2000吨年水性环氧树脂可行性研究报告.doc

1 化工与制药学院 课程设计说明书 课题名称： 2000 吨/年水性环氧树脂 专业班级： 08 精细化工 02 学生学号： 0806120201 学生姓名： 陈柏希 学生成绩: 指导教师： 樊庆春、余响林 课题工作时间： 武汉工程大学化工与制药学院教学管理科 1 目目 录录 第一章 文献综述 .1 1.1 项目情况 .1 1.1.1 项目名称 .1 1.1.2 项目法人 .1 1.1.3 项目拟建地区，地点 .1 1.1.4 编制可行性研究报告的依据 .1 1.2 项目背景和发展概况 .3 1.2.1 可行性分析 .6 1.2.2 国内外市场现状、前景 .9 1.2.3 技术的开发进展 10 第二章 需求预测和拟建规模 .11 2.1 国内外市场需求及预测 11 2.2 生产现状及估计 11 2.3 销售价格分析 15 2.4 发展及拟建规模 15 2.4.1 发展、销售方向 16 2.4.2 拟建规模 16 2.5 主要上游企业简要行业分析 17 2.6 主要下游企业简要行业分析 18 第三章 资源、原材料、燃料及公用设施情况 .19 3.1 原材料及主要辅助材料供应 19 3.2 燃料动力及其它公用设施的供应 19 3.2.1 电气 19 3.2.2 最大需水量 19 3.2.3 暖通设计 20 3.3 原材料、燃料、动力消耗指标 20 3.3.1 原料、辅助原料规格要求 20 3.3.2 公用工程规格 20 3.3.3 预计原料及辅助原料的消耗定额 21 3.3.4 预计公用工程消耗定额 21 2 第四章 建厂条件和厂址方案 .22 4.1 厂址选择原则 22 4.1.1 原料、燃料及产品销售 22 4.1.2 面积 22 4.1.3 外形与地形 22 4.1.4 气象 22 4.1.5 水文地质 22 4.1.6 交通运输 22 4.1.7 给水排水 23 4.1.8 协作 23 4.1.9 能源供应 23 4.1.10 居住区 .23 4.1.11 施工条件 .23 4.1.12 安全防护 .23 4.1.13 其它 .23 4.2 厂址选择 24 4.2.1 湖北省葛店经济开发区简介 24 4.2.2 基本概况 24 4.2.3 经济状况 24 4.2.4 投资环境 25 4.2.5 产业区划 25 4.2.6 历史沿革 26 4.2.7 地理位置 27 4.2.8 气象条件 27 4.2.9 水文 28 4.2.10 地形地貌 .29 4.2.11 人口状况 .29 4.2.12 医疗卫生 .30 4.2.13 教育 .30 4.2.14 生活环境 .30 4.2.15 对葛店开发区的政策 .31 4.2.16 交通运输 .31 4.2.17 供电、电源情况 .32 3 4.2.18 供水情况 .32 4.2.19 通信、通讯及其他 .33 4.3 厂址多方案比较 33 4.4 施工条件 34 第五章 设计方案 .35 5.1 水性环氧树脂的技术要求 35 5.2 工厂构成 .35 5.3 生产技术构成 .36 5.3.1 产品指标及执行的标准 .36 5.3.2.原料、辅助原料规格及执行标准 36 5.3.3 生产工艺 36 5.3.4 合成机理 37 5.4 主要设备 38 5.5 主要设备的来源 38 5.6 厂内外运输方案 39 5.7 仓储方案 39 5.7.1 原材料仓储需求解决方案 .39 5.7.2 半成品仓储需求的解决方案 .39 5.7.3 产成品仓储需求的解决方案 .39 5.8 公用辅助工程 .40 5.8.1 土建工程 .40 5.8.2 给排水及消防工程 .41 5.8.3 消防设计 42 5.8.4 动力及公用工程 43 第六章 环境保护 .45 6.1 废水、废渣排放堆置条件 45 6.2 建设地区的环境现状 45 6.2.1 地理环境及旅游资源 45 6.2.2 环境质量状况 45 6.2.3 主要污染源 46 6.2.4 项目对周围地区的可能产生的影响 46 6.2.5 项目拟采用的环境保护标准 47 4 6.2.6 各种污染物最终排放的治理措施和综合利用方案 47 6.2.7 环境保护投资估算 48 6.3 综合评价结论 49 第七章 企业组织、劳动定员和人员培训 .50 7.1 主要生产车间布置方案 50 7.2 建筑物建造原则 50 7.2.1 建筑物模数 50 7.2.2 厂房高度和间距 50 7.2.3 建筑物形成的选择 50 7.2.4 控制室的布置 51 7.2.5 变电、配电室的布置 52 7.2.6 化验室的布置 52 7.3 企业组织和劳动定员 52 7.3.1 企业简介 53 7.3.2 企业文化 53 7.3.3 企业理念 53 7.3.4 公司组织架构总体设计 54 7.3.5 部门设置及职能 54 7.3.6 生产定岗定员表 65 7.3.7 工作制度 66 7.3.8 工资制度 68 7.4 安全卫生 69 7.4.1 职业安全卫生主要设施 70 7.4.2 劳动安全与职业卫生机构 70 7.4.3 消防措施和设施方案 71 第八章 投资估算和资金筹措 .72 8.1 主体工程和配套工程的投资 72 8.1.1 土建工程 72 8.1.2 其他工程 73 8.1.3 主要设备选择投资 73 8.2 生产流动资金的估算 74 8.2.1 主要原材料、燃料、动力消耗指标 74 5 8.2.2 燃料及水电消耗资金 75 8.2.3 流动资金估算 76 8.3 资金筹措 76 8.3.1 筹资概述 76 8.3.2 筹资方案 78 8.4 投资使用计划 79 8.4.1 勘察施工和设备订货 79 8.4.2 订购设备安装、培训和验收 80 8.5 总费用计划 .81 第九章 项目经济效果评价 .82 9.1 生产成本和销售收入估算 82 9.1.1 生产总成本估算 82 9.1.2 单位成本 82 9.1.3 销售收入估算 83 9.2 现金流量及资金运用 83 9.3 项目评估指标 87 9.4 项目的盈亏分析 87 9.5 风险敏感分析 88 9.6 评价的结论和建议 88 9.6.1 项目在技术、经济和社会发展方面的合理性： 88 9.6.2 产品技术指标 88 9.6.3 存在问题及建议 89 第十章 项目实施进度安排 .90 参考文献 .91 1 第一章章 文献综述文献综述 1.11.1 项目情况项目情况 环氧树脂 1930 年代由瑞士 pierre castan 和美国 so greenle 合成,1947 年美国的 deve-raynolds 公司率先开始了工业化生产,以其优异的粘结性、附着性、稳定性、耐化 学品性、绝缘性及机械强度等特性 , 广泛地用于涂料、粘合剂及复合材料等各个领域。 通常用的环氧树脂难溶于水,易溶于有机溶剂,但有机溶剂往往价格较高 , 具有挥发 性和毒性,对环境的污染很大。而水性环氧树脂具有较低挥发性有机物 (voc),安全等显 著特点。经过半个世纪的发展 , 水性环氧树脂涂料的性能有了很大的提高。水性环氧树 脂涂料可在室温或加热条件下固化,与溶剂型环氧树脂涂料相比,水性环氧树脂涂料有以 下优点:以水作为分散介质,不含有机溶剂或挥发性有机化合物含量较低 ,无环境污染, 没有失火隐患;满足当前环境保护的要求;操作性能好,施工工具可用水直接清洗,操作 安全、方便;对大多基材具有良好的附着力,并可以与水泥或水泥砂浆配合使用;可在 室温和潮湿的环境中固化,有合理的固化时间,并保证有较高的交联密度。能与其它水 性聚合物体系混合使用 ,在性能上相互弥补。水性环氧涂料的优点是显而易见的 ,但也 存在以下一些缺点: 与有机溶剂相比 ,水的蒸发热高 ,这就要求有另外的手段来帮助 水的蒸发。在低温和高湿情况下 ,水的蒸发更慢 ,使表干时间延长; 水的表面张力较 高 ,这对基材和颜填料的润湿造成因难 , 尤其是除油不干净的底材更难润湿,需加入基 材润湿剂来提高水性环氧树脂涂料对基材的润湿性; 颜填料在水性环氧涂料中的分散 稳定性较溶剂型涂料差 ,易于聚集沉淀; 水的导电率高 ,易使金属腐蚀 ,在涂膜干燥 过程中易发生闪蚀问题 ,但用闪蚀抑制剂和活性颜料配合使用 ,可解决此问题。 水性环氧树脂的应用领域： 金属防腐蚀涂料 建筑工程中防水，防堵材料，外墙涂料 船舶涂料 电子封装材料 工业维护面漆等 本项目可行性分析报告书所涉及的水性环氧树脂由双酚 a 型 e-51 环氧树脂、聚醚多 元醇，在少量催化剂作用下，加热并控制一定的温度聚合而得。 2 1.1.11.1.1 项目名称项目名称： 2000 吨/年水性双酚 a 环氧树脂 1.1.21.1.2 项目法人：项目法人： 武汉市葛店经济开发区鲲鹏化工有限公司 法人代表：法人代表：张忍 1.1.31.1.3 项目拟建地区，地点：项目拟建地区，地点：湖北省武汉市葛店经济开发区 1.1.41.1.4 编制可行性研究报告的依据编制可行性研究报告的依据。 1.1.4.11.1.4.1 编制项目所依据的政策、法令和法规编制项目所依据的政策、法令和法规 (1)武汉市鲲鹏化工有限公司的年产 2000t 水性双酚 a 型环氧树脂的工艺设计及建设 运营规划可行性研究基础资料； (2)湖北省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要 （鄂府200646 号） ； (3)湖北省“十一五”规划编制工作方案 （鄂府办2004117 号） ； (4)中部地区改革发展规划纲要(2008-2020 年)； (5)关于公布实施武汉葛店经济开发区近期建设规划（2006-2010）的通知,2007 16 号； (6)化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定 （修订本）,化计发（1997） 426 号文； (7)建设项目经济评价方法与参数,国家计委、建设部投资（1993）530 号文发 布； (8)化工投资项目经济评价参数,国石化规发（2000）412 号 1.1.4.21.1.4.2 设计项目依据的规范设计项目依据的规范 (1) 建筑设计防火规范(gbjl687)，国家计委、公安部。 (2) 工业企业设计卫生标准(tj3679)，国家建委、卫生部。 (3) 工业企业采光设计标准(gb5003391)建设部。 (4) 工业企业照明设计标推(gb5003292)建设部。 (5) 化工管道设计规范(h1dj887)，化学工业部。 (6) 氯气安全规程(gbu98489)，国家标 lb 局。 (7) 化工设备、管道外防腐设计规定(hgj3490)，化学工业部。 (8) 建筑给水、排水设计规范(gbj1588)，建设部。 3 (9) 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(gb50058)，化学工业部。 (10)工业“三废”诽放试行标推(gbj473)，国家建委、卫生部。 (11)工业企业厂界噪声标难(gbl234890)，国家环境保护局。 (12)建筑灭火器配置设计规范(gbj14090)，建设部。 1.1.4.31.1.4.3 安装、施工验收规范安装、施工验收规范 (1) 化工工程建设超重施工规范(hgj20183)，化学工业部。 (2) 圆筒形钢制焊接贮罐施工及验收规范(hgj21083)，化学工业部。 (3) 立式圆简形钢制焊接油罐施工及验收规范(gbjl2890)，建设部。 (4) 化工塔类设备施工及验收规范(hgj21185)，化学工业部。 (5) 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范(hgj22991)化学工业部。 (6) 化工机器安装工程施工及验收规范(通用规定)(hgj20383)，化学工业部。 (7) 现场设备，工业管道焊接施工及验收规范(gbj23682)，国家建委 (8) 洁净室施工及验收规范(jgj7190)，建设部。中国石油化工总公司。 1.1.4.41.1.4.4 试车、竣工验收规范试车、竣工验收规范( (规定规定) ) 化学工业大、中型装置试车工作规范(hgj23191)，化学工业部 1.1.4.51.1.4.5 编制原则编制原则 (1) 严格执行国家有关环境保护，职业安全及工业卫生有关规定，贯彻“安全第一、 预防为主”的方针，做到环境保护、劳动安全卫生与工程同步规划、同步实施、 同步发展；避免环境污染，保证安全生产。 (2) 选择先进可靠的工艺技术，合理安排工艺流程，建设自动化水平高的增塑剂生产 装置，保证装置顺利投产、稳定运转，正常发挥其经济效益。 (3) 合理布置工艺设备,充分利用辅助设施生活福利设施，尽可能节省投资,节约用地。 (4) 坚持贯彻执行“五化”原则，即工厂布置一体化、生产设备露天化、建构筑物轻 型化、公用工程社会化、引进设备国产化。 (5) 严格遵守“三同时”原则，消防、环保和劳动安全卫生同时考虑。 1.21.2 项目背景和发展概况项目背景和发展概况 当前中国外贸出口面临更加严峻的外部环境。特别需要引起重视的是，进口国以提高 4 检疫标准、增加检测项目为手段，用技术贸易壁垒限制中国产品出口、保护本国产业的 趋势越来越明显。目前，欧美日韩等国纷纷出台在涂料、电子材料、高性能环氧树脂复 合材料、液晶型环氧材料等质量等级标准和法规。由于我国的相关标准滞后，由此引起 了国内许多树脂材料制品出口受阻、相关国外产品大举入境，严重威胁到产业安全，发 展高性能环氧树脂迫在眉睫。 面对发达国家的技术壁垒，国家和企业都要积极应对。一方面国家应从整个行业的角 度，适时修订环氧树脂在涂料、电子材料、高性能环氧树脂复合材料、液晶环氧材料等 方面的应用标准，从技术和市场方面促进功能型环氧树脂产业的转型。另一方面，企业 要加大研发的力度，开发出新的环氧树脂品种，绕过技术壁垒，重新占领国际市场。水 性环氧树脂正随着潮流兴起。目前世界上对于新型环氧树脂研制明显滞后于生产和生活 的需要，随着科技的进步，一些传统的材料可能会被淘汰，而研发无害、价廉、节能、 特种耐候效果好等优点的水型环氧树脂作为替代材料，是当下水性环氧树脂材料行业发 展的关键一环。表 1.1 归纳了世界主要水性环氧树脂生产企业及产品，表 1.2 归纳了国 内水性环氧树脂主要生产企业及产品。 表表 1.11.1 世界主要水性环氧树脂生产企业及产品 生产厂家及公司 主要产品 美国 汽巴一嘉基公司 dgeba 树脂、缩水甘油胺、环氧(ecn、epn) 道化学公司dgeba 及其他多功能树脂 壳牌石油化学 dgeba 树脂，多功能树脂 联合碳化物公司 酚类树脂 赖克霍德化学公司 dgeba 树脂，多功能环氧树脂 日本： 旭一汽巴公司 aradite 和 aer 树脂 旭一电化公司adcka 树脂 大日本油墨化学公司 epielon 树脂 东都化成 大都化成(神户) 国都化成(韩国) 道化学公司 5 三井化学公司 化壳牌环氧树脂 公司 epielon 树脂 三井石化 epielon 树脂 sento kasei 溴代环氧树脂 表表 1.21.2 国内大型水性环氧树脂生产企业及产品 企 业 名 称生产规模（万 t/a）产 品 种 类 无锡树脂厂 3.0 液体及固体环氧树脂 无锡迪爱生环氧有限公司 1.5 液体环氧树脂 广东宏昌电子材料公司 6.3 液体及固体环氧树脂 宜兴三木集团公司 3.0 液体及固体环氧树脂 大连齐化集团公司 6.0 液体环氧树脂 陶氏（张家港）化学公司 4.1 液体及固体环氧树脂 中石化巴陵环氧树脂有限公司 2.5 液体及固体环氧树脂 南亚昆山环氧树脂公司 10.0 液体环氧树脂 建滔（番禺）石化有限公司 6.5 液体及固体环氧树脂 国都化工昆山有限公司 4.0 液体环氧树脂 美国水性环氧树脂生产总能力为 43 万吨，日本和欧洲分别为 27 万吨和 59 万吨。 另外，韩国 10 万吨，台湾省 7.1 万吨，泰国 1.2 万吨，南非 1.5 万吨，委内瑞拉 l 万吨。 2003 年美国道化学公司在江苏张家港市投资建设的年产 4.1 万吨水性环氧树脂生产 厂，于目前已正式建成投产后，可使世界环氧树脂总量及我国水性环氧树脂生产规模往 前迈了一大步。 近年来，日本东都集团公司除了在神户设立大都化成(能力 2.3 万吨)，在千叶县建 立千都化成(能力 2.5 万吨)和东京工场(能力 0.48 万吨)外，又在中国岳化、大连、广州 和中国台湾等地提供技术，建造生产装置。 目前，道化学公司、壳牌化学公司和汽巴- 嘉基(cibageigy)是世界上有名的环氧树脂三大厂商。其能力所占比例见表 1.3 表表 1.31.3 世界环氧树脂三大厂商生产能力 (万吨/年) 6 西欧美国日本 cibageigy 108.93.6 dow 1312.623 shell1613.453.5 其他 17.36.6815.13 总计 56.339.639 所占比例() 69.253.0540.03 上世纪 80 年代之后，世界水性环氧树脂这三大集团公司，正以合资或独资等方式向 发展中国家拓展，这必将使水性环氧树脂生产大集团化得到了进一步的提高。 尽管我国已成为水性环氧树脂生产和消费大国，生产技术由一次简单加碱工艺发展为 两次加碱较先进工艺，并形成一批具有一定规模的大中型生产企业，但是存在的问题亦 不容忽视。概括起来，包括如下几点： 1) 我国加入 wto 后，国外的许多水性环氧树脂产品将进入国内市场。国内有些水性 环氧树脂企业亦拟进行扩建或新建装置，所以国家宏观调控部门宜加以统筹和引导。为 了防止相互盲目竞争，国内现有的水性环氧树脂生产企业应着重抓好市场营销战略和策 略研究，争取以质优价廉的产品尽快实现对进口产品的替代，并尽可能实现产品出口。 2) 国内今后新建或扩建化环氧树脂装置一定要比选原料、电力、市场及水资源等条 件。根据国外的经验，将双酚 a 和环氧树脂一体化建设的方案在经济上最合算，如同时 还考虑建环氧树脂及聚碳酸酯等下游产品装置，经济效益会更好。日本三井化学以及上 海漕泾化工区在建聚碳酸酯装置的同时，还考虑建双酚 a 和其原料装置，双酚 a 只有进 一步加工成双酚 a 型环氧树脂才能获利丰厚。另外，还要进一步对环氧树脂下游产品的 应用进行开发。 3) 水性环氧树脂生产所用的缩合反应催化剂及助催化剂是技术的关键，目前国内合 资装置一般用进口催化剂，但从长远看还要立足国内，自行开发性能好的催化剂 ，既可 节省外汇，又可防止受限于国外专利商。 4) 完善工艺细节，降低环氧氯丙烷的单耗。环氧氯丙烷单耗的高低直接确定了环氧 树脂产品原材料成本。目前国外公司已不再采用加水共沸的方式，而是加入芳烃类如甲 苯，二甲苯等，醇类如正丁醇，异丙醇等。酮类如甲基异丁基酮等共沸，用旋转薄膜蒸 发器脱除，最后采取萃取、精馏装置进行精馏分离回收利用。 7 近年来，我国已成为亚洲地区水性双酚 a 环氧树脂生产量和消费量最多的国家。值得 关注和不容回避的是，与此对应的严峻的环保形势同样存在，污染现状不容乐观。我们 知道，每生产一吨水性环氧树脂，至少产生组成复杂的高浓度有机废水 510 吨，codcr 高 3.05.0104mg/l。废水主要含有盐、甲苯、老化树脂、环氧氯丙烷等污染物及非生 产废水，由于治理技术难以达到要求或环保投入过大装置运行费用过高，最终出现稀释、 偷排、漏排等处置废水的非环保措施。因此，尖锐突出的“三废”治理问题已经成为制 约整个行业发展的关键和瓶颈。预计今后几年，水性双酚 a 环氧树脂市场挑战与机遇并 存，市场总体保持平稳走势。水性双酚 a 环氧树脂生产企业应实现集约化、规模化经营， 在品种系列化和老产品新用途开发上下功夫，以满足市场需要。 1.2.11.2.1 可行性分析可行性分析 1.2.1.11.2.1.1 投资可行性投资可行性 我国水性环氧树脂生产企业以中小型企业为主，其特点是：生产规模小、品种规格少、 产品质量差、生产成本高、物耗能耗大，当前正是我国环氧树脂工业处于调整生产结构 及企业重新整合的关键时期。 随着高科技工业的发展，对工程材料提出了更高的要求，对适用的水性环氧树脂的品 质如纯度、色度、环氧当量波动范围、氯含量、批次稳定性等提出了更苛刻的要求。 完善水性型环氧树脂生产工艺，提高装置技术水平，提高产品质量档次，增加市场竞 争力对于目前水性型环氧树脂具有重要的现实意义。 1.2.1.21.2.1.2 技术可行性技术可行性 水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、 水分散体或水溶液，三者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。根据制备方法的 不同，环氧树脂水性化有以下四种方法：机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化 法等。 1、相反转法 利用相反转法将高分子树脂乳化为乳液，是通过改变水相的体积，使聚合物由油包水 状态转化为水包油状态。相反转原指多组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过 程，如在油/水/乳化剂体系中，当连续相由水相向油相（或从油相向水相）转变时，在 8 连续相转变区，体系的界面张力最低，因而分散相的尺寸最小。相反转法借助于外加乳 化剂的作用几乎可将所有的高分子树脂通过物理乳化方法制得。 用相反转法制得的环氧乳液粒径小，其分散相的平均粒径一般为 12m，乳液的稳 定性好。只需加入占树脂 1%10%的乳化剂就能获得性能优良的乳液，相对其它类型的环 氧树脂乳液来说成本较低，在实际应用中有一定优势。 2、自乳化方法（化学改性法） 自乳化方法是通过对环氧树脂分子进行改性，将离子基团或极性基团引入到环氧树脂 分子的非极性链上，使它成为亲水亲油的两亲性聚合物，从而具有表面活性剂的作用。 在环氧树脂中，环氧基的存在使其具有较好的反应活性，因为环氧基为三元环，张力大， c、o 电负性的不同使环具有极性，容易受到亲核或亲电试剂进攻而发生开环反应；分子 骨架上所悬挂的羟基虽然具有一定反应活性，但由于空间位阻，其反应程度较差。自乳 化法就是利用环氧树脂中基团的反应活性将亲水性链段或基团引入到环氧树脂分子链段 上，同时保证每个改性环氧树脂分子中有 2 个或 2 个以上环氧基，所得的改性环氧树脂 不用外加乳化剂即能自行分散于水中形成乳液。其改性方法有酯化型、醚化型和接枝反 应型。 2.1 酯化反应型 酯化反应型是氢离子先将环氧环极化，酸根离子再进攻环氧环，使其开环。 （1）先使环氧树脂与不饱和脂肪酸酯化制成环氧酯，再用乙烯型不饱和二元羧酸或 酸酐与环氧酯加成而引进羧基，最后经胺（碱）中和成盐。 （2）二元羧酸（酐）和环氧树脂链上的羧基或环氧基发生反应引入羧基得阴离子环 氧酯，然后用叔胺中和可得稳定的水分散体。 酯化法的缺点是酯化产物中的酯键会随时间增加而水解，导致体系不稳定。为避免这 一缺点，可将含羧基单体通过形成碳碳键接枝于高相对分子质量的环氧树脂上。 2.2 醚化反应型 醚化反应型与酯化反应型不同，这一反应均是亲核试剂直接进攻环氧环上的 c 原子， 目前的方法有： 9 （1）将环氧树脂和对位羟基苯甲酸甲酯反应，再水解、中和： （2）将环氧树脂与巯基乙酸反应，再水解、中和： （3）将对位氨基苯甲酸与环氧树脂反应，产物可稳定分散于合适的胺/水混合溶剂中。 2.3 接枝反应型 接枝反应型是通过自由基引发剂引发，丙烯酸接枝共聚将亲水组分引入环氧树脂，得 到不易水解的水性化环氧树脂。一般接枝单体为甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸乙/丁酯， 引发剂为过氧化苯甲酰（bpo） ，反应后加氨水中和制得水乳液。由于分子链中不存在酯 基，最终可制得不易水解、性能稳定的水性乳液。目前，国际上先进的乳化技术是利用 自由基接枝聚合法制备自乳化核壳乳液。我国的侯佩民等人开展了这方面的工作，制得 了核-壳结构的环氧酯乳液。以无乳化剂环氧酯乳液为基料的水性环氧酯防锈底漆机械稳 10 定性好，耐水性优良，防锈性能好。最近，美国专利报道了一种新的环氧树脂自乳化方 法，利用环氧树脂和聚合型乳化剂反应，生成了新型水性环氧树脂。 自乳化法的主要优势在于：首先它不存在破乳现象；其次它可以与颜填料一起研磨成 色浆，这样调色部分既可放在固化剂部分，又可放在环氧乳液部分，这比外加乳化剂型 环氧树脂乳液的制漆性能更好。 3、固化剂乳化法 d.a.dubowik 等人从改变树脂和固化剂的粒度分布出发，发明了一种新的零 voc 双组 分环氧树脂分散体。该体系呈现出 i 型和 ii 型水性环氧体系的优点，尤其是在固化和干 燥过程中，其耐雨淋能力与普通水分散体系相比尤显优势，且具有低 voc 和低成本等优 点。树脂和固化剂的溶解度参数对涂料的成膜影响较大，为使树脂和固化剂的溶解度参 数相匹配，提高环氧涂料的性能，要求固化剂具有适当的疏水性，并与树脂有很好的相 容性，为达到这一目的而开展了相关的研究。随着目前国内外对水性环氧树脂固化剂研 究的深入，这一方法将有很大的应用前景。 1.2.1.31.2.1.3 国家宏观经济要求性国家宏观经济要求性 我国加入 wto 后国外化工产品对国内市场冲击很大，国内市场竞争更加激烈。国内一 些大中型水性环氧树脂企业产品价格低迷，企业效益普遍下滑，甚至亏损，原本的主要 的水性型环氧树脂也难免受到影响。我们这样一家规范的竞争力强的公司的成立无疑是 行业形势的召唤。 另外，中国加入 wto 经济全球化给中国提出了新的要求。原来在计划经济的庇护下， 很多国内的多元化企业尚能有一息尚存，但随着世界经济的全球化，外国企业对中国的 生存土壤也提出了新的要求。 企业应狠抓生产工艺改进，努力提高产品质量和档次，转变营销理念和战略，充分利 用行业政策保护自我、团结协作、求得共同的繁荣与发展。同时实现有效配置经济资源、 增加供应、创造就业岗位。 1.2.21.2.2 国内外市场现状、前景国内外市场现状、前景 水性环氧树脂是一种重要的热固性树脂品种，其特点是具有优良的电绝缘性能、耐化 学腐蚀性能、良好的化学稳定性和粘接强度高等特性，可广泛应用于化工、轻工、机械、 11 电工、水利、交通、家电、汽车、信息工业和宇航工作等，用途极为广泛。环氧树脂自 1947 年美国首次工业化之后，50 多年来国内外发展极为迅速。随着石油化工和合成树脂 的飞快发展，目前，水性环氧树脂合成、新品种开发及其应用均发生了很大变化。 全球水性环氧树脂的需求量三大主要区域北美、欧洲和日本占总量的 60，其余的 消耗量分布在世界其他地区，包括亚洲、拉丁美洲、南非和中东地区。环氧树脂的应用 主要集中在涂料、汽车工业、 船舶、海洋工业、 电力工业、集装箱工业、地板、建筑、 汽车和包装等方面： （1）混凝土封闭底漆 水性环氧树脂涂料可在湿的或新浇注的混凝土表面施工，对混凝土表面有良好的附着 力，可以封闭混凝土毛细管的水汽，并可防止泛碱，适合作为混凝土封闭底漆。在封闭 底漆上面可施工溶剂型或水性环氧地坪涂料。 （2）工业地坪涂料 工业地坪涂装方面是水性环氧树脂涂料的重要用途。水性环氧气味小，涂层表面易于 清洗，特别适用于医院、食品厂、超市、乳品厂和化妆品厂等需要保持高度清洁的场所。 如需二次装修，不影响重涂性，新老涂层仍保持良好的粘附性。 （3）木器漆 采用的水性环氧树脂涂料为双组分体系，涂膜固化后具有较高的硬度和良好的抗刮伤 性，配成清漆可用于木质地板，替代目前市场上广泛使用的溶剂型聚氨酯水晶地板漆和 聚酯家具漆，配成色漆可替代溶剂型环氧树脂和聚氨酯磁漆，用于厨房、家具和机械设 备等。 （4）防腐涂料 水性环氧树脂防腐涂料现已商品化的有水性环氧铁红防锈漆、水性环氧磷酸锌防锈漆、 水性环氧富锌底漆和水性环氧云母防锈漆，水性环氧防锈漆性能较市场上常见的苯丙、 乙丙水乳型防锈漆和水性环氧酯防锈漆性能有很大提高，在国外是发展最快的水性涂料。 经过较长时间的发展，水性环氧防腐蚀涂料已经应用到溶剂型环氧防腐蚀涂料所涉及的 领域，国外甚至已将水性环氧防腐涂料列入重防腐涂料的范畴。 （5）防水材料和防渗堵漏材料 水性环氧树脂涂料与水泥、沙子配合使用可用作防水材料，环氧的交联网络和水泥的 水合固化使得该防水材料具有良好的防渗堵漏效果。可用于屋顶地面的裂缝修补，数小 12 时后就可不漏水。 （6）水泥砂浆修补材料 环氧乳液水泥砂浆修补材料是一种聚合物水泥砂浆，与水泥、沙子等多种材料有良好 的配伍性和粘结性、自身机械强度高、耐久性好、施工方便，并具有可在潮湿和带水环 境下粘结修补的优点。在大坝、水闸等水利工程和道路桥梁修补中应用较多，增强和防 渗效果良好。 （7）胶粘剂 水性环氧树脂涂料的混合比要求不是特别严格，一般在环氧基与胺氢比例为 0.7：11.3：1 范围内均可固化，不需严格计量混配。作为胶粘剂，水性环氧树脂可应 用在新老混凝土的粘结、水泥预制品的修补和纸塑复膜用胶粘剂等。 （8）玻璃纤维浸润剂 环氧树脂分子中的极性羟基和醚键对玻璃纤维表面有很强的粘附性，对玻璃纤维有良 好的保护功能和集束性。并且环氧树脂作为成膜剂与其他组分配合，有利于浸润剂的稳 定储存。国外水性环氧树脂乳液在玻纤浸润剂中的应用已比较成熟。 （9）铝箔用防腐底漆 铝箔在使用过程中容易遭受侵蚀，遇碱产生 “白粉“或被氧化而锈蚀，不但缩短铝箔 的使用寿命，还造成环境污染。空调亲水铝箔上的防腐涂层通常采用水性环氧涂料，采 用烘烤方式，要求 12m 的防腐干膜涂层有良好附着力，且能够耐强碱。上海绿嘉的 水性环氧涂料可比较成功地应用在这个领域。 （10）核设施用涂料 水性环氧树脂涂料以水作为分散介质，不含挥发性有机溶剂或含量很低，不燃，储存、 运输和使用过程中的安全性很高，而且固化后形成的涂膜很容易去除放射性污染，而且 水性环氧良好的复涂性可以方便核电站的多次装修。国外很多国家已批准水性环氧树脂 涂料用于核电站内部。 1.2.31.2.3 技术的开发进展技术的开发进展 水性环氧树脂生产工艺包括一步法和二步法。 一步法液态环氧树脂生产工艺是将环氧树脂和过量的聚醚多元醇在氢氧化钠作用下进 行缩聚，即开环反应和闭环反应在同一反应条件下进行，回收过量的聚醚多元醇后，再 经萃取、水洗、过滤，最后制得产品。 13 二步法液态环氧树脂生产工艺是将环氧树脂和聚醚多元醇在催化剂化作用下，第一步 先通过加成反应，生成脂醚中间体，第二步再在氢氧化钠存在下进行闭环反应，生成水 性环氧树脂，回收过量的环氧氯丙烷后，再经萃取、水洗、过滤，最后制得产品。该工 艺的优点是：反应时间短；温度波动小，易于控制，操作稳定；加碱时间短，可避免聚 醚多元醇大量水解；产品质量好且稳定，产率高。 一步法液态环氧树脂生产工艺具有流程简单、操作方便、设备少、工时短、无“三废“ 产生、一步反应即可制得产品、产品质量易控制等优点，因而，日益受到业界的重视。 水性环氧树脂技术开发动向向高性能化、高附加值发展，重视环境保护和生产的安全 性。特殊结构环氧树脂和助剂产品向着精细化、功能化、能在特殊环境下固化发展。固 化产物具有高韧性、高强度、耐辐照、耐高低温方向发展。由此特种树脂、固化剂、稀 释剂的品种将会有更大发展，形成多品种小批量的生产格局。随着高分子物理学近期的 发展，品种的发展已集中于采用化学或非化学合成的方法，通过共混、合金的手段来制 得环氧-热塑性塑料、各种有机无机的填充复合物以及环氧树脂基无机纳米复合材料。 14 第二章 需求预测和拟建规模 2.12.1 国内外市场需求及预测国内外市场需求及预测 中国是全球最大也是最后一块环水性氧树脂市场处女地，中国环氧市场前景十分广阔。 水性环氧树脂消费与经济发展存在着高度正相关联系，经济越发达、生活水平越高则 水性环氧树脂消费量越高，目前发达国家人均消费水性环氧树脂水平达到 1 公斤/ 年左 右。而我国人均消费水性环氧树脂 2000 年仅 0.1 公斤，而 2005 年已达到 0.3 公斤，增 长了 2 倍，由于我国人口基数的庞大，因此在今后几年的产业震荡中行业规模的扩张还 是非常可观的。 按照水性环氧树脂消费与国民经济发展的关系曲线，以及与涂料、胶粘剂、复合材料 等应用材料，电子、电工、建筑、汽车等应用领域的关联度，从多个方面进行测算，到 2010 年我国水性环氧树脂生产能力将达到 130 万吨，占全球总产能的一半，水性环氧树 脂总消费量为 150 万吨左右，继去年成为全球最大生产国后，将于“十一五”中期成为 全球最大消费国。21 世纪是“海洋的世纪”，是海洋开发的新时代。从现在到 2010 年， 将是世界造船业大发展的时期，世界各类船只的需求量将增加 50。我国已济身世界航 运和造船业大国之列，码头设施、海上建筑、钻井平台、输油管道、海水养殖设施等行 业也需要大量的环氧涂料(防腐、防海洋生物污染)。今后 5 年对水性环氧锌粉车间底漆、 水性环氧铁红车间底漆、水性环氧沥清防锈漆、水性油舱压载水舱环氧涂料、水性环氧 树脂软水舱漆、海洋工程及海上建筑用环氧防腐涂料的需求量很大，专家预测，2010 年 我国船舶工业、海洋工业需 1.5 万吨水性环氧树脂左右。 2.22.2 生产现状及估计生产现状及估计 经过多年的发展，水性环氧树脂产品品种、质量及其应用都已进入成熟阶段。目前， 世界水性环氧树脂的总生产能力约为 15010000 t年，生产和消费主要集中的西欧、 美国和日本。90 年代以上三个国家和地区的水性环氧树脂总生产能力约为 10010000t年，消费量为 5910000t年。其能力之和约为世界总生产能力的 74 （见表 2.1、图 2.1）。韩国目前水性环氧树脂生产能力已达 9.510000t年，占世界 15 总生产能力的。 表表 2.12.1 世界主要国家和地区水性环氧树脂生产能力 国家及地区能力 （ 10000t年） 西欧 38.328.2 美国 37.827.8 日本 23.917.6 其他 36.026.4 总计 136.0100.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 西欧美国日本 生产能力/万吨 能力 （ 10000t年） 图图 2.12.1 世界主要国家和地区水性环氧树脂能力分布 世界最大的三家水性环氧树脂生产公司是壳牌公司、道化学公司和汽巴嘉基公司，其 中美国壳牌公司是世界上最大的水性环氧树脂生产公司，其生产能力为 1610000t年。 这三家跨国公司在世界范围内的水性环氧树脂生产能力分别为 3410000t年、 24.510000t年、1810000t年。总计为 76.510000t年，约占世界水性环氧树 脂总生产能力的 56以上 （见表 2.2）。 表表 2.22.2 世界水性环氧树脂主要生产厂能力 主要生产厂份额（%） 能力（104t/年） 16 西欧 ciha dow shell 38.3 7.7 9.5 14.0 美国 ciha dow shell 37.8 8.3 12.0 16.0 日本 tohto kasei yuka shell 23.9 3.0 3.0 4.0 世界水性环氧树脂消费量为 119.410000t年。在过去几年里年均增长率为 3.3。其中美国、西欧、日本水性环氧树脂的消费量约 8010000t年，约占世界总消 费量的。总的来看，美国、西欧主要以涂料为主，日本则以电子、电气为主 （见 表 2.3，图 2.2，图 2.3，图 2.4）。 表表 2.32.3 世界主要国家及地区水性环氧树脂消费 （ 10000t年） 应用领域美国西欧日本总计 涂料 16.2175.6 38。8 电子电气 5.78.36.120 复合材料 2.42.30.65.3 建筑行业 2.44.71.28.3 粘合剂 1.81.50.94.2 其他 1.51.20.73.4 总计 30351590 美国环氧树脂消费构成 涂料 电子电气 复合材料 建筑行业 粘合剂 其他 总计 17 图图 2.22.2 美国水性环氧树脂消费构成 西欧环氧树脂消费构成 涂料 电子电气 复合材料 建筑行业 粘合剂 其他 总计 图图 2.32.3 西欧水性环氧树脂消费构成 日本环氧树脂构成 涂料 电子电气 复合材料 建筑行业 粘合剂 其他 总计 图图 2.42.4 日本水性环氧树脂消费构成 国内水性环氧树脂生产及市场分析 目前我国通用型水性环氧树脂产量占 9095。特种水性环氧树脂的比例远远低 于世界发达国家。国内水性环氧树脂生产厂家约有一百多家，生产能力约为 1210000t /年。 20 世纪 90 年代初期至中期我国水性环氧树脂进口量有较大幅度的增长。19941999 年我国水性环氧树脂进口年均增长率高达 21（见表 2.4）。进口水性环氧树脂主要消 费在珠江三角洲等沿海地区。近几年进口的水性环氧树脂中主要是电工浇铸专用水性环 氧树脂，电子元器件封装用水性环氧树脂，粉末涂料和汽车电泳漆用水性环氧树脂。我 国水性环氧树脂主要是从台湾、日本、美国、韩国进。海关统计数据表明，以上四个国 18 家和地区出口到中国的水性环氧树脂占中国总进口量的 89。中国水性环氧树脂出口量 近几年稳中有升，但涨幅不大。中国水性环氧树脂进出口详情见表 2.5 表表 2.42.4 我国近几年水性环氧树脂产量、进出口及表观消费 （万吨） 年代产量进口出口表现消费 19941.93.20.045.06 19954.03.30.077.23 19963.64.60.138.07 19974.25.80.269.74 19985.07.30.3811.92 19996.09.80.4116.21 20008.5 表表 2.52.5 我国水性环氧树脂主要进口国家和地区及进口量（ t ） 国家和地区进口量出口量国家和地区进口量出口量 中国台湾 3390520 泰国 840 日本 1345418 香港 8312611 美国 88027 加拿大 676 韩国 860562 英国 480 德国 15401 马来西亚 26612 荷兰 1187 法国 43810 新加坡 867 其他 781470 瑞士 232 合计 725094011 我国水性环氧树脂消费领域与国外基本相同，主要分为以下几个领域。涂料行业、复 合材料、电子电气行业、粘合剂、其他。全国水性环氧树脂总消费量为 12万吨 年， 其中大部分是通用型环氧树脂，特种和功能型环氧树脂消费比例较低（见图 2.5 及表 2.6）。其他领域消费环氧树脂约为 0.1 万吨，预计 2010 年将达到 0.3 万吨。 表表 2.62.6 国内水性环氧树脂消费构成 （ 万吨 年） 应用领域涂料复合材料电子、电粘合剂其他总计 19 气 消费量 5.54.51.50.40.112 涂料, 5.5 复合材料, 4.5 电子、电气, 1.5 粘合剂, 0.4 其他, 0.1 总计, 12 涂料 复合材料 电子、电气 粘合剂 其他 总计 图图 2.52.5 中国水性环氧树脂消费构成 2.32.3 销售价格分析销售价格分析 水性环氧树脂作为一种消费巨大的环氧树脂,其品种不一,销售价格也参差不齐，按照 不同类型，其参考价格价格如下： 国产水性环氧树脂：40000 元/吨左右； 进口水性环氧树脂：48000 元/吨左右； 2.42.4 发展及拟建规模发展及拟建规模 水性环氧树脂作为重要的环氧树脂，应用范围广阔。随着国民经济的迅速发展，对水 性环氧树脂的需求必然逐年上升。 预计今后几年，水性环氧树脂市场挑战与机遇并存，市场总体保持平稳走势，但竞争 也将日趋激烈。国内水性环氧树脂市场需求相对稳定，价格以盘整为主，最近出台的 财政部国家税务总局关于调低部分商品出口退税率的通知，规定自 2007 年 7 月 1 日 起，调整部分商品的出口退税政策。不可忽略双酚 a 的原料价格，原因是其价格的变化 会直接影响水性环氧树脂市行情。但从社会化大生产的对产品的需求和国家政策的影响 看，双酚 a 环氧树脂生产项目是极具财务盈利能力的。 根据以上对国内外增塑剂市场的分析本投资项目确定主要产品水性环氧树脂的发展和 拟建规模。 20 2.4.12.4.1 发展、销售方向发展、销售方向 (1)计划销售量：2000 吨/年。 (2)销售方向：由于水性环氧树脂作为耐候型环氧树脂，主要应用于涂料、浇注、封 装、 层压、粘接、防腐等领域，故产品的销售主要面向这些领域的企业。副产品也可以销 售给下游化工企业。 (3)市场定位：产品定位是立足湖北市场、辐射国内外市场，因此在产品的质量、包 装、价 格都应该根据 2009 年中国环氧树脂大市场中主流产品的流行现状和发展趋势进 行考虑 和设计，这样才能在产品的销售中取得突破。由于公司新成立且未形成规模效应，一开 始就定位于立足本土湖北市场比定位于整个国内市场更明智。 (4)产品定价：根据企业发展策略及市场情况，初定产品的价格为 4300045000 元/ 吨，利润率大约在 3040之间。 (5)销售收入预测：预测销售收入计划销售量产品单价，由于现今国内企业的产 量销量量比大约为 7090，则预测的企业年销售收入为 30003200 万元，利润率按 30算，那么年销售利润大约为 9001000 万元。 2.4.22.4.2 拟建规模拟建规模 考虑市场、现有资金及人力等一一系列因素，拟建一家年产 1000 吨水性环氧树脂的 小型生产企业，定位为化工企业的其中一个分厂。初定是为面积 75105、主厂房高 2 m 为 6m 的 3 层阶梯状的工厂。根据企业未来发展需要及市场发展状况，在适当的时期企业 会扩大生产规模，以求取得最大的效益。 2.52.5 主要上游企业简要行业分析主要上游企业简要行业分析 从水性环氧树脂的的生产工艺来看，其主要原料是环氧树脂和环氧氯丙烷，而环氧树 脂由双酚 a 合成而来，且双酚 a 价格波动较大，是成本控制的关键因素。故双酚 a(bpa) 厂作为水性双酚 a 环氧树脂的上游企业，与项目设计有着密切关系。 我国早在 1958 年就有上海树脂厂、常州有机化工厂等采用硫酸法工艺生产双酚 a， 用以生产水性环氧树脂，但由于工艺落后 ，规模小，消耗高，设备腐蚀和环境污染严重， 且质量无法满足下游产品的规格要求等问题，现多数已停产。 截止 2004 年底，国内双酚 a 总生产能力约 50kt/a，但产量仅不足 40kt。因此还要 21 大量进口，2004 年进口量约 183kt。国内双酚 a 主要生产厂家的生产能力见表 2.7。 表表 2.72.7 国内双酚 a 主要生产厂家情况 (kta) 生产厂家工艺技术装置能力生产能力备注 蓝星新材料树脂法 1616 引进波兰技术 无锡树脂厂树脂法 2525 引进千代田技术 （现为三菱化学公司拥有） 天津双孚集团公司树脂法 1010 自主开发 （中石化及天津大学合作） 岳化总厂环氧树脂 厂氯化氢法 50 美国技术，现已停产 吉林和龙化工厂杂多酸法 22 东北师大技术 中海中联化工厂