收率高,雜質(zhì)少,制品色澤和性能優(yōu)良,理應價格更高,但是因國內(nèi)用沉淀縮聚法生產(chǎn)的僅一家,供應少,主要供應出口訂單,產(chǎn)品批次保持一致即可。而且經(jīng)過后處理,產(chǎn)品品質(zhì)得到大幅改善,產(chǎn)品實際應用基本無差別。沉淀縮聚法2006年就已經(jīng)工業(yè)化,很早就出口海外,工藝成熟,分子量分布窄,容易運輸、低溶劑殘留,被廣大海外客戶所接受,因此藍星芮城生產(chǎn)的聚苯醚以出口為主,價格普遍偏高。 ?
2.2 利潤對比分析
圖4 聚苯醚不同工藝利潤走勢對比圖
因銷售渠道不一、銷售價格不同,聚苯醚不同工藝利潤情況也就出現(xiàn)不同走勢。兩種工藝生產(chǎn)成本基本一致,相差不大。沉淀縮聚法雖然對聚合單體純度要求略低,但后處理復雜。均相溶液法對單體純度要求高,操作工序相對多,但所出產(chǎn)品收率高,雜質(zhì)少,不用經(jīng)過復雜的后處理洗滌等工序。因此以出口訂單為主、成交價格高的沉淀縮聚法盈利水平高于均相溶液縮聚法。當然,對于不同廠家,同樣是均相溶液縮聚法出來的產(chǎn)品,受批次、銷售渠道、訂單量大小不同等因素影響,價格也有所不同,盈利情況以實際成本和成交為準。
據(jù)隆眾資訊數(shù)據(jù)監(jiān)測,國內(nèi)某龍頭企業(yè)兩種工藝生產(chǎn)出來的聚苯醚盈利水平良好。其中沉淀縮聚法平均盈利水平在4068元/噸,均相溶液縮聚法平均盈利在2308元/噸(2023年6月-2024年3月),沉淀縮聚法盈利水平高出43.26%。可見兩種工藝盈利水平的波動主要受產(chǎn)品銷售價格的影響,成本面影響不大。在國內(nèi)銷售價格相差無幾的情況下,出率高,純度高的均相溶液縮聚法更受生產(chǎn)企業(yè)青睞,后期投產(chǎn)的企業(yè)也均采用此工藝。
三、聚苯醚下游應用
聚苯醚改性后被廣泛應用在光伏連接器、電子電器、電線電纜、水處理、汽車、機械、化學工業(yè)、航空航天及軍工等領域中,兩種工藝生產(chǎn)出來聚苯醚產(chǎn)品在下游改性過程中并無明顯差距,對改性及終端應用企業(yè)而言,同一批次的制品用同一廠家、同一次批次產(chǎn)的聚苯醚生產(chǎn)最好。
光伏領域:聚苯醚可用于光伏接線盒,光伏接線盒暴露在環(huán)境中的部分為盒體、盒蓋及連接器,它們都是由耐候性強的材料制作,目前最常用的材料為聚苯醚,它的負荷變形溫度可達190℃以上,脆化溫度為-170℃。
電子電裝工業(yè):用于制造連接器、線圈繞線軸、機械部件護罩、開關繼電器、調(diào)諧設備、大型電子顯示器、可變電容器、蓄電池配件、話筒等零部件;
家用電器:用于電視機、攝影機、錄像帶、錄音機、空調(diào)機、加溫器、電飯煲等零部件,復印機、計算機系統(tǒng),打印機、傳真機等外裝件和組件;
水處理行業(yè):用于制造水表、水泵。紡織廠用的紗管需耐蒸煮,用MPPO制的紗管使用壽命長。
汽車工業(yè):適用于儀表板件、窗框、減震器、泵過濾網(wǎng)等;
機械工業(yè):用作齒輪、軸承、泵葉輪、鼓風機葉輪片等;
化工領域:用于制作管道、閥門、濾片及潛水泵等耐腐蝕零部件。
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