丁基橡膠項目可行性論證報告建議書

1、5 萬噸 / 年丁基橡膠裝置項目建議書一、產(chǎn)品概述二、市場需求及前景分析三、國內(nèi)生產(chǎn)及進(jìn)口情況1、我國丁基橡膠的生產(chǎn)現(xiàn)狀2、進(jìn)出口情況四、工藝技術(shù)方案1、丁基橡膠的開發(fā)歷程2、丁基橡膠的生產(chǎn)技術(shù)2.1 淤漿法生產(chǎn)技術(shù)2.2 溶液法生產(chǎn)技術(shù)2.3 淤漿法生產(chǎn)技術(shù)與溶液法生產(chǎn)技術(shù)的對比五、環(huán)境保護(hù)方面六、經(jīng)濟(jì)效益分析七、結(jié)論：、產(chǎn)品概述丁基橡膠（簡稱IIR ）是由異丁烯和異戊二烯在 Friedel-Craft催化劑作用下進(jìn)行陽離子聚合反應(yīng)生成的世界上第四大合成橡膠（SR膠種，具有優(yōu)良的氣密性和良好的耐熱、耐 老化、耐臭氧、耐溶劑、電絕緣、減震及低吸水等性能，使得其在內(nèi)胎、硫化膠囊、氣密層、 胎側(cè)、

2、電線電纜、防水建材、減震材料、藥用瓶塞、食品（口香糖基料）、橡膠水壩、防毒用具、粘合劑、內(nèi)胎氣門芯、防腐蝕制品、碼頭船護(hù)旋、橋梁支承墊以及耐熱運(yùn)輸帶等方面具 有廣泛的應(yīng)用。丁基橡膠的生產(chǎn)始于20世紀(jì)40年代，1943年Exxon公司在美國Bat on Rouge工廠實現(xiàn) 了工業(yè)化生產(chǎn)。1944年，加拿大Polysar公司采用美國技術(shù)在Sarnia建成丁基橡膠生產(chǎn)裝 置。1959年后，法國、英國、日本也開始生產(chǎn)丁基橡膠。1991年，Bayer公司購買Polysar全部合成橡膠業(yè)務(wù)，Exxon公司也收購了在法國的丁基橡膠生產(chǎn)裝置，從此世界丁基橡膠的 生產(chǎn)基本上被Exxon和Bayer兩大公司所壟斷

3、。1982年，前蘇聯(lián)在陶里亞蒂建成世界惟一的 溶液聚合法丁基橡膠生產(chǎn)裝置，所用聚合反應(yīng)器由蘇聯(lián)合成橡膠研究院和意大利PI公司合作開發(fā)。二、市場需求及前景分析近年來，我國丁基橡膠的消費(fèi)量呈現(xiàn)跳躍式增長，2000-2009年表觀消費(fèi)量年均增長率約24.65%。2000年我國丁基橡膠的表觀消費(fèi)量只有 4.2萬噸，2003年突破10.0萬噸，2009 年已增加到25.8萬噸，而產(chǎn)品自給率不足20%其中，在需求增幅最大的鹵化丁基橡膠生產(chǎn) 領(lǐng)域，我國還處于空白狀態(tài)，2009年18萬噸的消費(fèi)量全部依賴進(jìn)口。2009年，在我國丁基橡膠應(yīng)用市場中，輪胎占據(jù)主導(dǎo)地位，占總消費(fèi)量的85%醫(yī)藥瓶塞的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量

4、的10%其他方面約占5%預(yù)計到2012年我國丁基橡膠的總需求量 將達(dá)到30萬噸，其中鹵化丁基橡膠的需求量約 25萬噸。隨著我國汽車工業(yè)逐步向大型化、 高速化、專業(yè)化發(fā)展，輪胎也將向子午化、扁平化、無內(nèi)胎化轉(zhuǎn)化。同時高速公司的快速發(fā) 展也促進(jìn)了輪胎的丁基化速度。但是國內(nèi)丁基橡膠在輪胎行業(yè)中的應(yīng)用與國外相比差距仍很 大，發(fā)達(dá)國家的輪胎內(nèi)胎幾乎完全實現(xiàn)了丁基化，在亞洲，日本、韓國經(jīng)及印度等國家80%以上的內(nèi)胎由丁基橡膠制造，中國臺灣的內(nèi)胎丁基化率也已達(dá) 90以上，而目前我國的內(nèi)胎丁 基化率才30%可見丁基橡膠在輪胎應(yīng)該領(lǐng)域未來市場巨大。醫(yī)藥膠塞是丁基橡膠的又一應(yīng)用領(lǐng)域。丁基橡膠塞系列產(chǎn)品主要適用于醫(yī)

5、藥行業(yè)一次性 注射輸液藥品的包裝。目前，全國丁基膠塞企業(yè)已從最初不到10家發(fā)展到42家，年產(chǎn)能達(dá)到400億只。國家食品藥品監(jiān)督管理局明確規(guī)定， 從2005年1月1日起所有藥品標(biāo)上使用普 通天然膠塞包裝，并從當(dāng)年7月1日開始全面換用丁基膠塞。國家政策的的強(qiáng)制執(zhí)行。使我 國丁基橡膠的用量在一定程度上有所提升。 預(yù)計到2012年丁基橡膠在該行業(yè)的消費(fèi)量將達(dá)到 2.3萬噸。總結(jié)以上分析得知，丁基橡膠國內(nèi)生產(chǎn)量小，需求量大，近十年來，表觀消費(fèi)量年均增 長率約25流右，市場潛力巨大。、國內(nèi)生產(chǎn)及進(jìn)口情況1、我國丁基橡膠的生產(chǎn)現(xiàn)狀我國丁基橡膠的研究開發(fā)始于 20世紀(jì)60年代，但由于各種原因一直沒有建成工業(yè)化

6、生 產(chǎn)裝置。1999年，中石化北京燕山石油化工公司合成橡膠廠引進(jìn)意大利PI公司技術(shù)，建成到目前為止我國惟一的一套 3.0萬噸/年丁基橡膠生產(chǎn)裝置。該裝置能夠生產(chǎn)IIR1751、IIR1751F和IIR0745三個牌號的普通丁基橡膠產(chǎn)品。最初兩年，由于技術(shù)、設(shè)備等方面的原 因，該裝置難以連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，開工率較低，產(chǎn)品合格率低，原材料消耗、動力消耗及成本 偏高。2000年和2001年產(chǎn)量分別只有0.41萬噸和0.42萬噸。后來經(jīng)過與北京化工大學(xué)等 單位的聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的丁基橡膠聚合新工藝，生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀 況有了很大程度的改善，產(chǎn)量逐年增加。當(dāng)前北京燕山石化公司丁基橡膠的生產(chǎn)

7、規(guī)模為4.5萬噸/年。由于看好未來市場，目前國內(nèi)許多企業(yè)紛紛準(zhǔn)備新建或擴(kuò)建丁基橡膠裝置。燕山石化擴(kuò)建9萬噸/年丁基橡膠項目已得到批復(fù)，有望在 2011年建成投產(chǎn)。盤錦和運(yùn)實業(yè)集團(tuán)有限公司所屬子公司盤錦振奧化工有限公司于2008年8月4日，與俄羅斯YARSINTE合成研究院簽訂了丁基橡膠技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。項目分兩期實施，其中一期工程 建設(shè)規(guī)模為6萬噸/年，二期工程建設(shè)規(guī)模為 4萬噸/年，整個工程總投資將超過 30億元。 雙方同時約定，俄方在簽訂合同后 4年內(nèi)不對任何一方轉(zhuǎn)讓這一技術(shù)。工程基礎(chǔ)設(shè)計工作已 經(jīng)于2008年開始，計劃于2009年中期開工建設(shè)，于2011年5月份建成投產(chǎn)。浙江信匯合成新材料有

8、限公司擬在湘江嘉興新建5萬噸/年丁基橡膠裝置。天津陸港石油橡膠公司將在大港區(qū)建設(shè) 6萬噸/年丁基橡膠裝置。金浦集團(tuán)與中石油蘭州石紅葉公司將攜手共建6萬噸/年丁基橡膠裝置大慶石化規(guī)劃上馬6萬噸/年丁基橡膠裝置以上項目如均能如期完成，預(yù)計到 2014年，我國丁基及鹵化丁基橡膠總產(chǎn)能將超過 25 萬噸/年，成為世界丁基及鹵化丁基橡膠主要生產(chǎn)廠商。2、進(jìn)出口情況由于目前我國丁基橡膠的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量還不能滿足實際生產(chǎn)的需求，因而每年都得進(jìn) 口，且進(jìn)口量不斷增加。從進(jìn)口來源看，我國初級形狀普通丁基橡膠進(jìn)口主要來自俄羅斯、 加拿大和日本，2003年我國從這3個國家進(jìn)口的初級形狀普通丁基橡膠總量達(dá)到2.69噸

9、，約占初級形狀普通丁基橡膠總進(jìn)口量的 76.4%。2004年從上述三個國家的進(jìn)口總量為 2.12萬 噸，約占國內(nèi)初級形狀普通丁基橡膠總進(jìn)口量的74.1%。其中俄羅斯的進(jìn)口量約占總進(jìn)口量的62.6%，日本的進(jìn)口量約占總進(jìn)口量的 9.3%，加拿大的進(jìn)口量約占總進(jìn)口量的 2.2%。我國 從俄羅斯的進(jìn)口量增長較快，2000年進(jìn)口量只有0.39萬噸，2002年增加到1.16萬噸，2003 年進(jìn)一步增加到2.23萬噸，比2002年增長92.7%, 2004年2010年進(jìn)口量每年約為2萬 噸。2004 2009年我國部分輪胎企業(yè)進(jìn)口普通丁基橡膠用量（單位：噸）年份2004200420062007200820

10、09安固橡膠工業(yè)1840.702320.401914.293175.243615.503324.60青島東亞輪胎2841.002364.604557.603758.404255.204020.30青島耐克森橡膠176.48288.372160.002894.554105.273988.50建大橡膠241.02一777.601339.201771.201654.68廈門正新實業(yè)5516.077507.878425.546329.349217.948513.07杭州中策橡膠475.63488.41629.221405.667134.675989.60三角輪胎股份一95.70332.932410.3

11、72296.00樺林佳通輪胎416.871092.49900.251811.381922.10米其林沈陽輪胎489.60572.20799.571012.091142.541201.76上海輪胎橡膠集團(tuán)57.3814.4175.6740.52309.74291.56箭牌糖類（上海）204.07757.941331.661553.001910.922001.30四、工藝技術(shù)方案1、丁基橡膠的開發(fā)歷程丁基橡膠的開發(fā)始于20世紀(jì)40年代，1943年Exxon公司在美國Bat on Rouge工廠實現(xiàn) 了丁基橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)。1944年，加拿大Polysar公司采用美國的技術(shù)在Samia建成丁基 橡膠

12、生產(chǎn)裝置。1959年后，法國、英國、日本也開始生產(chǎn)丁基橡膠。1991年Bayer公司購買 Polysar公司的全部合成橡膠裝置；Exxon公司收購了法國的丁基橡膠生產(chǎn)裝置，從此世界丁基橡膠的生產(chǎn)基本上被 Bayer和Exxon兩大公司所壟斷。1982年，俄羅斯在陶里亞蒂建成世 界唯一的用溶液聚合法生產(chǎn)丁基橡膠的裝置，所用聚合反應(yīng)器是由前蘇聯(lián)合成橡膠研究院和 意大利PI公司合作開發(fā)的。我國丁基橡膠的研究開發(fā)始于 20世紀(jì)60年代，但由于各種原因一直沒有建成工業(yè)化生 產(chǎn)裝置。1999年，中國石化北京燕山石油化工公司合成橡膠廠引進(jìn)意大利n公司的技術(shù)，建成到目前為止我國唯一的1套30kt /a的丁基橡

13、膠生產(chǎn)裝置。該裝置能夠生產(chǎn) IIRI751、 IIRI75仆 和IIR0745牌號的普通丁基橡膠產(chǎn)品，其中IIRl751屬于內(nèi)胎級產(chǎn)品，具有中等不 飽和度、高門尼粘度，相當(dāng)于Exxon公司的268、Bayer公司的301及俄羅斯的BKI675N牌號 產(chǎn)品。主要用于制造輪胎內(nèi)胎、硫化膠囊和水胎等制品；IRI751F是食品、醫(yī)藥級產(chǎn)品，可用于口香糖基礎(chǔ)料以及醫(yī)用瓶塞的生產(chǎn)；IIR0745可用于生產(chǎn)絕緣材料、密封材料和薄膜級 產(chǎn)品，具有極低不飽和度和低門尼粘度，主要用于電絕緣層和電纜頭薄膜的生產(chǎn)。2、丁基橡膠的生產(chǎn)技術(shù)丁基橡膠是第1個高飽和的橡膠品種，少量異戊二烯的引入是為了獲得可供硫化的雙鍵。 丁

14、基橡膠的合成反應(yīng)是典型的陽離子型聚合反應(yīng)。其特點是聚合工藝要求高速、低溫。一般 來說，陽離子聚合反應(yīng)包括鏈引發(fā)、鏈增長、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止反應(yīng)。丁基橡膠自工業(yè)化以來， 其生產(chǎn)技術(shù)主要是以淤漿法為主，俄羅斯開發(fā)了溶液法生產(chǎn)技術(shù)，但從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面來看， 溶液法還不具有競爭優(yōu)勢。2.1 淤漿法生產(chǎn)技術(shù)淤漿法是以氯甲烷為稀釋劑，以 H20-A1C13為引發(fā)體系，在低溫(在-100C左右)下將異 丁烯與少量異戊二烯通過陽離子聚合制得的。該生產(chǎn)技術(shù)被美國 Exxon公司和德國Bayer公 司所壟斷。淤漿法生產(chǎn)技術(shù)主要包括聚合反應(yīng)、產(chǎn)品精制、回收循環(huán)以及清釜4個部分。(1) 聚合反應(yīng)：在用丙烯作冷卻劑的帶夾套的

15、配制槽內(nèi)，將精制的異丁烯和異戊二烯單體按比例97%-98%口 1.4%-4.5%及25%勺氯甲烷配制成混合溶液。同時將催化劑級的無水粒狀 A1C13加入到配制的氯甲烷混合溶液中攪勻。單體溶液和催化劑溶液分別經(jīng)2級丙烯和乙烯冷卻至-100C后送入聚合反應(yīng)釜，經(jīng)攪拌接觸，單體在形成的陽離子A1C13-MeC催化劑體系 下發(fā)生聚合反應(yīng)。這種懸浮聚合反應(yīng)是在足夠的低溫(一90C以下)下進(jìn)行的，聚合反應(yīng)不到1s即可完成，反應(yīng)熱由通入反應(yīng)釜內(nèi)冷卻列管的液態(tài)乙烯帶出。(2) 產(chǎn)品精制：聚合反應(yīng)完成后，含丁基膠粒的淤漿從聚合釜上部導(dǎo)出管溢流入閃蒸塔， 在攪拌中與熱水和蒸汽接觸，未反應(yīng)的單體和溶劑從塔頂蒸出，丁

16、基膠淤漿進(jìn)入真空脫氣塔。 為防止膠粒粘結(jié)，脫氣塔內(nèi)加入1.5%(與橡膠質(zhì)量之比)分散劑(如硬脂酸鋅或硬脂酸鈣)和 0.3%防老劑水懸浮液，或分子量高的多酚類脫氣用抗氧劑。含水膠?；旌衔镌谡婵彰摎馑?nèi) 脫除殘余氯甲烷及未反應(yīng)單體后送往后處理系統(tǒng)，經(jīng)振動篩、擠壓、脫水、壓縮膨脹，在活 性氧化鋁上干燥，再經(jīng)壓片、稱量、包裝得成品。(3) 回收循環(huán)：從閃蒸塔及真空脫氣塔頂出來的未反應(yīng)的單體和氯甲烷氣體經(jīng)冷卻除水, 壓縮冷卻再脫水后，經(jīng)中性氧化鋁或沸石分子篩干燥精制送入回收精餾塔。為改進(jìn)固體吸附 干燥工藝，可采用乙二醇或二甘醇脫水精制法，從壓縮機(jī)出來的氯甲烷與未反應(yīng)單體混合物 進(jìn)入吸收塔下部，乙二醇從頂

17、部加入，含水和氯甲烷的乙二醇送入解析塔，再生乙二醇循環(huán) 使用。(4) 清釜：由于聚合過程催化劑分布不均勻，熱量集中會造成局部過熱或單體中有害物質(zhì) 的存在，形成低聚物附集在反應(yīng)釜內(nèi)壁上形成粘結(jié)掛膠，所以必須采用清釜過程將其進(jìn)行處 理。清理掛膠一般采用溶劑法，溶劑用加熱至60C的己烷或石腦油，清理與置換時間為10-12h。清釜液可經(jīng)凝聚、干燥、回收其中的聚合物。2.2 溶液法生產(chǎn)技術(shù)溶液法是以烷基氯化鋁與水的絡(luò)合物為引發(fā)劑，在烴類溶劑（如異戊烷）中于-90C-70C下，異丁烯和少量異戊二烯共聚而成。該技術(shù)由俄羅斯陶里亞蒂合成橡膠公司與意大利刃公 司合作開發(fā)。目前，世界上溶液法丁基橡膠生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用很

18、少。2.3 淤漿法生產(chǎn)技術(shù)與溶液法生產(chǎn)技術(shù)的對比淤漿法已經(jīng)成為丁基橡膠生產(chǎn)的主流方法。用淤漿法生產(chǎn)丁基橡膠時，為了生產(chǎn)高分子 量產(chǎn)品，原料異丁烯必須有很高的純度，正丁烯含量要求小于0.5%，異戊二烯純度應(yīng)大于94% 氯甲烷和單體的水含量必須很低。該法聚合反應(yīng)溫度低，制冷設(shè)備龐大，聚合釜連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周 期短，能耗高。溶液法雖然可以使反應(yīng)溫度提高，但是為了保證一定的傳熱效率（丁基橡膠溶液的粘度遠(yuǎn) 大于丁基淤漿的粘度），膠液濃度就必須控制在12%以下。其結(jié)果是，提高反應(yīng)溫度所節(jié)省下 來的能量還不足以彌補(bǔ)由于膠液濃度降低和由于膠液粘度過大造成的傳熱效率降低所需增加 的冷量。從能量消耗看，溶液法生產(chǎn)技術(shù)還不可能取代現(xiàn)有的淤漿法生產(chǎn)技術(shù)。溶液法的優(yōu)點是可以用聚合物膠液直接鹵化制得鹵化丁基橡膠，避免了淤漿法技術(shù)制鹵 化丁基橡膠所需的溶劑切換或膠料的溶解工序。但俄羅斯溶液法丁基橡膠產(chǎn)品分子量分布較 寬，分子鏈存在支化現(xiàn)象，其產(chǎn)品性能與淤漿法產(chǎn)品還有一定的差距。