年產12.5萬噸PAN基碳纖維原絲建設項目可研報告1

1、年產125萬噸pan基碳纖維原絲新建項目可行性研究報告xxxxxx*設計研究院56目錄一、總論11.1 項目概況11.2 項目承辦單位概況11.2.1 公司基本概況11.2.2 碳纖維原絲項目實施狀況21.3 項目提出的背景及投資的必要性41.4 建設規(guī)模與目標61.5 主要建設條件61.5.1 公司項目實施的硬件條件61.5.2 實施碳纖維原絲產業(yè)化項目有獨特的優(yōu)勢71.6 主要技術經濟指標91.7 結論性意見10二、市場預測122.1 國內外市場供應現(xiàn)狀122.2市場需求分析預測122.2.1 碳纖維的物理性能122.2.2碳纖維用途132.2.3 市場前景分析預測152.3 市場競爭力分

2、析19三、建設規(guī)模與產品方案203.1 建設方案203.2 建設規(guī)模203.3 產品方案203.4 產品主要技術指標20四、工藝技術路線及設備選型224.1 技術特點224.2 工藝流程概述234.3 主要工藝設備選型25五、廠址概況275.1 建設地點與地理位置275.2 地形地貌、地震情況275.3 氣候條件27六、工程技術方案286.1 土建工程286.1.1 工程內容286.1.2 主要建、構物286.2 供電工程296.3 給水排水296.4 供熱306.5 空壓站306.6 制冷306.7 空調及通風306.8 污水處理站31七、主要原材料、輔料供應327.1 主要原輔材料需求量3

3、27.2 公用工程規(guī)格及消耗327.3 主要原料運輸及貯存32八、環(huán)境影響評價348.1 場址環(huán)境條件348.1.1 社會環(huán)境348.1.2 生態(tài)環(huán)境358.2 項目建設和生產對環(huán)境的影響358.2.1 項目建設對環(huán)境的影響358.2.2 項目生產過程產生的污染物對環(huán)境的影響368.3 環(huán)境保護措施方案378.3.1 設計依據(jù)378.3.2 環(huán)境保護措施378.4 綠化39九、勞動安全衛(wèi)生與消防409.1勞動安全衛(wèi)生409.1.1 生產過程中出現(xiàn)的有毒有害物409.1.2 采取的防范措施409.2 消防419.2.1 建筑防火419.2.2 消防設施41十、節(jié)能4210.1 概述4210.2

4、節(jié)能措施42十一、管理體制、勞動定員及人員培訓4411.1 管理體制4411.1.1 項目法人組建方案4411.1.2 管理機構體系圖4411.2 工作制度及定員4511.2.1 工作制度4511.2.2 勞動定員4511.3 員工來源及培訓4611.3.1 員工來源4611.3.2 員工培訓4711.3.3 安全機構和教育47十二、項目實施計劃4812.1項目實施內容4812.2 項目實施計劃48十三、投資估算4913.1 項目投資估算編制依據(jù)4913.2 項目投資估算及編制說明492、總投資估算4913.3 融資方案5013.4 資金使用計劃50十四、財務評價5114.1 評價依據(jù)5114

5、.2 基礎數(shù)據(jù)5114.3 財務評價52十五經濟社會效益分析56十六、項目風險分析57附表1、表b1 建設投資估算表582、表b4 流動資金估算表593、表b5 項目總投資使用計劃與資金籌措表604、表b6 營業(yè)收入、稅金及附加和增值稅估算表615、表b6-附1 營業(yè)收入、營業(yè)稅金及附加和增值稅估算表626、表b6-附2 營業(yè)收入、營業(yè)稅金及附加和增值稅估算表637、表b7 總成本費用估算表648、表b7-基1 外購原材料費估算表659、表b7-基1-附1 外購原材料費估算表6610、表b7-基1-附2 外購原材料費估算表6711、表b7-基2 外購燃料和動力費估算表6812、表b7-基2-附

6、表 燃料動力消耗附表6913、表b7-基3 固定資產折舊費估算表7014、表b7-基4 無形資產和其他資產攤銷估算表7115、表b7-基5 工資及福利費估算表7216、表b9 項目投資現(xiàn)金流量表7317、表b11 借款償還表7418、表b12 利潤及利潤分配表7519、表22 敏感性分析表76一、總論1.1 項目概況1項目名稱：年產12.5萬噸pan基碳纖維原絲建設項目2項目內容：現(xiàn)有的碳纖維原絲生產關鍵技術，產品水平已達到或接近日本東麗t300碳纖維，完全能滿足民用產品的要求，小絲束碳纖維正與軍工產品接軌，并在國家某型號地面試車成功，已具備規(guī)?；l(fā)展條件。實施該項目就是要在現(xiàn)產業(yè)技術基礎上系

7、統(tǒng)改進全面提升品質，全面達到日本東麗t300碳纖維產品水平，并擴大產能，達到12.5萬噸/年產量。3承辦單位：某技術有限公司4法人代表： 5項目性質：新建1.2 項目承辦單位概況1.2.1 公司基本概況某技術有限公司是2010年1月正式注冊成立的民營高科技股份制企業(yè)，主要從事特種纖維的研究、開發(fā)、生產和經營，目前的主攻方向是碳纖維原絲工程化、產業(yè)化。項目位于某省市臨邑縣碳纖維產業(yè)園區(qū)，公司擬建設試驗車間、科研樓、辦公樓及配套的公用工程等。 1.2.2 碳纖維原絲項目實施狀況1、自主創(chuàng)新，半年實現(xiàn)碳纖維原絲工程化公司2009年12月決策上馬碳纖維原絲生產線，在系統(tǒng)調研、分析核心技術和關鍵設備、制

8、定總體規(guī)劃的過程基礎上，采取了并行工程，邊組織技術人員在小試線進行試驗，邊組織生產線建設。重點總結分析原化纖廠幾十年的腈綸生產和近十多年的碳纖維原絲研發(fā)情況。應用現(xiàn)代化工技術、紡機技術、控制技術，深入研究了聚合、紡絲、回收等主要工序的工藝和關鍵技術，形成了具有自主知識產權的的碳纖維原絲生產工程和工藝方案，只用了半年時間就完成了工程化12.5萬噸生產線的設計。2、pan基碳纖維主要指標達到或接近日本東麗t300碳纖維附：pan基碳纖維主要指標對比表公司旭化成三菱工藝方法亞砜一步法硝酸兩步法二甲基乙酰胺兩步法線密度dtex1.20 1.341.18強度cn/dtex5.04.55.59強力cv值%

9、131212伸長%1213.611伸長cv%109.19每米重mg/m141016061398沸水收縮%444回潮%0.980.990.95含油率%0.750.570.56附：碳纖維碳化后的指標對比公司1k日本t300（1k）抗拉強度（gpa）3.533.5強度cv（%）7.46模量（gpa）245220-230模量cv（%）2.53伸長（%）1.441.50-1.65伸長cv（%）7.86試驗線的1k碳纖維由航天工業(yè)總公司檢測分析中心檢測。3、與中鋼吉碳等碳化企業(yè)建立了戰(zhàn)略性合作關系。中鋼吉碳神舟碳纖維有限公司是國內碳化水平最好的廠家，是軍工產品定點生產單位，通過高層互訪，公司與中鋼吉碳確立

10、了技術互通、利益共享、同步發(fā)展的緊密型戰(zhàn)略合作關系，并與航天43所形成了原絲 碳化 制品應用的一體化協(xié)作體系。經過十多次的批量試驗，小絲束碳纖維基本品質達到航天43所使用要求，并在國家某型號實地試車成功，將進入批生產階段。附：計劃在試驗線上的碳纖維原絲供貨表企業(yè)名稱接軌時間產品規(guī)格供應總量(噸)原絲品質大連興科06年6月26日12k100優(yōu)中鋼吉碳06年7月24日1k0.4優(yōu)3k1.5優(yōu)6k1.2優(yōu)12k3.5優(yōu)浙江國泰06年7月25日6k3.0優(yōu)12k6.0優(yōu)吉林吉研06年8月1日3k1.0優(yōu)6k6.0優(yōu)12k1.0優(yōu)企業(yè)名稱接軌時間產品規(guī)格供應總量(噸)原絲品質濱州齊東碳素06年8月10日

11、6k1.2優(yōu)12k6.6優(yōu)12k8合格蘭州碳素06年10月29日3k2.25優(yōu)6k0.5優(yōu)12k13.9優(yōu)公司發(fā)展碳纖維原絲在國內同類碳纖維企業(yè)中具有獨特的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)為：一是原絲工程化研究較深入，基本掌握了腈綸基碳纖維原絲的形成機理和工程化關鍵技術，形成了具有自主知識產權的生產工藝和工程化方案；二是生產線建設成效顯著，投資少、見效快，擬建成12.5萬噸/年生產線，目前以銷售碳纖維原絲客戶已確定，主要性能指標基本達到日本東麗t300碳纖維水平；三是社會化合作思路正確，選擇解決碳纖維原絲的關鍵瓶頸，與十幾家碳化企業(yè)建立戰(zhàn)略性合作關系，并與中鋼吉碳神舟碳纖維有限公司和航天43所搭建了從原絲、碳化

12、到制品的一體化協(xié)作體系；四是長遠發(fā)展目標明確，制定的的碳纖維原絲發(fā)展規(guī)劃，目標明確、措施有力，公司將持續(xù)投入擴大產能，根據(jù)市場擴展情況增加產業(yè)化生產線。1.3 項目提出的背景及投資的必要性1、碳纖維是關系國防安全和新型產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略物資。碳纖維以質輕、高強、高模、耐高溫、耐腐蝕等特殊性能，在航空航天領域具有重要作用，并廣泛應用于尖端武器裝備的制造，是涉及國家與民族安全的重要物資。據(jù)了解，2008年前我國對碳纖維的年需求量約為8000噸，而且還在急劇增長，發(fā)展空間和潛力巨大，是一個新型的產業(yè)，可增加就業(yè)，形成新的經濟增長點。2、世界發(fā)達國家十分重視碳纖維產業(yè)的提升與拓展。世界碳纖維產業(yè)發(fā)展迅猛，

13、產能已達7萬噸/年以上，擁有該產業(yè)技術的國家有日本、美國、英國、俄羅斯等，其中日本產能占世界總產能的90%以上，產業(yè)化水平已達t700，極大的促進了航空航天、武器裝備等國防高技術產業(yè)和整體經濟的發(fā)展。3、我國碳纖維產業(yè)進展緩慢，嚴重影響了國防建設和民用產品的發(fā)展。我國對碳纖維的研究起步較早，也投入了數(shù)億元的經費，取得了不少科研成果，但由于核心技術和工程技術沒能突破，至今碳纖維沒能實現(xiàn)產業(yè)化。據(jù)了解，前幾年我國碳纖維年需求量在8000噸以上，國家已確定研制生產飛機，航天及武器裝備等軍事領域急需國產碳纖維，國家領導人也十分重視碳纖維的國產化，碳纖維成為影響我國國防建設和國民經濟發(fā)展的瓶頸。為此，公

14、司的決策層先后調研了北京化工大學、中科院煤化所、上海合纖所、威海拓展公司、蚌埠華皖公司、大連興科、中鋼吉碳、吉林吉研等碳纖維的研究生產單位。目前，國內碳化技術趨于成熟，利用進口原絲，碳化后產品完全能達到日本t300水平，但原絲的生產確不盡如人意，無論是產量還是質量均無法滿足后續(xù)碳化的需要。因此，影響高性能碳纖維發(fā)展的瓶頸是原絲的品質。從總體上看，國內碳纖維的研制與生產水平僅相當于國外20世紀70年代中、末期水平。產量低，性能低且穩(wěn)定性差，遠不能滿足軍民需要。嚴重制約著國家尖端武器的更新?lián)Q代，對國家安全構成嚴重威脅，對高附加產值的國民經濟支柱產業(yè)的發(fā)展也影響極大。4、公司正在實施碳纖維原絲產業(yè)化

15、。公司于2009年底決策t300級原絲產業(yè)化，現(xiàn)基建及公用工程已全部進入實施籌建階段，進入主體設備訂購和安裝階段，總體項目實施2010年三季度完成，四季度進入試生產階段，實行專線專用，6k、12k兩條線，1k、3k兩條線，總體產能達五萬噸/年。1.4 建設規(guī)模與目標某技術有限公司新建12.5萬噸/年生產線，最終達到可生產12.5萬噸/年碳纖維生產規(guī)模，產品質量達到t300水平，部分產品達到t700以上水平。1.5 主要建設條件1.5.1 公司項目實施的硬件條件公司于2007年初實施本項目的研制計劃，當年底現(xiàn)已完成基建及總體的輔助工程設計，擬建設主廠房車間、水處理車間、鍋爐房、產品原料庫、成品庫

16、、配電間等基本生產配套工程設施，同時配備綜合樓、職工食堂、職工澡堂等基本辦公生活設施，擬建設該項目的基礎條件，并從長遠發(fā)展考慮，預征地520畝，為規(guī)模化發(fā)展打下了基礎。1.5.2 實施碳纖維原絲產業(yè)化項目有獨特的優(yōu)勢1、公司是國內唯一一家能夠規(guī)?；a碳纖維原絲的廠家。目前我公司已掌握生產碳纖維原絲的規(guī)?；a能力，是國內唯一一家能夠批量生產碳纖維原絲的廠家，擁有獨立知識產權，產品性能達到或接近t300。我公司已與國家軍品指定單位中鋼吉碳和國內最早實現(xiàn)碳纖維產業(yè)化的大連興科公司形成上下游戰(zhàn)略合作伙伴，并與航天四院43所形成了原絲碳化制品應用的一體化協(xié)作體系，極大地促進了項目的發(fā)展。2、公司擁有

17、一支專業(yè)結構合理的復合型人才隊伍，為碳纖維原絲產業(yè)化提供了有力保障。公司人才來源于次化纖廠、經緯紡機廠和山西錦綸廠的科技帶頭人及生產技術骨干，專業(yè)結構包含高分子、化工、化纖機械、自動化、工業(yè)分析等，公司已經形成了一支復合型的碳纖維原絲工程化實踐團隊，這支團隊積累了豐富的紡織機械設計生產、新型纖維研發(fā)生產、整體工程實施與管理的經驗。公司聚集了一批優(yōu)秀的領導決策層、技術研發(fā)和生產管理骨干。蕭忠淵董事長、行業(yè)專家是領頭人，他不僅具有前瞻的視野、敏銳的判斷力和無私的奉獻精神，而且還是紡織機械方面的專家，擁有多項國家發(fā)明專利，他創(chuàng)辦的貝斯特機械制造有限公司（公司的投資和控股企業(yè)），主營紡織機械，為碳纖維

18、原絲生產提供了設備和資金保障，公司原絲生產線的設備國產化率達到90%以上,這些成為公司快速發(fā)展的重要因素；xxx總工程師具有40多年的腈綸研發(fā)和十幾年碳纖維原絲生產經驗，曾獲得多項部級和國家級科技進步獎，被評為首批享受國務院特殊津貼的有突出貢獻的專家，是本領域的國家級專家；蕭忠淵先生理具有近20年的化纖機械產品設計開發(fā)經驗，獲得多項部級科學技術進步獎，主持開發(fā)的碳纖維生產線獲得國家專利，目前專門負責腈綸基碳纖維工藝技術和設備；同時值得強調的是，公司還擁有一支具有多年從事腈綸和碳纖維原絲生產經驗的一線生產骨干。公司的這個團隊既有管理人才又有技術人才，既有理論人才又有實踐人才，既有紡絲專家又有精通

19、裝備設計的專家。這與其他企業(yè)的人才結構比較具有其獨特的優(yōu)勢。3、公司積累了較豐富的新型纖維研發(fā)經驗，為碳纖維原絲產業(yè)化奠定了堅實的產業(yè)技術基礎。公司整體研制開發(fā)出的化纖廠的設備、及人才和開發(fā)腈綸基碳纖維原絲的經驗，是我國從事特種腈綸生產最早能實現(xiàn)規(guī)?；a的企業(yè)，是國內唯一采用亞砜一步法生產腈綸的廠家，為公司的碳纖維原絲產業(yè)化奠定了很好的基礎。4、公司具有良好的發(fā)展環(huán)境，為實現(xiàn)碳纖維原絲產業(yè)化提供了重要支撐。公司的投資和控股企業(yè)xxx有限公司，主營_為碳纖維原絲產業(yè)化提供了資金保障。碳纖維原絲項目已列入_重點項目。公司具有很好的紡織機械配套能力和人力協(xié)作資源，具有煤、電價格低的優(yōu)勢，可顯著降低

20、生產成本（煤、電成及人工成本占原絲直接生產成本1/3以上），當?shù)氐目蒲袉挝缓痛髮Ｔ盒？梢孕纬珊芎玫募夹g協(xié)作優(yōu)勢，公司的發(fā)展碳纖維原絲具有得天獨厚的地域優(yōu)勢?？傊?，公司實施碳纖維原絲改擴建項目有獨特的優(yōu)勢，于中鋼吉碳戰(zhàn)略合作，能夠迅速完成t300級碳纖維的國產化，滿足國家航天軍工之急需，將成為國內最早完成碳纖維產業(yè)化的廠家之一。1.6 主要技術經濟指標主 要 技 術 經 濟 指 標 匯 總 表序號技術經濟指標單位數(shù)量備注1生產能力碳纖維原絲噸/年125000新建15條線2原料消耗丙烯腈噸/年1500004建筑面積平方米2000005定員人40006公用工程用水量m3/d65835用電負荷kwh/

21、t412513用汽量（冬季最大）t/h18757投資估算建設投資萬元348662.2其中：建設期貸款利息萬元10530流動資金萬元51053總投資額萬元4102458經濟效益總成本費用萬元519467銷售收入萬元635000營業(yè)稅金及附加萬元4153.05(不包括增值稅)利潤總額萬元90923.29技術經濟指標內部收益率%21.26稅后投資回收期(含建設期)年6.08含建設期2年貸款償還期(含建設期)年5.15含建設期2年投資利潤率%27稅后投資利稅率%75盈虧平衡點%491.7 結論性意見本項目工藝技術成熟可靠，投產后可生產國家急需的高性能碳纖維原絲，解決制約我國碳纖維發(fā)展的主要瓶頸問題。打

22、破國外該產品對我國的封鎖，以滿足國防、軍事、航天、航空等工業(yè)及民用各領域的需要，符合國家產業(yè)政策。xxx有限公司既有管理人才又有技術人才，既有理論人才又有實踐人才，既有紡絲專家又有精通裝備設計的專家，還擁有一支具有多年腈綸生產經驗的一線生產骨干，他們緊密配合，相互協(xié)作,并很好地承接了原化纖廠的生產和研發(fā)經驗，應用現(xiàn)代化工技術、紡機技術、控制技術和管理方法，深入研究了聚合、紡絲、回收等主要工序的工藝和關鍵技術，突破了碳纖維原絲的工程化難題，是該項目實施的重要基礎和優(yōu)勢。本項目經濟益較好，總投資41.02億元的投入，每年即可獲得利潤90923.2萬元，全部投資內部收益率21.26%（稅后），因此可

23、以在不影響按期還貸的前提下，在碳纖維原絲穩(wěn)定生產t300基礎上，利用企業(yè)積累的資金來發(fā)展更高性能的碳纖維原絲，盡快試制t700逐步實現(xiàn)產品的更新?lián)Q代，提升我國碳纖維的整體水平，縮短與世界先進水平的差距。綜上所述，本項目符合國家產業(yè)政策，采用的技術路線先進，其產品在國內市場需求量很大，從主要技術經濟指標看，項目抗風險能力很強，經濟效益和社會效益也十分明顯。因此，我們認為實施本項目不僅是必要的，也是切實可行的。但鑒于碳纖維是國家急需的國防戰(zhàn)略物資，而該行業(yè)又是一種高投入、高風險、高能耗的產業(yè)，僅靠企業(yè)自身的實力來實現(xiàn)產業(yè)化的目標顯然是困難的，建議政府先可重點扶持幾個基礎好、有實力的原絲生產及后續(xù)碳

24、化企業(yè)，加大資金投入力度，實行稅收與信貸傾斜政策，使其盡快做大做強，從而帶動更多的碳纖維生產企業(yè)、原料生產企業(yè)在碳纖維產業(yè)上下功夫，使我國碳纖維的生產邁上一個新臺階，早日實現(xiàn)規(guī)?；?、產業(yè)化的宏偉目標。二、市場預測2.1 國內外市場供應現(xiàn)狀目前，工業(yè)化生產碳纖維按原料路線可分為聚丙烯腈基(pan)碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維三大類。其中聚丙烯腈(pan)基碳纖維產品的力學性能優(yōu)良，已經成為當今碳纖維工業(yè)生產的主流（約占全球碳纖維總產量的90%）。世界碳纖維的主要生產商有日本的東麗、東邦人造絲、三菱人造絲三大集團和美國的卓爾泰克（zoltek）、阿克蘇（akzo）、阿爾迪拉（aldili）、

25、hexcel、 cytec和德國的sgl等公司。其中日本一直處于領先地位，世界生產能力中日本三大集團占75%，美國占15%左右。 我國pan基碳纖維的開發(fā)研制已有30多年歷史。1960年代初，長春應用化學研究所已著手于pan基碳纖維的研究，1970年代初已完成連續(xù)化中試裝置。其后，上海合成纖維研究所、中國科學院山西煤化所與榆次化纖廠合作開展研制工作，并于1980年代中期通過了中試。進入產業(yè)化試生產階段，先后建成了從幾百kg/a到幾t/a的小試裝置和幾十t/a的中試生產裝置?？傊?， 我國碳纖維研發(fā)生產起步不晚，但發(fā)展緩慢，總生產能力還不及發(fā)達國家或地區(qū)的一家公司。專家認為，制約我國碳纖維發(fā)展的主

26、要瓶頸是聚丙烯腈原絲質量不過關。2.2市場需求分析預測2.2.1 碳纖維的物理性能1、比重輕，約為1.7-2.0g/cm3,僅有鋼鐵的四分之一；2、抗拉強度高，一般在3.0-7.0gpa；3、高溫下具有高的比強度和比模量，且在高溫下不熔不燃，僅僅是燒蝕；4、斷裂伸長在1.5-2.2%之間，柔軟可編，深加工性能好；5、耐疲勞，減振性優(yōu)異，耐磨性能好；6、熱膨脹系數(shù)小，制品尺寸穩(wěn)定，導熱率高，不會出現(xiàn)蓄熱和過熱，在惰性氣氛中，耐熱性能優(yōu)異，強度不下降；7、生物相容性好，生理適應性強；8、有良好的導電性、非磁性、電波屏蔽性及優(yōu)異的x射線穿透性。2.2.2碳纖維用途由于碳纖維兼有金屬、陶瓷、紡織纖維、

27、有機高分子材料的優(yōu)異特性，因此在國民經濟的眾多領域中得到了廣泛應用。例如：1、國防軍事工業(yè)方面的應用這是碳纖維的傳統(tǒng)應用領域，主要用于軍用飛機、潛艇、導彈、火箭發(fā)動機、防彈衣、防暴盾牌、稽私艇、碳纖維炸彈（美國在南聯(lián)盟和伊拉克戰(zhàn)爭中都使用了這類炸彈，用來破壞對方的電力設施）及軍用裝備的防護層。2、宇宙航天及戰(zhàn)略武器方面的應用涉及宇宙飛船、航天飛機、人造衛(wèi)星、火箭與導彈復合增強材料、飛機剎車片等，主要利用了碳纖維質輕可減重及可耐上千度高溫而強度不變的特性。3、高新技術方面的應用正負電了對撞機，采用碳纖維強化朔料制成的束流管主漂移室內、外筒構件，使其工效提到大幅度提高。在核聚變方面的應用，充分利用

28、了碳纖維復合材料的耐熱沖擊和耐中子輻照及耐沖刷等優(yōu)異的熱特性以防中了輻照。鈾的分離與濃縮：使用碳纖維強化塑料制成的旋轉體可獲得高速度vc，取得較好的分離效果。4、航空領域中的應用在保證飛行安全的前提下，飛機自重愈輕，飛得愈快、愈高，可增加航程或增加凈載質量，如果說飛機的重量為100%，飛機自身約占50%，其中，飛機結構質量約占自身的30%左右，如果結構質量減輕1kg，總質量減輕25kg，增加因子為25，這就是飛機大量采用輕質碳纖維復合材料的原因之一。戰(zhàn)斗機結構材料輕量化，可減少油耗，延長作戰(zhàn)時間，且可飛得更高、更快，更加機動靈活，從而提高了戰(zhàn)斗機的生存和作戰(zhàn)能力。5、汽車及交通運輸領域中的應用

29、采用碳纖維復合材料制造汽車、火車的零部件，不僅使自身輕量化，還可以使其有許多功能特性?？山档驼駝雍驮肼?，行駛有舒適感，可提高行車速度。6、土木建筑橋梁、地鐵、工業(yè)民用建筑、水塔、水池、煙囪等土木工程各個領域的鋼筋混凝土結構的修復補強（特別是發(fā)生阪神、淡路、tolco和臺灣省大地震后，海外的需求量大增）。具有施工便捷、不需大型機具、固定設施，沒有濕作業(yè)，施工效率高，耐腐蝕、耐酸、耐堿、耐鹽，能抗各種惡劣環(huán)境等特點。同時，碳纖維作為電熱體有著金屬電熱體所不可比擬的諸多的優(yōu)異性能：如質量輕，化學性能穩(wěn)定（耐腐蝕，不易被氧化），升溫快、電熱轉換效率高達98%、柔軟耐折疊（曲彎測試達50000次）、斷線

30、不起弧，可有效杜絕火災的發(fā)生。 7、工業(yè)應用主要利用碳纖維復合材料所具有的高強度、高鋼度、重量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能，廣泛應用于化學、冶金、石油（海底油田上的油管、輸送管平臺支架、鉆井套管）、機械、紡織、醫(yī)療、電子等行業(yè)。最引人注目的是美國的壓縮天然氣（cng）壓力容器和消防車的氧氣壓力容器。8、體育領域主要用于高檔的文體用具，如：高爾夫球桿、羽毛球拍、網球拍、高檔運動鞋、滑雪板、賽艇、賽車等。2.2.3 市場前景分析預測隨著碳纖維用途日益多樣化、核心化，全球航天航空、體育休閑和工業(yè)生產中廣泛采用應用碳纖維復合材料，其需求量快速增長。據(jù)日本（碳纖維產量占世界總產量的75）東邦特納克斯公司

31、的專家分析說，隨著航空航天、體育休閑和工業(yè)應用對碳纖維的需求大幅度增加，全球碳纖維市場正以平均每年兩位數(shù)的速度快速增長,而從2005年開始，全球碳纖維的供給與需求已出現(xiàn)緊張局面,2006年全球碳纖維需求量已達到2.5萬噸年，預計2010年全球碳纖維需求量則達到31910噸年。 不包括新增的年需求量數(shù)萬噸的風力發(fā)電、飛機、復合材料電纜、橋梁補強等項目隨著我國改革開放的深入發(fā)展，國內碳纖維的消耗量在逐年增長。據(jù)統(tǒng)計，1996年為580噸，1997年為700噸左右，2000年為五萬噸，2001年為1500噸，2002年已超過2235噸，2005年將突破4000噸。2009年達到9000噸以上。而目前

32、國際上主要應用于三大部分：航天航空、體育運動器械和工業(yè)，分別占需求量的比例為20%、30%、50%。在國際上，碳纖維在航天航空及產業(yè)用量所占比例比我國大得多。主要應用領域及增長率應用領域應用實例增長率%平均增長率%一般企業(yè)高壓容器cng、醫(yī)用氧氣瓶30-3520-25土木建設橋梁增強、建筑材料25-30交通運輸船舶、卡車、轎車、火車20-25能源飛輪、風力發(fā)電15-20機械輥、管、集裝箱15-20其它復雜成形件、醫(yī)療器械15-20文體器材高爾夫棒高爾夫碳竿（60-90%）5-74-6球拍類美日市場成熟、亞洲等國擴大3-5釣竿美日市場成熟、亞洲等國擴大5-7航空航天飛機大型客機15-2015-2

33、0衛(wèi)星衛(wèi)星及飛船我國政府最近正式批準把大型飛機工程列入國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃和“十一五”規(guī)劃綱要，并定下目標在2010年前完成設計，并自行生產飛機引擎，2020年前開始制造大型飛機。而在大飛機制造中需要大量碳纖維。 近幾年碳纖維復合材料（cfrp）在宇航和航空工業(yè)領域的應用得到迅速發(fā)展。運輸飛機、風能葉片和深海油田對碳纖維的大量需求，基礎設施、汽車工業(yè)、壓縮氣瓶等對碳纖維用量的增加，最終引發(fā)碳纖維短缺、導致其供不應求的局面飛機碳纖維強化塑料（cfrp）用量急增，波音公司積10余年在b-777機尾段使用復合材料的經驗，在新一代b-787機型上，將復合材料的用量從過去占全機結構質量的大約10

34、一下子提高到50%。使用部位從尾部上升到主要承力結構的機身和機翼。歐洲空中客車公司a380超大型客機的復合材料結構用量達到25%，隨后研制的軍用運輸機a400m和空客a350復合材料用量也達到大約40%。2005年是商用飛機cfrp用量增長最快的一年。開始了兩個大量使用cfrp的飛機項目，2005年波音公司飛機合同650架，空中客車公司417架，2005年底兩大飛機公司交付飛機620架，復合材料用量約1700t，其中cfrp約1020t。20052010年航空航天工業(yè)復合材料市場將以每年10%的速度增長。據(jù)稱20042009年全球宇航工業(yè)使用的碳纖維將從碳纖維使用總量的26%增加到30%。 2

35、007年隨著新型空中客車a350和波音787客機dreamliner（也被稱之為7e7）投產給碳纖維工業(yè)產生顯著的推進作用。碳纖維復合材料由于質輕，大約是鋼的重量的20%，根據(jù)纖維等級和方向性，甚至也可以達到鋼材類似的強度。此外，碳纖維還不生銹。由于使用碳纖維材料可以大幅降低結構重量。因而可顯著提高燃料效率?？罩锌蛙嘺350中復合材料用量已接近總重量40%。波音787的機翼和機身上使用復合材料超過了50%。波音787機型由于減少重量， 在燃料費用方面節(jié)約了大約20%，加上腐蝕等方面的費用節(jié)省更為驚人。根據(jù)市場情況，波音和空中客車公司每年交付使用客機大約250到350架。可以預計，未來碳纖維市場

36、需求潛力非常巨大。 歐洲空中客車公司研制的世界最大民用貨機a380f于2005年4月投入生產，生產過程中更多地采用了碳纖維材料。a380f的中央翼盒采用了碳纖維增強塑料，這種材料質量輕，強度高。專家認為，采用用新型材料和高技術將使這種飛機在性能上比老一代大型飛機更具優(yōu)勢。a380f翼展79.8m，長73m，高24.1m，相當于8層樓房，是世界上正在制造的最大貨機。a380f設計商用載重量可達150噸，航程1.04萬km?？罩锌蛙嚬菊J為，全球貨運市場在未來20年內將有快速發(fā)展，但目前承運商面臨著收益減少和貨物密度下降的壓力。因此承運商希望貨機容量更大，以降低單位成本，a380f正是這一需求而設

37、計的。預計首架a380f將于2008年投入運營。碳纖維材料現(xiàn)在已成為汽車制造商青睞的材料，在汽車內外裝置中開始大量采用。碳纖維作為汽車材料，最大的優(yōu)點是質量輕、強度大，重量僅相當于鋼材的20%30%，硬度卻是鋼材的10倍以上。所以汽車制造采用碳纖維材料可以使汽車的輕量化取得突破性進展，并帶來節(jié)省能源的效益。業(yè)界認為，碳纖維在汽車制造領域今后的使用量會越來越大。據(jù)悉，福特和保時捷生產的gt型賽車發(fā)動機機罩已全部采用碳纖維材料；奔馳的57s型轎車原來內裝飾全部是木質材料， 現(xiàn)在則以碳纖維替代； 通用的雪弗萊轎車車底盤的內裝飾材料也采用碳纖維；寶馬公司將m6型轎車的頂篷全部采用碳纖維，并進行技術處理

38、，使其保持金屬材料的光澤。在工業(yè)領域，碳纖維應用也相當廣泛，作為材料，它們正在替代金屬和混凝土來滿足環(huán)境、安全和能源要求，在工業(yè)領域對碳纖維的需求量正在呈上升趨勢。在土木工程和建筑領域，應用碳纖維的抗震修復和加強是一項主要突破，使碳纖維在此領域正在得到更加廣泛的推廣。 在鐵路建筑中，碳纖維將在大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻方面會有很好的應用，這些也將是很有前景的應用。 壓力容器主要用在汽車的壓縮天然氣（cng）箱上，而且還用在救火隊員的固定式呼吸器（scba）上。cng罐源于美國和歐洲國家，現(xiàn)在日本和其他的亞洲國家也對這項應用表現(xiàn)出了極大的興趣。2.3 市場競爭力分析公司發(fā)展碳纖維原絲項目擁有自主知識

39、產權，擁有一支專業(yè)結構合理的研發(fā)隊伍，產業(yè)技術提升發(fā)展快，屬自主創(chuàng)新，具備核心競爭力。 公司工程技術設備技術自有，主體設備（除卷繞外）全部自行設計外委制造，同時公司地處某省晉中市是中國最大紡機生產基地，紡機生產配套能力強，因而項目總投入低。原絲及碳化產業(yè)屬耗能大戶，用煤，用電量大，公司地處某發(fā)展該項目，有得天獨厚之優(yōu)勢，可極大地降低生產成本。工藝的先進性和生產的穩(wěn)定為產品的高質量和生產效率的提高奠定基礎。同時碳纖維原絲是碳纖維產生的瓶頸，是國家發(fā)展之急需，該項目的發(fā)展受到了省、地、市的大力支持，國家有關部門也非常關注，有著良好的社會環(huán)境，極大地提高了企業(yè)參與市場競爭的能力。三、建設規(guī)模與產品方

40、案3.1 建設方案在現(xiàn)有的碳原絲車間改造現(xiàn)有的生產線，形成年產12.5萬噸/年1k、3k、6k、12k和48k碳纖維原絲的15條生產線。3.2 建設規(guī)模碳纖維原絲12.5萬噸/年3.3 產品方案產品規(guī)格：單絲纖度1.22dtex產品品種及產量：1k、1000噸3k、4000噸6k、10000噸12k、30000噸48k、80000噸3.4 產品主要技術指標碳 纖 維 原 絲 主 要 技 術 指 標序號項目單位現(xiàn)企業(yè)標準建成后標準備注1線密度dtex1.151.19-1.25按用戶要求2斷裂強度cn/dtex4.04.63斷裂伸長率%162162按用戶要求4含砜%0.030.025含油%0.5-

41、0.10.5-0.16斷頭率%337回潮率%118外觀無毛絲、并絲及張力不均四、工藝技術路線及設備選型4.1 技術特點、用二甲基亞砜一步法工藝生產聚丙烯腈基碳纖維原絲，是該公司在國內獨創(chuàng)，國內外專家一致認可為生產碳纖維原絲的首選方法。、走連續(xù)聚合方式，多釜連續(xù)高轉化聚合工藝，聚合是原絲生產的核心，公司連續(xù)聚合工藝有如下特點：分子量易于控制丙烯腈聚合是放熱反應，走連續(xù)聚合單位時間放熱量一定，因而易于控制反應溫度（在其它條件一定的情況下）也就控制了分子量。轉化率易于控制且保證了分子量的尖峰分布。單線能力高，本項目采用兩套聚合裝置，1k、3k車間一套，6k、12k、48k車間一套，6k、12k、48

42、k聚合裝置總聚合容積21m3，各單線能力達800-1000噸/年。聚合生產過程穩(wěn)定，是產品質量的基本保證。3、實現(xiàn)專線專用，四條紡絲生產線中兩條用于生產1k、3k碳纖維原絲，另兩條紡絲生產線生產6k、12k、48k碳纖維原絲，可最大限度優(yōu)化工藝，提高產品質量。1k、3k專用紡絲機特征：立式紡絲，單根單位；提高專件水平（長絲專件、控制偏差）；去除被動分絲點（減少毛絲）；斜八字排列，合理利用空間，提高整機效率。6k、12k紡絲機特征：由瓦型組件，改為組合式組件,提高噴絲頭精度；單位單泵獨立傳動, 提高計量泵精度；泵制作，放棄名義流量精度，提高一致性。4、采用低溫高濃凝固工藝，成形過程易于控制，成品

43、品質穩(wěn)定、均勻。5、自行研制干燥熱拉伸設備，熱場精度高，濕度均勻并易于控制，有利于纖維的致密化和細晶化。6、卷繞設備全部進口，達到橫張力卷繞，卷裝大，利于后道加工和提高后道生產效率，降低成本（1k、3k：25kg/軸，6k、12k：120kg/軸）。7、公用工程：生產用水采用高純處理，亞砜回收自創(chuàng)工藝，回收精度達99.5%以上，為連續(xù)穩(wěn)定生產提供了保障。8、整體工程控制水平高，過程溫度、速度、流量、壓力等實行自動化控制，保證了工藝的柔性化和生產過程的穩(wěn)定性，是產業(yè)品質提升的基礎。4.2 工藝流程概述聚丙烯腈基碳纖維原絲的生產，根據(jù)生產過程中所使用的溶劑不同，生產方法分為氯化鋅法、硫氰酸鈉法、硝

44、酸法、二甲基亞砜法、二甲基甲酰胺法、二甲基乙酰胺法等。國際上碳纖維生產規(guī)模最大、技術最先進的是日本東麗公司，該公司即是采用亞砜一步法生產高強度聚丙烯腈基碳纖維，2006年末生產能力達到10600噸/年，憑借原絲質量的優(yōu)勢，東麗生產出t300牌號的碳纖維強度達3.6gpa，現(xiàn)在正向t700s換代，強度達到了4.9gpa,東麗又開發(fā)了t800、t1000，t1000的強度達到7.2gpa，可見亞砜一步法的優(yōu)越性。本項目采用二甲基亞砜一步法工藝，即采用二甲基亞砜為溶劑，丙烯腈為第一單體，丙烯酸甲酯為第二單體，衣康酸為第三單體，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑的三元共聚、中轉化連續(xù)聚合、濕法紡絲的工藝路線，工藝過

45、程主要由以下部分組成：原料精制、原料配制、聚合、脫單體、紡絲、牽伸、水洗、上油、干燥牽伸、熱處理、收絲、包裝及溶劑回收。聚丙烯腈原絲的生產過程為：經過精制的丙烯腈與丙烯酸甲酯、二甲基亞砜、衣康酸、引發(fā)劑偶氮二異丁腈通過計量進入配制釜中，經充分攪拌，形成的混合液經化驗合格后由計量泵通過轉化率控制器和精密過濾器送入第一聚合釜，達到一定聚合度后的料液，隨后進入第二聚合釜進一步聚合，達到工藝要求的聚合度后的原液送入薄膜蒸發(fā)器脫除單體，經過兩道板框過濾機過濾、脫泡后即為紡絲原液。紡絲原液經精密過濾器過濾后通過噴絲頭噴出，在一定溫度和濃度的二甲基亞砜水溶液中凝固成絲束。絲束經導絲輥進入再凝浴、一牽伸、二牽

46、伸，然后進入水洗槽用純水洗滌。洗滌絲束后的水和凝固浴排出的濃二甲基亞砜溶液混合在一起，一部分流入凝固浴調配槽繼續(xù)使用，一部分送至溶劑回收車間回收。水洗后的絲束，引入油槽上油，進入干燥機烘干，通過熱板牽伸和熱處理，由以上處理后的絲束在精密交叉卷繞機上卷繞成一定規(guī)格重量的卷裝，由成品絲車運送至檢驗車間，經檢驗分級后包裝入庫。碳纖維原絲工藝流程框圖如下：原料精制原輔料配制聚合一次過濾脫單體混批中和二次過濾脫 泡三次過濾紡 絲牽 伸水 洗柔軟處理干燥、熱牽伸熱處理抗靜電處理收 絲檢驗包裝碳纖維原絲入庫4.3 主要工藝設備選型該項目所選設備除碳纖維原絲的卷繞機和噴絲板進口外，其主要設備如聚合釜、紡絲機、

47、計量泵、牽伸及熱定型等設備大部分為自行設計委托機械廠加工，部分通用設備、自控儀表及物檢化驗儀器在國內購置。卷繞機、噴絲板等關鍵設備擬從國外引進，主要工藝設備配置及選型如下表：（下表為單條線生產設備數(shù)量，本次實施新建三條線，改造一條線，實際數(shù)量按項目欄計。）一條生產線碳纖維原絲工藝設備一覽表序號設備名稱單位數(shù)量項目來源備注1丙烯腈提純裝置套12國內部分自制2計量槽套24國內自制3配制釜臺48國內自制4進料泵臺24國內自制5聚合釜臺48國內自制6脫泡釜臺24國內自制7板框過濾機臺510國內外購10隔膜泵臺48國內外購11紡絲泵臺40120國內外購12紡絲機臺13國內自制13噴絲板（1k、3k）塊1

48、648進口噴絲板（6k、12k）塊2060進口14牽伸機套13國內自制15水洗機套13國內自制16上油機臺13國內自制17干燥定型機套13進口自制18卷繞機（1k、3k）位1632進口德國卷繞機（6k、12k）位2040進口德國19包裝機臺12國內自制20溶劑回收裝置套12國內部分外購21控制儀表套23國內外購22物檢、化驗儀器套4646國內外購合 計臺.套416五、廠址概況5.1 建設地點與地理位置本項目建在某省市臨邑縣高新技術園區(qū)內。臨邑縣位于某省市東部，南與濟南毗鄰，北與北京、天津相連。南北長58.5公里，東西寬30千米，面積1016平方千米。臨邑鎮(zhèn)地理位置優(yōu)越，交通發(fā)達，是魯西北重要的

49、交通樞紐?？h政府駐地南距省會濟南60公里，北距天津240公里，104國道與四條省級公里干線交匯于此。規(guī)劃中的煙臺鐵路、北京上海高速鐵路在境內穿過。生產區(qū)廠址東西長約800米，南北寬約625米，其中建筑占地面積約20萬平方米，容積率為2.5,總占地面積為50萬平方米。5.2 地形地貌、地震情況項目用地位于某省市臨邑縣東部，臨邑縣地形平坦，地勢自西南向東北略有傾斜，為黃河沉積平原地貌。項目用地地勢平坦，相對高差不大。本地區(qū)抗震設防烈度為8度。5.3 氣候條件季風氣候影響顯著,四季分明、冷熱干濕界限明顯，春季干旱多風回暖快，夏季炎熱多雨，秋季涼爽多晴天，冬季寒冷少雪多干燥，具有顯著的大陸性氣候特征。

50、光照資源豐富。日照時數(shù)長，光照強度大，年平均日照時數(shù)2592小時，日照率為60%，太陽總輻射量為124.8千卡平方厘米，均處全國、全省的較高值區(qū)。年平均氣溫12.9，年平均降水量為611毫米，且有明顯的“春季雨少多干旱，秋季雨少多晴天，夏季雨多常有澇，冬季少雪多干燥”的季節(jié)分配特點。六、工程技術方案6.1 土建工程6.1.1 工程內容土建工程包括在公司廠區(qū)內新建碳纖維原絲車間、回收車間、檢測中心2、鍋爐房、無離子水站、空調及空氣凈化、職工倒班宿舍等(詳見下面主要建、構物工程一覽表)。6.1.2 主要建、構物碳纖維原絲生產車間總體上按甲類二級建筑物考慮，包括聚合、紡絲、回收三個生產工序，其中聚合

51、部分依據(jù)生產工藝的要求，按二級防爆措施處理。建筑物的主體一般為二層，局部為三層，全部采用鋼筋混凝土框架結構。主車間的土建設計除考慮到本企業(yè)的特點并滿足工藝要求外，還要做到結構合理，造型美觀大方。主 要 建、構 物 工 程 一 覽 表序號建筑物名稱結構形式建筑面積(m2）備注1碳原絲生產車間框架150000二層局部三層2回收車間框架15000四層3鍋爐房框架5000一層局部二層4空調及空氣凈化框架3000一層5中心化驗室磚混7000二層6無離子水站框架2000一層7職工倒班宿舍磚混16000四層污水處理站磚混2000一層合計6800污水處理池鋼筋砼結構50036.2 供電工程擬建變配電室，配置15臺4500kva變壓器及相應配套設備，經測算本項目的用電量約50000kva，實際耗電量僅49500kva，故本擬建設備可滿足用電要求。6.3 給水排水1給水a、用水負荷本項目工程的生產、生活及消防日用水量總計約210萬噸，其中生產用2087500噸，生活及其它為12500噸。(詳看表b7-基2-附表)b、水質要求：項目一般