氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告

氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告内容摘要：

二氯丁二烯 乙醛 特种胶 洗胶 丁烯醛 膜分离 氯丁橡胶 碳氢相 合成氯丁二烯 回收氯丁二烯 资源消耗减量化 单体生产工艺改造 氯丁胶乳脱气 乙烯基乙炔 废热锅炉 焚烧 氯丁二烯 废热锅炉 纳米碳酸钙 电石炉 CO2回收 预热锅炉上水 投资的必要性和经济意义 长化公司对氯丁橡胶生产实施循环经济改造很有必要。 首先，可借改造契机，以资源的高效利用和循环利用为核心，以“ 减量化 、 再利用、 资源化” 为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，对 “ 大量生产、大量消费、大量废弃 ” 的传统增长模式 实施 根本变革 ，解决“污染消灭企业”的隐忧，实现企业的可持续发展。 其次，可对企业的产品结构进行调整，增强企业的竞争力和生存力。 本次改造将回收利用原有废物生 产 10000t/a 特种氯丁橡胶、 500t/a丁烯醛和 200t/a 溴化聚二氯丁二烯。 其中特种氯丁橡胶和溴化聚二氯丁二烯为企业独有生产技术，可避开同类生产企业的竞争， 缓解普通氯丁橡胶的市场压力， 为企业带来良好的经济效益。 再次，利用污染物的再利用可降低企业主导产品氯丁橡胶的生产成本。 整个循环经济改造实施完成后，可从废弃物中回收大量的氯丁二烯、乙烯基乙炔以及部分能源，将有效地降低氯丁橡胶的物耗和能耗。 研究范围 （ 1） 研究项目实施的必要性和产品的市场前景。 （ 2）根据企业生产现状及存在的问题，按照循环 经济原则，拟定项目实施方案和主要生产设备。 （ 3）研究项目实施的基础条件，包括公用工程、交通运输、仓贮等。 （ 4）研究项目的环境保护、节能、消防、劳动保护、工业卫生等问题。 （ 5）编制项目投资估算。 （ 6）从环境效益、经济效益和社会效益分析项目实施的可行性。 研究结论 研究的主要结论 本项目利用企业原有部分厂房、设备及公用工程设施，对氯丁橡胶生产线进行循环经济改造，可以达到降低物耗能耗、废弃物再利用和废弃物资源化的目的，投资省，见效快，工艺技术主要采用自有技术，工艺成熟，可靠性高，产 品质量好，具有较强的市场竞争力，“三废”治理合理可行，财务评价指标好，经济效益和环境效益显著，宜尽快组织实施。 主要经济技术指标 本项目的主要经济技术指标见表 11。 表 11 主要经济技术指标表 序号 项目名称 单位 数量 备注 一 生产规模 1 氯丁二烯单体生产技术改造 t/a 28000 2 胶乳脱气装置 t/a 3 10000 3 二氯丁二烯生产装置 t/a 550 4 特种氯丁橡胶生产装置 t/a 10000 5 溴化聚二氯丁二烯生产 装置 t/a 200 6 二氯丁烯热裂解装置 t/a 1000 7 碳氢相热能利用 6t/h 蒸汽锅炉 8 回收乙醛生产丁烯醛 t/a 500 二 新增产品方案 1 特种氯丁橡胶 t/a 10000 2 溴化聚二氯丁二烯 t/a 200 3 丁烯醛 t/a 500 三 年操作日 天 300 四 新增定员 人 0 五 固定资产投资 万元 10383 1 建设投资 万元 10260 2 建设期利息 万元 123 六 新增销售收入 万元 /年 8100 正常年 七 新增总成本费用 万元 /年 1587 正常年 八 销售税金及附加 万元 /年 1515 正常年 九 新增利润总额 万元 /年 4998 正常年 十 新增利税总额 万元 /年 6513 十一 财务评价指标 1 投资利润率 % 2 投资利税率 % 3 投资回收期 年 十二 借款偿还期 年 2 产品市场预测 本项目对氯丁橡胶生产线实施循环经济改造后，将新增以下三种产品：特种氯丁橡胶、溴化聚二氯丁二烯、丁烯醛。 国内外市场情况预测 产品用途 （ 1）特种氯丁橡胶 氯丁橡胶用途十分广泛，主要用做 V 带、电缆护套、胶管、耐油橡胶制品、耐热传送带、印刷胶棍、胶皮水坝、建筑用密封条、公路填缝密封胶、桥梁支座、油田用电线防水帽、阻燃橡胶制品、各种密封圈垫以及化工设备防腐衬里和氯丁橡胶胶粘剂等。 近年来氯丁橡胶在建筑防水材料、密封材料、粘合剂、海洋开发、医疗卫生、能源开发及人民生活方面都被开发出新用途，从而扩大了应用领域。 其产品具有优良的物理机械性能和化学稳定性，耐日光老化、耐酸碱、耐油、不延燃。 特种氯丁橡胶与普通氯丁橡胶的区别在于聚合 过程中加入了第二单体，是氯丁二烯与二氯丁二烯的共聚物。 其主要品种有： DCR213和 DCR114。 这类氯丁橡胶具有普通氯丁橡胶优异的加工性能，如：不延燃、耐热、耐油、耐化学腐蚀及气密性好等优点，除此之外，由于第二单体的加入，破坏了橡胶分子的规整性，赋予了该类产品优异的抗结晶性能和成型粘着性能，因而广泛地应用于汽车 V 带、电线电缆工业、橡胶杂件制品工业等。 （ 2）溴化聚二氯丁二烯 主要用于金属粘接方面，作特种胶粘剂的原料。 （ 3）丁烯醛 丁烯醛是一种精细化工中间体，主要用于生产山梨酸类防腐剂。 其它还可 用于制 取 正 丁醇、正丁醛、硫化促进剂 、选矿用发泡剂、合成树脂及橡胶的抗氧剂、杀虫剂以及军用化学品等。 产品市场供需情况 目前，国内氯丁橡胶生产厂家有两家，即长化公司和山西橡胶集团公司，但是，第二单体（二氯丁二烯）和特种氯丁橡胶仅长化公司开发成功，其产品质量与美国杜邦公司的 GRT 型和 WRT 型氯丁橡胶相当。 据市场调查，目前国内市场该两类胶的需求总量约 10000t/a，基本靠进口解决。 2020 年 5 月份国家商务部针对进口氯丁橡胶反倾销终裁的胜诉（ 商务部公告 2020 年第 23 号 ），将有效地阻止进口胶的进入，造成了特种氯 丁橡胶市场的缺口。 近年来，随着胶管、胶带等工业的进一步发展，特种氯丁橡胶的需求也随之增长，预计到 2020 年将达到 12020t 左右。 因特种氯丁胶与普通氯丁胶不存在市场重叠，而本项目实施后将减少普通氯丁胶的生产能力，因而为普通氯丁胶减少了市场压力。 溴化聚二氯丁二烯是长化公司独立开发成功的新产品，主要用于金属粘接方面，作特种胶粘剂的原料。 产品自投放市场以来，市场需求量逐年增加，据用户反馈信息预测，到 2020 年，该产品的市场需求量将达到 150~200t/a。 丁烯醛主要用于生产山梨酸类防腐剂。 2020 年，国内山 梨酸的市场需求量为 20200t/a，需丁烯醛 30000t/a 以上，而丁烯醛产量不到20200t/a，远远不能满足山梨酸市场的需要，国内山梨酸厂家只得从国 外进口原料，常常因丁烯醛的供应不足而造成开工不足、生产负荷不饱满。 因此，丁烯醛的市场前景广阔。 目前我国批准允许使用的食物防腐剂 有 32 种，其中最常用的有苯甲酸、山梨酸等。 苯甲酸的毒性比山梨酸强，而且在相同的酸度值下抑菌效力仅为山梨酸的 1／ 3，因此许多国家已逐步改用山梨酸。 但因苯甲酸及其钠盐价格低廉，在我国仍作为主要防腐剂使用，主要用于碳酸饮料和果汁。 山梨酸及 其盐类抗菌力强，毒性小，是一种不饱和脂肪酸，可参与人体的正常代谢，并被转化而产生二氧化碳和水，由于 其 防腐效果好，对食品口味无不良影响，已越来越受到欢迎 ，并有逐步取代苯甲酸的趋势。 因此，山梨酸的需求量将进一步增加，进而增加丁烯醛的市场需求。 产品销售预测和竞争力分析 由于长化公司特种氯丁橡胶系国内独家生产，再加国家商务部针对进口氯丁橡胶反倾销终裁的胜诉，有效地阻止了进口胶的进入，因此，特种橡胶的市场前景比较乐观。 此外，由于近年长化公司加大了氯丁橡胶质量改进的力度，国产胶与外国胶的质量差距正在逐步缩 小，有望在橡胶出口方面得到拓展。 溴化聚二氯丁二烯也系长化公司独家生产，因此，产品销售不成问题。 由于丁烯醛广阔的市场空间，因此，产品销售较为乐观。 再加本项目采用回收乙醛（废物利用）生产丁烯醛，因此，成本低，市场竞争力较强。 产品价格的分析 2020 年下半年开始，氯丁橡胶市场发生了很大变化，其价格有了 较大幅度的增长。 氯丁橡胶价格居高不下的原因，一是国产氯丁橡胶只能满足国内需求的 70%左右，缺口较大；二是氯丁橡胶反倾销案的胜诉，有效地阻止了国外胶的进入。 目前，国内氯丁橡胶的价格普遍稳定在 20200元 /吨。 长化公司现有两条氯丁橡胶生产线（老线和新线），新线生产能力 17000t/a，橡胶后处理采用冷冻凝聚大后处理，其产品（称普通氯丁胶）质量较好，售价与国内市场价格相当，即 20200 元 /吨；老线生产能力 10000t/a，后处理采用长网后处理，产品（简称长网胶）质量较差，售价则在 19000 元 /吨左右。 而特种氯丁橡胶与普通氯丁橡胶相比，技术含量更高，产品性能更优越，因此，将产品售价定为 24000 元 /吨。 长化公司开发的以二甲苯作为溶剂的溴化聚二氯丁二烯，在国内系独家生产，现售价为 70000 元 /吨，因无竞争对手，本 项目产品仍定为 70000 元 /吨是可行的。 丁烯醛目前市场价为 13000~15000 元 /吨，由于产品供不应求，其价格一直居高不下，再加国际市场原油价格飞涨，带动了乙醛价格的随之上涨，因此，以乙醛为原料的乙烯醛的价格也将上涨，预计在未来 3 年内都还有上升的空间。 为保守起见，本项目丁烯醛售价定为14000 元 /吨。 3 氯丁橡胶生产现状 长化公司有两条氯丁橡胶生产线（老线和新线）。 老线是 1958 年前苏联援建装置，最初设计能力 2020t/a，后经多次改造，目前生产能力达 10000t/a；新线是原化工部第八设计院设计，经 过整改于 1995 年投产的装置，设计能力 10000t/a，实际生产能力已达 17000t/a。 两条线的生产工艺完全相同，只是老线的 橡胶后处理采用落后的颗粒凝聚和长网干燥，产品质量较差，市场竞争力弱 ；新线的橡胶后处理采用先进的 冷冻凝聚大后处理方式，产品质量较好，市场竞争力强。 生产工艺 工艺过程原理 长化公司氯丁橡胶生产采用电石乙炔法，该法工艺成熟，目前国内 2 家生产企业均采用此法，其生产过程主要包括氯丁二烯单体合成和氯丁二烯聚合两大部分，主要反应式如下： （ 1）氯丁二烯单体的生产 CaC2 + 2H2O — → HC≡ CH + Ca(OH)2 2HC≡ CH — → HC≡ C－ CH＝ CH2 HC≡ C－ CH＝ CH2 + HCl — → H2C＝ C－ CH＝ CH2 （ 2）氯丁二烯聚合 Cl CH 2 C C H C H 2Cln H 2 C C CH CH 2Cln 工艺流程简述 （ 1）氯丁二烯单体的生产 电石在湿法乙炔发生器内和水反应生成粗乙炔，粗乙炔分别经水冷、次氯酸钠溶液净化、氢氧化钠溶液中和后得到合格乙炔气。 精制后的新鲜乙炔和吸收塔顶来的回流乙炔混合后进入鼓泡式反应塔，在催化剂的作用下发生二聚反应生成乙烯基乙炔（简称 MVA），同时生成乙醛、二乙烯基乙炔 （简称 DVA）等一系列副产物。 反应气由反应塔顶出来，经水洗冷却和盐水冷却后进入吸收塔，用二甲苯喷淋吸收 MVA、 DVA 等组份。 未被吸收的气体（主要是乙炔）回反应塔循环使用。 吸收液则进解吸精馏塔分离 MVA、 DVA，分离出来的粗MVA 由解吸塔顶出来进入洗乙醛塔用水喷淋除去乙醛，精 MVA 冷凝成液体后进入 MVA 贮槽。 解吸塔底出来的含 DVA 的解吸液去蒸馏塔，蒸出的二甲苯返回吸收塔循环使用，蒸馏残液作副产品出售（用作屋面防水涂料）。 精 MVA 经计量后进入合成塔，在催化剂的作用下，与同时进入合成塔的氯化氢进行反应，合成 2氯丁二烯（ 1， 3），同时生成二氯丁烯等副产物。 合成气经水洗除去酸雾后进入干燥塔，用氯化钙干燥除去水分后进入减压蒸馏塔蒸馏，馏出物为氯丁二烯，蒸馏残液则为二氯丁烯等杂质。 氯丁二烯再用碳酸钠及氯化钙进行中和干燥，然后放入产品贮槽，经检验合格后送橡胶分厂使用。 氯丁二烯单体合成工艺流程示意图见图 31。 （ 2）氯丁二烯聚合生产氯丁橡胶 由氯丁二烯单体合成工序来的精氯丁二烯单体进入聚合釜，与其 它辅料一起乳化，经引发剂引发聚合后进入终止釜，终止聚合后的胶乳进入断链槽断链，达到要求后进入冷冻转鼓冷冻凝聚成膜，胶膜用水洗 去过量的辅料和杂质后进入干燥箱中干燥，经成绳、切块、称量、检验、包装后，即得氯丁橡胶产品。 氯丁二烯聚合生产氯丁橡胶工艺流程简图见图 32。 图 31 氯丁二烯单体合成 工艺流程简图 H2O 氯化钙 废水 干燥塔 NaOH 水 电石 乙炔发生器 净化 反应塔 水洗冷却塔 水 NaClO 电石渣 催化剂 二甲苯 蒸馏 解吸精馏塔 吸收塔 盐水冷却塔 残液做屋面防水涂料。