丁基橡膠項(xiàng)目可行性論證報(bào)告建議書

1、5 萬(wàn)噸 / 年丁基橡膠裝置項(xiàng)目建議書一、產(chǎn)品概述二、市場(chǎng)需求及前景分析三、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)及進(jìn)口情況1、我國(guó)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(kāi)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(duì)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(jiǎn)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(yáng)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(guó)Bat on Rouge工廠實(shí)現(xiàn) 了工業(yè)化生產(chǎn)。1944年，加拿大Polysar公司采用美國(guó)技術(shù)在Sarnia建成丁基橡膠生產(chǎn)裝 置。1959年后，法國(guó)、英國(guó)、日本也開(kāi)始生產(chǎn)丁基橡膠。1991年，Bayer公司購(gòu)買Polysar全部合成橡膠業(yè)務(wù)，Exxon公司也收購(gòu)了在法國(guó)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(kāi)發(fā)。二、市場(chǎng)需求及前景分析近年來(lái)，我國(guó)丁基橡膠的消費(fèi)量呈現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)，2000-2009年表觀消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率約24.65%。2000年我國(guó)丁基橡膠的表觀消費(fèi)量只有 4.2萬(wàn)噸，2003年突破10.0萬(wàn)噸，2009 年已增加到25.8萬(wàn)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(guó)還處于空白狀態(tài)，2009年18萬(wàn)噸的消費(fèi)量全部依賴進(jìn)口。2009年，在我國(guó)丁基橡膠應(yīng)用市場(chǎng)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(jì)到2012年我國(guó)丁基橡膠的總需求量 將達(dá)到30萬(wàn)噸，其中鹵化丁基橡膠的需求量約 25萬(wàn)噸。隨著我國(guó)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(wú)內(nèi)胎化轉(zhuǎn)化。同時(shí)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(guó)內(nèi)丁基橡膠在輪胎行業(yè)中的應(yīng)用與國(guó)外相比差距仍很 大，發(fā)達(dá)國(guó)家的輪胎內(nèi)胎幾乎完全實(shí)現(xiàn)了丁基化，在亞洲，日本、韓國(guó)經(jīng)及印度等國(guó)家80%以上的內(nèi)胎由丁基橡膠制造，中國(guó)臺(tái)灣的內(nèi)胎丁基化率也已達(dá) 90以上，而目前我國(guó)的內(nèi)胎丁 基化率才30%可見(jiàn)丁基橡膠在輪胎應(yīng)該領(lǐng)域未來(lái)市場(chǎng)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(guó)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(guó)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(kāi)始全面換用丁基膠塞。國(guó)家政策的的強(qiáng)制執(zhí)行。使我 國(guó)丁基橡膠的用量在一定程度上有所提升。 預(yù)計(jì)到2012年丁基橡膠在該行業(yè)的消費(fèi)量將達(dá)到 2.3萬(wàn)噸?？偨Y(jié)以上分析得知，丁基橡膠國(guó)內(nèi)生產(chǎn)量小，需求量大，近十年來(lái)，表觀消費(fèi)量年均增 長(zhǎng)率約25流右，市場(chǎng)潛力巨大。、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)及進(jìn)口情況1、我國(guó)丁基橡膠的生產(chǎn)現(xiàn)狀我國(guó)丁基橡膠的研究開(kāi)發(fā)始于 20世紀(jì)60年代，但由于各種原因一直沒(méi)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(guó)惟一的一套 3.0萬(wàn)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(gè)牌號(hào)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(kāi)工率較低，產(chǎn)品合格率低，原材料消耗、動(dòng)力消耗及成本 偏高。2000年和2001年產(chǎn)量分別只有0.41萬(wàn)噸和0.42萬(wàn)噸。后來(lái)經(jīng)過(guò)與北京化工大學(xué)等 單位的聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)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(wàn)噸/年。由于看好未來(lái)市場(chǎng)，目前國(guó)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(wàn)噸/年丁基橡膠項(xiàng)目已得到批復(fù)，有望在 2011年建成投產(chǎn)。盤錦和運(yùn)實(shí)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(xiàng)目分兩期實(shí)施，其中一期工程 建設(shè)規(guī)模為6萬(wàn)噸/年，二期工程建設(shè)規(guī)模為 4萬(wàn)噸/年，整個(gè)工程總投資將超過(guò) 30億元。 雙方同時(shí)約定，俄方在簽訂合同后 4年內(nèi)不對(duì)任何一方轉(zhuǎn)讓這一技術(shù)。工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作已 經(jīng)于2008年開(kāi)始，計(jì)劃于2009年中期開(kāi)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(wàn)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(wàn)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(wàn)噸/年丁基橡膠裝置大慶石化規(guī)劃上馬6萬(wàn)噸/年丁基橡膠裝置以上項(xiàng)目如均能如期完成，預(yù)計(jì)到 2014年，我國(guó)丁基及鹵化丁基橡膠總產(chǎn)能將超過(guò) 25 萬(wàn)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(guó)丁基橡膠的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量還不能滿足實(shí)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(lái)源看，我國(guó)初級(jí)形狀普通丁基橡膠進(jìn)口主要來(lái)自俄羅斯、 加拿大和日本，2003年我國(guó)從這3個(gè)國(guó)家進(jìn)口的初級(jí)形狀普通丁基橡膠總量達(dá)到2.69噸

9、，約占初級(jí)形狀普通丁基橡膠總進(jìn)口量的 76.4%。2004年從上述三個(gè)國(guó)家的進(jìn)口總量為 2.12萬(wàn) 噸，約占國(guó)內(nèi)初級(jí)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(guó) 從俄羅斯的進(jìn)口量增長(zhǎng)較快，2000年進(jìn)口量只有0.39萬(wàn)噸，2002年增加到1.16萬(wàn)噸，2003 年進(jìn)一步增加到2.23萬(wàn)噸，比2002年增長(zhǎng)92.7%, 2004年2010年進(jìn)口量每年約為2萬(wàn) 噸。2004 2009年我國(guó)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(shí)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(yáng)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(kāi)發(fā)歷程丁基橡膠的開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)40年代，1943年Exxon公司在美國(guó)Bat on Rouge工廠實(shí)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(guó)的技術(shù)在Samia建成丁基 橡膠

12、生產(chǎn)裝置。1959年后，法國(guó)、英國(guó)、日本也開(kāi)始生產(chǎn)丁基橡膠。1991年Bayer公司購(gòu)買 Polysar公司的全部合成橡膠裝置；Exxon公司收購(gòu)了法國(guó)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(kāi)發(fā)的。我國(guó)丁基橡膠的研究開(kāi)發(fā)始于 20世紀(jì)60年代，但由于各種原因一直沒(méi)有建成工業(yè)化生 產(chǎn)裝置。1999年，中國(guó)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(guó)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(hào)的普通丁基橡膠產(chǎn)品，其中IIRl751屬于內(nèi)胎級(jí)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(hào) 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(jí)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(jí) 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(gè)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(yáng)離子型聚合反應(yīng)。其特點(diǎn)是聚合工藝要求高速、低溫。一般 來(lái)說(shuō)，陽(yáng)離子聚合反應(yīng)包括鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止反應(yīng)。丁基橡膠自工業(yè)化以來(lái)， 其生產(chǎn)技術(shù)主要是以淤漿法為主，俄羅斯開(kāi)發(fā)了溶液法生產(chǎn)技術(shù)，但從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面來(lái)看， 溶液法還不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(guò)陽(yáng)離子聚合制得的。該生產(chǎn)技術(shù)被美國(guó) Exxon公司和德國(guó)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(gè)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(shí)將催化劑級(jí)的無(wú)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(jí)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(yáng)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。含水膠粒混合物在真空脫氣塔內(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(dòng)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(lái)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(lái)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(guò)程催化劑分布不均勻，熱量集中會(huì)造成局部過(guò)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(guò)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(shí)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(kāi)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(duì)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(shí)，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(lái)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(guò)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(diǎn)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。