三氯乙烯生產消費現狀及市場前景分析

姚林

(遼寧方大工程設計有限公司，遼寧 葫蘆島 125000)

三氯乙烯為不飽和鹵代脂肪烴類化合物，是重要的有機氯產品。三氯乙烯的用途十分廣泛，主要用于金屬清洗(脫脂徹底)、萃取溶劑、化工醫藥原料和織物干洗等領域。近年來，三氯乙烯廣泛用于彩電、冰箱、汽車、空調、精密機械及微電子等行業，可作金屬部件、電子元件清洗劑，也作為原料中間體用于生產四氯乙烯、氯乙烯、二氯乙酰氯、HCFC-123、HCFC-124、HFC-125、HFC-134a等。

1 生產方法

目前三氯乙烯的生產方法主要有乙炔法、乙烯直接氯化法、乙烯氧氯化法等。據資料介紹，三氯乙烯也可采用乙烯熱氯化、冷氯化及氧氯化聯合過程同時生產氯乙烯、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烷和二氯乙烷等多種產品，可合理地利用資源，減少副產物。

另外，三氯乙烯還可通過四氯乙烯氣相催化脫氯化氫制得，此法可杜絕皂化殘渣排放，大大減少有機氯對環境的污染，并副產鹽酸。

1.1 乙炔法

1.1.1 皂化法

以無水三氯化鐵為催化劑，在減壓狀態下乙炔和氯氣加成反應生成四氯乙烷，四氯乙烷與石灰乳反應，生成三氯乙烯和氯化鈣。生成的三氯乙烯與水共沸蒸出，經低沸塔和高沸塔精餾除去低沸物和高沸物，即得三氯乙烯產品。皂化法工藝簡單，但皂化殘液較多，每生產1 t三氯乙烯產品會產生5～8 t皂化殘液，在環境保護方面壓力較大，因此國內新建三氯乙烯生產裝置已不采用皂化法工藝。反應方程式如下：

2CHClCCl2+2H2O+CaCl2。

1.1.2 氣相催化脫氯化氫法

國內目前新建三氯乙烯生產裝置的工廠均采用氣相脫氯化氫工藝。此法是將四氯乙烷汽化，在200～290 ℃條件下，四氯乙烷氣體進入裝有催化劑的固定床反應器。四氯乙烷脫氯化氫生成粗三氯乙烯，少量五氯乙烷也轉化為四氯乙烯。反應物脫氯化氫后，經多塔分離得成品三氯乙烯。反應方程式如下：

1.2 乙烯直接氯化法

乙烯直接氯化法是將乙烯和氯氣在含三氯化鐵催化劑的二氯乙烷溶液中反應生成1,2-二氯乙烷，再進一步氯化生成三氯乙烯和四氯乙烯混合物。反應在280～450 ℃高溫下進行，再經蒸餾、氨中和、洗滌、干燥分別得到三氯乙烯和四氯乙烯產品[1]。反應方程式如下：

CHClCCl2+CCl2CCl2+HCl。

1.3 乙烯氧氯化法

乙烯氧氯化法是乙烯與氯加成反應得1,2-二氯乙烷，然后在催化劑作用下，與氯、氧進行氧氯化反應，反應溫度425 ℃，產物經冷卻、水洗、干燥精餾、分離得三氯乙烯和四氯乙烯[1]。反應方程式如下：

4ClCHCCl2+4CCl2CCl2+14H2O。

1.4 分析

單從工藝技術角度看，以上3種工藝中乙烯氧氯化法是相對較先進的工藝，采用了氧氯化反應，避免了通常要產生的大量氯化氫。但是，就目前全球石油價格高漲和我國的現狀來看，二氯乙烷資源非常短缺(二氯乙烷是乙炔氧氯化法的中間產品)，且存在成本較高的劣勢，因此現階段該工藝并不適合在我國建設[5]。

而乙炔法的氣相催化脫氯化氫生產工藝安全可靠，“三廢”排放量大幅度減少，與傳統的乙炔法皂化工藝相比，在產品質量、環保方面具有較強的優勢。乙炔路線符合我國具有豐富煤礦資源的具體國情，是把我國傳統工藝路線進行了改造和深化；在石油價格高漲的今天，與石油乙烯工藝路線相比，該工藝路線具有較高的經濟效益和很強的生命力。目前，國內的三氯乙烯裝置大部分采用乙炔法氣相催化脫氯化氫生產工藝，特別是燒堿聯產聚氯乙烯生產裝置，其同時消耗乙炔和氯氣兩種原料，可以直接生產三氯乙烯，既解決了氯氣消耗問題，副產的氯化氫氣體也可作為原料回用至聚氯乙烯生產裝置。

2 國外三氯乙烯的生產和消費情況

從20世紀60年代末到70年代初，三氯乙烯產量達到歷史最高水平。但由于對其毒性的認識和應用水平的提高，80年代中期三氯乙烯產量開始下降，部分功能被1,1,1-三氯乙烷取代，在發達國家的消費量大幅度下降。1987年“蒙特利爾議定書”中指出1,1,1-三氯乙烷為破壞大氣臭氧層物質，此后，其部分功能又逐步被三氯乙烯取代。三氯乙烯作為化工原料中間體的用量呈增長趨勢，特別是作為致冷劑HFC-134a的原料需求量迅速增加，使三氯乙烯的總體需求量趨向增長。2016—2021年全球三氯乙烯行業產量及產能見表1(來源：北京華研中商經濟信息中心)。

表1 2016—2021年全球三氯乙烯行業產量及產能

由于全球經濟增速回落，對化工市場需求支撐減弱。2022年全球化學品市場需求仍將繼續增長，但增速將減慢。信用評級機構穆迪認為：不僅北美和歐洲化學品需求增長將放緩，更重要的是，中國的需求增長也在轉弱。中國大宗化工產品市場放緩已經十分明顯，會逐步傳導至產業鏈下游，但預期盈利能力仍將保持較好狀況。

近兩年，因經濟下行壓力較大，精細化工系列產品在全球范圍內的消費需求都受到了一些影響，但是精細化工是國民經濟的關鍵組成部分，它的發展程度與現代化建設和人民生活水平緊密相關。在發達國家，精細化工所占比例非常大，精細化工已成為化工行業主要的利潤來源和經濟增長點。全球的精細化工行業仍有發展空間，三氯乙烯中長期國際市場仍將有發展。2016—2021年我國三氯乙烯進出口情況如表2(來源：中國海關)所示。

表2 2016—2021年我國三氯乙烯進出口情況

3 我國三氯乙烯的生產與消費現狀

3.1 生產情況

我國三氯乙烯生產起步較晚，20世紀70年代初，錦化(化工)集團有限責任公司以電石法乙炔為原料經氯化、皂化首次生產三氯乙烯。為了進一步減少三氯乙烯生產對環境的污染，提高產品的收率，擴大生產規模，1990年錦西化工研究院又開發出以電石法乙炔為原料經氯化，氣相催化脫氯化氫制三氯乙烯的新工藝[2]。目前我國三氯乙烯有8家，總生產能力達39萬t/a(如表3所示)。

表3 我國三氯乙烯主要生產廠家情況

3.2 消費現狀

在2008年以前，我國三氯乙烯主要用于金屬部件、電子部件的脫脂，萃取溶劑，化工原料和織物干洗領域，需求量增長很快。當時國內三氯乙烯的消費比例為：清洗劑約占65%，化工中間體約占10%，其他領域如萃取劑、溶劑等約占25%。

近年來，三氯乙烯的市場結構有所調整。三氯乙烯是碳二有機氯溶劑中溶解力最強的一種，是最佳的金屬脫脂清洗劑，主要用于彩電、電冰箱、汽車、空調、精密機械、微電子等行業作為金屬部件、電子元件的清洗劑，其主要優點是脫脂徹底。三氯乙烯用在化工原料上可生產氯乙酸、二氯乙酰氯、八氯二丙醚、六氯乙烷等產品，還可以用作溶劑和萃取劑，在農藥和醫藥行業也有一定用途。三氯乙烯還可用于生產氯氟烴(如HFC-134a、HFC-100、HCFC-123、HCFC-124、HCFC-125)的替代品，并取代1，1，1-三氯乙烷(2010年1月1日在中國已被禁止生產和使用)的大部分用途。

今后，我國三氯乙烯作為化工中間體方面的消費，主要靠制冷劑HFC-134a和R134a生產的拉動。2021年三氯乙烯在化工中間體方面的消費達到15萬～16萬t。由于國內HFC-134a生產的快速工業化，三氯乙烯在消費構成中作為化工中間體所占比例大大提高，截至2021年底，三氯乙烯下游制冷劑消費量達80%，預計三氯乙烯在制冷劑的需求量將繼續增大。

2021年，我國三氯乙烯行業銷售收入達到了14.58億元，同比增加了19.6%；2020年，我國三氯乙烯銷售收入達到了12.74億元，同比增加了23.2%。2016—2021年我國三氯乙烯銷售收入見表4(來源：中國海關)。

表4 2016—2021年我國三氯乙烯銷售收入

3.3 產品價格及市場前景

2001—2020年，我國三氯乙烯產品市場售價變化不大，比較平穩，價格基本穩定在5 000～6 500元/t之間。但2021年市場波動幅度明顯加大，2021年11月初，國內三氯乙烯價格達到23 000元/t附近。2022年1月，山東濱化價格在8 000元/t(產品過于緊俏，1月出售粗三氯乙烯)，之后行業整體價格維持在10 000元/t左右。

價格上漲的主要原因是：①國內三氯乙烯下游消費相對單一，制冷劑占其消費份額的80%以上，2021年國內有多套制冷劑R134a裝置陸續投產，商品供需平衡局面打破，賣方話語權明顯增大，供需關系的變化是三氯乙烯價格寬幅波動的主要驅動力；②二、三氯乙烯生產主要原料為液氯和電石，2021年液氯及電石價格均明顯上漲，導致三氯乙烯成本較往年明顯提升，處在歷史高位，對其價格上漲的推動效力明顯。 2018—2021年國內三氯乙烯企業利潤變化如圖1(來源：卓創資訊)所示。

圖1 2018—2021年國內三氯乙烯企業利潤變化

4 建議

目前國內三氯乙烯價格處于高點位，鑒于三氯乙烯行業發展現狀，為了行業本身的健康發展，避免惡性競爭，切忌盲目新建三氯乙烯項目，要進行總量控制，保持供求整體平衡?，F有裝置要著重提高生產技術，降低生產成本，提高產品質量，解決尾氣處理達標排放問題；同時，要積極拓展三氯乙烯的應用領域，開發高端產品，提高附加值，擴大出口；還要構建暢通有序的信息交流平臺，促進市場良性發展。各企業間應積極配合國家碳達峰和碳中和的目標愿景，形成綠色、高效和可持續的消費與生產力為主要特征的可持續發展模式。