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文档简介
四川大学化学工程学院化工工艺设计课程邻苯二甲酸二辛酯设计说明书指导老师:党亚固小组成员:宋扬、王煜、潘铮、贾晨、苏乔、胡聿明1 编制设计说明书1.1 设计依据1.1.1 设计任务书1.1.2 技术资料1.1.3 设计原则(1)认真贯彻落实国家基本建设的有关政策、法规,合理安排建设周期, 严格控制工程建设项目的生产规模和投资。(2)严格遵循现行消防、安全、卫生、劳动保护等有关规定、规范,保障生产安全顺利进行和操作人员的安全。(3)产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准。(4)注重环境保护,设计中选用清洁生产工艺,在生产过程中减少“三废”排放,同时采用行之有效的“三废”治理措施,严格执行“三废”治理、“三同时”的方针。(5)坚持体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重” 的原则,按照国民经济和社会发展的长远规划,行业、地区的发展规划,在项目调查、选择。1.2 市场预测与分析1.2.1 产品市场情况分析我国DOP生产企业共有26家,产能270万吨/年;2010年产量141万吨,进口量16万吨。预计2015年,DOP生产企业将增加至28家,产能340万吨/年,增长26%。参考1中国苯酐-DOP产业链分析及发展建议。最近5年,我国DOP表观消费量除2008年出现下滑外,其他年份都在增长, 2006年表观需求量133万吨,2010年上升到157万吨,5年增长18%;2011年表观消费155万吨,与2010年基本持平略有下降。预计未来5年,我国每年DOP表观消费量为145155万吨。由于自给率高,需求主要由国内供应,进口量占消费量比例将持续下降。最近5年,我国DOP产能扩张迅猛,2006年产能161万吨/年,2010年增加到270万吨/年,5年增长68%。预计2011-2012年还有50万吨/年新增产能投产,到2015年底产能将增加到320万吨/年。2006-2010年,国内DOP产量从100万吨上升到141万吨,增长42%,2011年产量149万吨,比2010年仅增长5.6%。到2015年预计产量仍将维持在140155万吨,装置开工率仅为50%左右。1.2.2 产品价格趋势分析1.2.3 产品替代产品分析1.2.4 市场风险分析1.3 产品方案1.3.1 产品名称和性质产品名称:邻苯二甲酸二辛脂英文简称:DOP产品分子式:C24H38O4结构式:分子量:390.62产品的理化性质:(1) 性状:无色或微黄色非水溶性的油状液体,能与乙醇、丙酮等有机溶剂相混溶,不溶于水。(2) 物理常数沸点:370(1.0325105Pa,760mmHg)折光率:1.4859(20)闪点:218.33(开杯)黏度:81.4CP(里泊)(20)相对密度:0.9861(20)燃点:241冰点:-55熔点:-16流动点:-41体积电阻:11011(欧米伽cm)比热:(50150)平均为0.57卡/克蒸发热:23.6千卡/克分子溶解度:在水中小于0.1%(20)挥发热:(150)20mg/cm2小时1.3.2 产品的质量规格1.3.3 产品规模(t/d或t/a)1.3.4 副产品数量(t/d或t/a)表1-1 产品规格产品名称规格级别产量 t/a单价 元/tDOP纯度=99.5%500001.3.5 产品包装方式1.4 生产方法和工艺流程1.4.1 生产方法 (扼要说明设计所采用的原料路线和工艺路线)目前,国外生产有以下几种工艺:酸性触媒生产工艺(硫酸或对甲基苯磺酸)、非酸触媒生产工艺(金属氧化物,两性触媒,或脂类触媒)及无催化剂工艺,在单元生产方式上有连续法(各工艺单元均连续),半连续法(脱醇、中和连续)及间歇法,目前,国内以硫酸为触媒的生产工艺正在逐步转向非酸触媒的生产工艺,单元生产方式连续法和间歇法兼有。本设计采用的是半连续法非酸触媒生产工艺。使用的原料有邻苯二甲酸酐、辛醇、钛酸四异丙酯、纯碱、活性炭,下面列出各种原料的理化性质和使用方法。1.4.2 化学反应方程式(写出方程式,注明化学物质名称,主要操作条件)(1)酯化工序第一步:苯酐和辛醇反应生成苯二甲酸单辛酯,以下式表示:此反应不需要在催化剂作用下即可进行,温度在120130时反应可以基本完成。第二步:苯二甲酸单辛酯和辛醇反应生成苯二甲酸二辛脂和水以下式表示:此步反应需要在Cat钛酸四异丙酯作用下进行,反应液温在225235可以基本完成。酯化反应的总反应式为:此反应为一可逆反应,为使反应尽快向形成酯的方向进行必须将反应过程中生成的水迅速从反应体系中移出。1.4.3 工艺流程(1)酯化工序邻苯二甲酸酐和2-乙基己醇在催化剂钛酸四异丙酯的作用下,经过常压加热脱水得到邻苯二甲酸二辛酯粗酯。(2)后处理工序酯化合格后,打料过程中利用酯化反应余热将酯化反应过量醇大部分脱出,液温在180200时,在真空状态下用管道泵加入碱水降酸值,然后从釜底蒸汽分配盘通入活蒸汽,利用负压下降低回收醇的沸点,醇水共沸的原理,将过量醇从反应体系中移出,从而得到精酯。(3) 过滤工序后处理合格物料,在此工序经过网板式密闭过滤机过滤去除杂质,得到合格成品。以上几个工序可表示为:酯化 闪蒸、后处理、脱醇 压滤 成品1.4.3.1 工艺流程简图(方块图)苯酐钛酸四异丙酯闪蒸二级酯化一级酯化辛醇A辛醇B醇水共沸物醇水分离废水醇水共沸物DOP成品网板过滤减压蒸馏中和机械杂质Na2O31.4.3.2 带控制点工艺流程图及流程简述(1)酯化工序用离心泵将纯度为99.3%的苯酐从苯酐贮罐泵到高处计量槽V0104,再次用离心泵将纯度为99.7%的辛醇从辛醇贮罐泵到高处计量槽V0103,使用液位控制系统控制物料进料,保证苯酐与辛醇按1:2的质量比加入反应釜。辛醇分四次加入。表1 单锅进料一级酯化釜进料苯酐辛醇量(KG)19378.6538757.3二级酯化进料单酯催化剂量(KG)36145.61395二级酯化出料DOP单酯辛醇水量(KG)50505.05144.485019.652331向反应釜R0101中通入高压蒸汽加热,通过反应液温度控制器调节蒸汽阀开度,控制一级酯化釜温度在120130;苯酐和辛醇迅速发生一级酯化反应生成单酯,转化率100%,反应完成以后,将物料通入二级酯化釜R0102、R0103、R0104, 反应釜事先在反应釜夹套通入蒸汽升温并在反应釜中通如氮气和催化剂质量为总投料量千分之二十四的钛酸四异丙酯,利用温度传感器调节蒸汽阀开度,控制二级酯化反应液体温度在225235,反应时间。冷凝水加以循环利用,从反应釜R0104出料中苯酐转化率达到99.6%,反应结束后将酯化混合物通入贮罐,待用。各级酯化反应进料出料如上表所示。(2)后处理工序将酯化液浆通过泵P0204打到闪蒸塔T0201,利用真空泵P0202对闪蒸塔T0201抽真空,利用压力控制显示器保证塔内真空度不低于-0.08MPa。酯化液打浆的过程中,利用酯化反应余热将酯化反应过量醇大部分脱出。闪蒸后物料密度达到0.965g/cm30.980 g/cm3时,送入中和塔T0202.打开纯碱贮罐进料阀,在酯化打浆料液温在180200时,将配置好的纯碱溶液(3)过滤工序1.5物料能量衡算物料计算结果 ( 以物料平衡图或物料流程图表示 )分子量:苯酐 148.12 异辛醇130.0 DOP 390.3 H2O 18 日产DOP 50000330=151.15吨 每小时生产151.1524=6.31313吨 要求达到最后产品达规格产品规格:一等品 DOP含量99.5%故每小时要得纯DOP为:6.3131399.5%=6.28吨设整个过程之中DOP损失量为4%则实际每小时产纯DOP为6.28(14%)=6.54吨1.5.1一级酯化段物料计算根据一级酯化反应式:二级酯化反应式:第一步酯化转化率为100%,第二步酯化转化率为99.5%。一小时一级酯化反应釜进釜苯酐的量为:6.541000390.30.995=16.84kmol根据投料比 苯酐:异辛醇=1 : 2.2异辛醇投入量为16.842.2=37.048kmol又回流 异辛醇量21.55 kmol总异辛醇量37.048+21.55=58.598kmol出釜异辛醇量为37.04816.84+ 21.55 =41.758kmol单酸酯的量16.84kmol1.5.2二级酯化段物料计算 进釜 异辛醇 41.758kmol 单酸酯的量 16.84kmol 氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量0.28 kmol N2 8 m3/h 出釜 第一釜的转化率XA=0.523 DOP的物质的量 nd=16.84*0.523=8.80732 异辛醇量为nb=41.758-8.80732=32.95 单酸酯的量 16.848.80732=8.03268 氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量0.28 kmol 产生的水的物质的量n水=16.84*0.523=8.80732异辛醇一部分作为带水剂与水一起出釜,异辛醇经冷凝器冷却再回流至反应釜中,经测定 nb:n水=2.5:1。所以nb =8.80732*2.5=22.01mol/h.N2 8m3/h,转化为摩尔流量:每一小时有:一级酯化段物料衡算表入塔苯酐异辛醇单酸酯出塔苯酐异辛醇单酸酯量(kmol/h)16.8458.5980量(kmol/h)041.75816.84 摩尔含量(%)22.2377.760摩尔含量(%)069.9730.02 二级酯化段釜物料衡算入釜异辛醇单酸酯氧化铝与辛酸亚锡N2 水DOP 量(kmol/h)41.75816.840.280.3221600出釜异辛醇单酸酯氧化铝与辛酸亚锡N2 水DOP 量(kmol/h) 32.958.032680.280.322168.807328.807321.6 原材料方案、动力供应和公用工程1.6.1 原材料辅材料、动力工程的消耗表1-2原料消耗原料名称规格级别消耗量 万t/a邻苯二甲酸酐辛醇表1-3辅助原料消耗序号名称消耗量单位1钛酸四异丙酯2纯碱3活性炭1.6.2 公用工程消耗表1-4公用工程消耗序号名称消耗量单位1水2电3汽4煤 1.7资源综合利用及节能、节水措施1.7.1 资源综合利用本项目单体生产主要原材料为苯酐、辛醇,年消耗量分别为380吨、 671吨,原料转化率高,醇回收利用率较高,污染物排放量低,资源得到了有效利用。 能耗现状 本项目装置能耗表见表 11-1。 表 11-1 装置能耗表序号名称单 位消耗定额折标煤系数折标煤(kg)总能耗(t)/a1电kW.h1500.122918.13518.1352蒸汽(1)t3.4421.674.30474.3043仪表空气Nm370.040.280.284压缩空气Nm35.00.040.200.25氮气Nm322.60.040.940.945蒸汽(2)t1.11894.9106.098106.098合计199.957200.0本项目单位产品综合能耗标准煤 0.2t,年总能耗为200 t 标准煤。1.7.2环境保护1 环境保护指导思想及原则指导思想:以经济建设为中心,以环境保护为重点,逐步使环境与经济、社会发展相协调,努力开展环境的综合整治,加强自然生态的保护,积极防治环境污染,合理利用资源,使环境建设、经济建设、工业区建设同步规划、同步实施、同步发展,实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。 环境保护规划的原则: (1)坚持全面规划,合理布局,突出重点,兼顾一般的原则。 (2)坚持实事求是,因地制宜的原则。 (3)坚持谁污染谁治理,谁开发谁保护的原则。 (4)坚持以防为主,防治结合,综合治理的方针。2 环境目标及污染物排放标准 (1)国家或地方的有关环保法规中华人民共和国环境保护法中华人民共和国水污染防治法(修正) 中华人民共和国大气污染防治法(2000 年 4 月 29 日颁布)中华人民共和国环境噪声污染防治法(1996 年 10 月 29 日颁布)中华人民共和国固体废物污染环境防治法(2004 年 12 月 29 日修订)中华人民共和国清洁生产促进法 国务院令1998第 253 号建设项目环境保护管理条例贵州省环境保护条例(2009年)中共贵州省委贵州省人民政府关于环境保护若干问题的决定(1998-11-03生效)危险化学品安全管理条例,国务院令第 344 号国家危险废物名录,国家环境保护总局、经贸委、外经贸部、公安部,1998年7 月 1 日起执行 (2) 设计执行的标准依据 地表水环境质量标准 GB3838-2002 环境空气质量标准 GB3095-1996大气污染物综合排放标准 GB16297-1996 工业企业设计卫生标准 TJ36-79 危险废物焚烧污染控制标准 GB18484-2001 工业场所有害因素职业接触限值 GBZ2-2002 声环境质量标准 GB3096-2008 工业企业噪声控制设计规范 GBJ87-85 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB12348-2008 建筑施工场界噪声限值 GB12523-90 危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范 HJ/T176-2005 危险废物贮存污染控制标准 GB18597-2001 (3 )其他相关标准 固体废物等按照国家危险废物名录、固体废物申报登记指南进行分类收集和无害化处理。危险废物贮存按危险废物贮存污染控制标准(GB18597-2001)执行。3 污染源及排放情况(1 )废气污染源及排放情况本项目废气主要来自酯化反应的合成尾气、开停车尾气等,废气量总计为XXXNm3/h,主要污染物为硫酸、粉尘和挥发辛醇气体。(2 )废水污染源本项目废水分为生产废水、清净下水和生活污水三部分,其中,生产废水主要有酯化反应合成废酸水、中和废碱水、裂解废碱水、贮罐区放空气洗涤废碱水及地面冲洗水等,污水中主要污染物为有机物。 生活污水主要为生活设施排放的污水,废水中主要污染指标为 COD、BOD5、 SS 等。清净下水主要是循环排污水等,(3 )固体废物(液)污染源 本项目固体废物(液)排放源主要有酯化反应合成废渣桨、中和废碱渣以及废催化剂等,总量为 108t/a。(4 )噪声污染源及排放情况 本项目主要噪声源包括泵、汽车运输等,设备噪声级最高为 70dB(A),最低为 50dB(A)。4 污染防治措施 (1 )废气污染治理措施 1、有组织废气 本项目有组织气体均进行焚烧。焚烧系统的焚烧炉型号为 JN-GAS-30BCGS,焚烧温度1100,烟气停留时间2S,焚毁去除率99.99%,燃烧效率99.9%,焚烧为负压燃烧方式,因此,本项目在焚烧过程中不会造成污染。废气经处理后均满足大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)二级排放标准要求。2、无组织废气 无组织废气主要为罐区贮罐呼吸及生产过程的无组织排放。控制无组织排放措施如下:a、为了减少废气的无组织排放,采用密封性能高的阀门和输送泵,有效地减少了原料和产品在输送过程中的逸散。b、生产过程中及安全阀和不正常操作排放出来的废气全部密闭集中输送到焚烧装置处理,不使其逸散外界。c、定期检查管道和阀门,如有泄漏,应立即采取措施。(2) 废水污染治理措施 本项目排水进行了清污分流,即排水系统分为生活污水排水系统、生产废水初期雨水排水系统和清净下水雨水排水系统。设计将生活废水、生产污水和初期雨水收集后排入污水预处理站进行进一步处理,达到贵州省环境污染物排放标准(DB52/121999)2000年1月1日之后建设的单位表3中的一级标准后排入鸭池河。循环冷却排污水,水质较好,考虑处理合格后回用为生产用水,设计考虑采用如下处理工艺流程:循环水排污生水泵DA863 高效过滤器弱酸树脂交换器循环水补充水处理后水质符合再生水用作冷却用水,补充水的水质控制指标(GB503352002), 处理后的污水排入污水管网。(3) 固体废物(液)污染治理措施本项目计划将废浆液、废碱液等提供给具有相应资质和能力的企业回收及进行无害化处理;员工的生活垃圾则交由清镇市环卫部门统一集中处理;污泥委托有资质单位处理。本项目能够实现废弃物的减量化和无害化,固体废弃物(液)处理处置率达到100%,不会造成二次污染。(4 )噪声污染治理措施 a.选用低噪声设备。 b.对产生噪声较大的设备,采用各种有效的降噪措施,如设备上部设置隔声罩,对外接管采用软管接头型式,设备底部采用防振隔垫等。c.在噪声大的场所,设置操作隔声间或不设操作岗位,只进行巡检。(5 )其它污染治理措施 a. 本项目强调绿色化学工程,整体生产工艺把安全生产与循环使用放在首位,最大限度降低生产事故的可能性,最大限度降低污染物的排放量。对产生的污染物首先强调综合利用,然后经过严格处理,做到达标排放。在装置周围、道路两旁、围墙附近、办公楼周围种植一定数量的植物,以美化环境、减少污染。b. 装置设计时,充分考虑必要措施,以减少乃至消灭可能产生环境污染的因素,这些措施包括: 严格选择机、泵等转动设备,保证其密封性能和运转寿命。 严格选择阀门及其 它管路附件,保证其密封性能和使用寿命。 严格选择压力容器及管路密封方式,以确保物料不泄漏。 制定严格的操作和维修规程。5 环境管理与监测机构本项目在施工期和运行期将对周围环境产生一定的影响,建设单位在加强环境管理的同时,定期进行环境监测,以便及时了解项目排放的污染物对环境造成的影响情况,并及时采取相应措施,消除不利因素,减轻环境污染,使各项环保措施落到实处,以达到预定的目标。 项目建成后,按照省、市环保局的要求,加强对企业的环境管理,建立健全企业环保监督和管理制度。本项目建成后,应设立专门的环境管理机构和专职或兼职环保人员3 名, 负责项目的环境保护监督管理工作。6 环境保护投资估算 本项目环境保护投资 120 万元。7 绿化设计本项目采用重点绿化和行道树绿化相结合的绿化方式。 在人员集中的办公区、 辅助生产区及公用工程区采用集中绿化,选用观赏性植物。 同时,建构筑物可考虑垂直绿化,种植攀缘性植物。道路两侧应布置行道树。主干道两侧可由各类树木、花卉组成多层次的行道绿化带。行道树绿化以贵州本土的枫树为主,生产区不得种植油脂含量高的树种,种植的树木不应妨碍消防操作,在道路交叉口处应满足行车视距的要求。 本项目绿化面积 35078.4m2,绿地率 38%。 1.8市场分析和价格预测 1.8.1 产品主要性能、用途及分类 1 主要性能 邻苯二甲酸二辛酯为无色或淡黄色油状透明液体。具有二辛酯的特殊气味。凝固点53沸点386(0.1Mpa),相对密度0.9800.986,折射率1.48301.4859(20),闪点(开杯法)216218,着火点241,色度(APHA)30。酸值0.10,酯含量99100,黏度80mPaS(20)/58 mPaS(25)。在水中溶解度0.01%(25),水在本品中的溶解度0.2%(25),溶于大多数有机溶剂和烃类,微溶于乙二醇、甘油和一些胺类,与大多数工业用树酯有良好的相容性。2用途 邻苯二甲酸二辛酯是塑料加工中使用最广泛的增塑剂,除了醋酸纤维素、聚醋酸乙烯外,与绝大多数工业用的合成树酯和橡胶均有良好的相容性。邻苯二甲酸二辛酯具有良好的综合性能,混合性能好,增塑效率高,挥发性较低,耐水抽出,电气性能高,耐热既耐气候性良好。邻苯二甲酸二辛酯作为一种增塑剂广泛应用于聚氯乙烯各种软质制品的加工。本品可用于硝基纤维素漆,使漆膜具有弹性和较高的抗张强度,本品还可用于与食物接触的包装材料,但由于已被脂肪抽出,故不宜用于脂肪性食物的包装材料。本品也可用作合成橡胶的软化剂,能够改善制品的回弹性,降低压缩永久变形,而且对胶料的硫化无影响。邻苯二甲酸二辛酯是重要的通用型增塑剂,主要用于聚氯乙烯树脂的加工,还可用于化纤树脂、醋酸树脂、ABS树脂及橡胶等高聚物的加工,也可用于造漆、染料、分散剂等。通用级DOP,广泛用于塑料、橡胶、油漆及乳化剂等工业中。用其增塑的PVC 可用于制造人造革、农用薄膜、包装材料、电缆等。电气级DOP,具有通用级DOP的全部性能外,还具有很好的电绝缘性能,主要用于生产电线和电。 食品级DOP,主要用于生产食品包装材料。医用级DOP,主要用于生产医疗卫生制品,如一次性医疗器具及医用包装材料等。主要用途:DOP是通用型增塑剂,主要用于聚氯乙烯脂的加工、还可用于化地树脂、醋酸树脂、ABS树脂及橡胶等高聚物的加工,也可用于造漆、染料、分散剂等、DOP增塑的PVC可用于制造人造革、农用薄膜、包装材料、电缆等。运输:用槽罐车装运,本品应存放于通风、干燥处、远离火源。1.8.2 产品市场分析及预测1.国外增塑剂行业发展概况(一)全球增塑剂行业现状分析增塑剂是世界产量和消费量最大的塑料助剂之一。目前,全世界增塑剂生产能力约750万吨/年,总产量为590万吨/年。具体分析情况为北美占17%、欧洲占25%、日本占11%,亚洲和其他地区占34%左右,亚洲增长为最高,年增长率在7-8%。对塑料助剂需求量最多的产品是PVC(聚氯乙烯),主要应用在电线、电缆、地板、壁纸、汽车和包装方面,市场容量大。美国化工资源市场(ChemicalMarketResources)指出,当前全球增塑剂需求以年均4%的速度增长,这一速度有望在未来几年内保持稳定,到2010年世界增塑剂需求量将达到 770 万吨,2020 年将达到 930 万吨左右。亚洲将继续成为全球增塑剂需求增速最快的地区,其中中国起到引领作用。据 Townsend 公司分析预测,未来五年中国塑料添加剂市场需求将以年均 8%10%的速度快速增长,印度增速将达到年均 6%8%,而日本、美国和西欧的年均增速为 2%3%。(二) 全球增塑剂行业重点生产企业 目前全球最大的增塑剂生产商为美国的埃克森美孚,年生产能力为 40 万吨,其次是德国的巴斯夫,年生产能力为 38 万吨,排在第三位的是韩国爱敬油化,年生产能力为 35 万吨,其次是台湾南亚,年生产能力为 30 万吨,德国德固赛年生产能力为 23 万吨,美国伊斯曼年生产能力为 22.5 万吨。 埃克森美孚公司是世界领先的石油和石化公司,在华投资了埃克森化工(番禺)有限公司,注册资本 1767 万美元。公司占地 44779 平方米,投资总额 2945万美元,于 2000 年 6 月投入生产,产品为新一代增塑剂邻笨二甲酸二异壬酯DINP,目前生产规模 11 万吨/年,2006 年公司工业产值为 21213 万元。 巴斯夫是全球领先的增塑剂生产商,年产能超过 50 万吨,在整个中国化工市场,巴斯夫2006 年的销售额为 36 亿欧元(360 亿元人民币),比上年同期增长 20%,中国占公司亚太区总销售的 45%。巴斯夫在中国不直接生产增塑剂,1996 年成立的巴斯夫(中国)有限公司统一负责巴斯夫在中国的所有业务,作为各合资企业的销售代理、经销商以及企业服务供应者。 2007 年 1 月,巴斯夫(中国)有限公司在沪成立了一家新建的增塑剂应用实验室。这是巴斯夫在亚太区建立的首个此类实验室,也是巴斯夫在全球唯一的三家同类实验室之一。 韩国爱敬油化是全球最大的生产苯酐与增塑剂的企业之一,2007 年在宁波成立中方合资的爱敬(宁波)化工有限公司,专业生产“爱敬 AEKYUNG“牌增塑剂系列产品。年生产各类增塑剂产品15万吨,主要产品有:邻苯二甲酸二辛酯 (DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、偏苯三酸三辛酯(TOTM)、己二酸二辛酯(DOA )、癸二酸二辛酯(DOS)等。2006年爱敬(宁波)在中国的销售收入突破 10 亿元。(三)全球增塑剂行业发展趋势 目前增塑剂生产趋势向大型化、连续化、微机控制化发展,单套生产能力已经达到 10 万吨/年以上。多品种系列化生产具有适应市场能力强、生产灵活性大的特点,以满足不同塑料加工制品对特殊功能增塑剂品种的需求。在工艺方面,目前国外已废除了无催化剂工艺,只采用酸性和非酸性两大催化剂体系。从全球增塑剂市场消费趋势看,目前国际增塑剂市场重心正出现转移,亚太地区正在成为增塑剂的需求中心。造成全球增塑剂市场消费格局出现这一变化的主要因素是:世界增塑剂加工业的新经营模式的逐渐形成,如 OEM 经营模式、转包贸易等,特别是互联网的应用,更为其提供了良好的实施环境。2国内增塑剂行业发展概况(一)我国增塑剂行业总体现状截至2006年国际上已开发出的增塑剂品种已达500多个,商品化的达到100多个品种,目前我国能够生产的品种仅有30多个,与发达国家差距较大。我国增塑剂行业经过几十年发展,已经形成一定的规模,目前是亚洲增塑剂生产和消费最大的国家。截止到2006年我国增塑剂生产厂家近40家,我国最多时达到100多家,单套装置生产能力已达到15万吨/年,全国生产能力已达到125万吨/年以上,位于全球首位。2006年我国增塑剂市场表观消费量在166万吨左右。2007 年产能为 260 万吨,产量为 120 万吨,表观消费量为 160 万吨,市场年消费增长率在 10%以上。预计 2010 年国内增塑剂需求量将达到 200 万吨,2020 年将达到 365 万吨。目前我国增塑剂需求集中在江、浙、闽、粤地区,主要消费领域是PVC人造革、电缆料、收缩膜和压延膜、PVC地板墙壁纸和管材等。 国内现有增塑剂生产企业 130 多家,总年产能力超过 100 万吨,其中万吨级装置有 16 套,基本是千吨级规模,能够生产近 100 个品种。增塑剂产品的产量、品级率近年来都有大幅度的提高,但能够正常生产的企业只有 40 家,年产量 67.2 万吨,无法满足我国每年 115 万吨的消费量市场需求,每年都需大量进口,主要进口国家是韩国、日本、德国、荷兰、美国,此外还有我国台湾地区。近年国内增塑剂产品的生产和进口情况见 (单位:万吨) 年份国内生产量进口量年份国内生产量进口量2000年39.536.52005年89.548.22001年48.536.82006年 105.043.572002年59.545.32007年120.045.62003年76.550.42008年140.8 32.52004年79.5 50.4(二)我国增塑剂的产品结构我国工业增塑剂品种较为单一,产品结构还不合理,特种增塑剂产量较小,市场占有率较低。主要产品有邻苯二甲酸酯类(其中以 DOP、DBP 为主)、对苯二甲酸酯、二元酸酯类、烷基磺酸酯、环氧酯、氯化石蜡、磷酸酯类等。以邻苯二甲酸酯类增塑剂的生产和消费最大,在实际消费中约占总消费的 90%左右,尤其是邻苯二甲酸二辛酯(DOP)占总消费量的 70%左右,价格低廉是最关键的因素。而非邻苯类的增塑剂不到总产量的 10%。(三)我国增塑剂重点生产企业(竞争者分析) 截至2007年,中国增塑剂行“十强企业”分别为:山东齐鲁增塑剂股份有限公司,爱敬(宁波)化工有限公司,河南庆安化工高科技股份有限公司,金陵石化公司化工一厂,山东宏信化工股份有限公司,吉化集团苏州安利化工有限公司,北京华颖化工有限公司,东莞宝田化工有限公司,浙江建德建业有机化工有限公司和石家庄白龙化工股份有限公司。在区域分布上,我国增塑剂生产企业主要分布在东南沿海经济发达地区,其中山东省发展最快。目前,我国增塑剂的生产企业有 130 多家,总生产能力已突破了 200 万吨,山东齐鲁增塑剂股份有限公司产能达到 40 万吨,居全国首位;其次是河南庆安化工产能为 35 万吨(其中嘉兴 20 万吨,河南 15 万吨),山东宏信化工有限公司产量约为 26 万吨;中石化金陵石油化工有限责任公司居第四位,产量为约 25万吨。增塑剂骨干企业主要有:天津溶剂厂、石家庄白龙集团、浙江华泰化工有限公司等。我国合资增塑剂生产企业主要有:联成(江苏泰州、镇江+广东中山、珠海)(74 万吨,详见附件二)、昆山合丰化学品有限公司、北京化颖、东莞宝田化工有限公司(年产 9 万吨)等。2007年各增塑剂生产企业增塑剂生产情况见表厂家生产能力 (万吨)主要品种行业地位市场占有率山东齐鲁增塑剂厂40DOP,DBP,DINP,DIDP 第一30%河南安庆化工35DOP,DBP,DINP,DOA,ESO第二15%山东宏信化工26DOP,DINP,DIBP,DBP第三22%浙江华泰精细化工25DOP,DOA,DOS,TOTM,DOTP,DINP第四10%天津溶剂厂30DOP,DBP,DIBP,DHP第六4.5%南京金陵石油化工 20DOP,DBP 第五8.5%烟台道平化工材料15DOP,DOA,DOS,TOTM,DOTP第七2.0%山东淄博增塑剂厂9DOP,DINP,DIDP,DBP第八1.0%石家庄白龙化工8DOP,DBP 第九1.0%荆州市博尔德化学2DOP,DOA,DIBP第十0.5%(四)我国邻苯二甲酸二辛酯生产工艺现状 邻苯二甲酸二辛脂的主要制备方法是有相应的辛醇和邻苯二甲酸酐进行酯化反应。目前,我国邻苯二甲酸二辛酯的生产工艺亟待改进,长期以来,我国工业酯化反应一直依赖于质子酸作为催化剂。主增塑剂DOP产品的工业化生产以催化剂来划分主要有两种生产方法:(1)以硫酸为催化剂的酸性催化法,技术成熟可靠,能耗低,但后处理需中和,废水处理较复杂,回收醇须处理再回收利用;(2)非酸触媒催化法,技术成熟可靠,产品质量好,废水量少且易处理,回收醇质量高,对设备腐蚀性少,总投资费用省,但催化剂活性低于硫酸,反应温度较高,需40kg/cm2 中压蒸汽(或加热油炉),此法为目前大多数生产厂家采用。两种方法均有缺陷,国内外都在寻找催化效率高、生产过程废水排放量小或不产生废水的工业化生产方法,以进一步提高工业增塑剂产品的质量,改善工业生产环境。3增塑剂行业的主要任务及前景预测(1)国内增塑剂和塑料加工行业应对DBP和DIBP用量过大给予更多关注,力求与国际接轨以科学观、发展观自律,建立一个更加安全环保和节约型的增塑剂塑料加工企业少用DBP和DIBP制订塑料加工配方中DBP和DIBP占增塑剂总量最高比例。(2)国家提高生物安全性较差的DBP、DIBP和DEHP(DOP)进口关税。(3)增塑剂行业建立DBP、DIBP和DOP生产许可证制度努力增加生产技术工艺成熟的DINP和DIDP产量建议石化行业建设异壬醇和异癸醇生产装置。(4)努力开发环己基二羧酸酯类增塑剂。2002年BASF公司已在德国建有一套能力为25kta的非邻苯二甲酸酯增塑剂HexamollDLNCH生产装置该产品已打人我国市场,它可以生产3岁以下儿童玩具和用品等安全性能要求苛刻的塑料制品。(5)增塑剂行业努力推广和生产环氧增塑剂、柠檬酸酯、聚酯增塑剂、偏苯三酸酯、DOTP等安全环保性能较好的增塑剂,它们技术成熟较易形成效益规模。柠檬酸三丁酯(TBC)和乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为无毒增塑剂,已被FDA批准可用于食品和医疗用品。(6)努力开发以可再生资源为原料,绿色环保具有自主知识产权,性能优异的新型增塑剂。(7)修订、补充、完善我国塑料制品卫生标准在技术问题上充分发挥行业组织的作用。4增塑剂行业的主要任务(1)加强技术改造,采用先进工艺行业应进行企业重整、体制改革,扩大规模和品种,加强技术改造,采用先进工艺,例如采用连续酯化反应或采用硫酸作酯化催化剂以降低成本。固体酸催化剂是比较有前途的酯化催化剂,值得集中力量去开发,用合成离子交换树脂及高分子作载体的四氯化钛高分子路易斯酸催化剂以及该催化剂在酯化反应中的应用是重要的研究方向。(2)开发功能性增塑剂耐霉菌增塑剂的需求量较大,应适当开发。例如将苯甲酸酯与二苯甲酸酯按特定的比例混合,即具有很好的耐霉菌性。高分子量增塑剂的特点是耐久性好,可持久增塑,因而开发玻璃化温度Tg足够低且与被增塑聚合物兼容性好的非晶态聚合物,如聚己内酯一g一聚苯乙烯、乙烯一CO共聚物(ECO)、EVACO三元共聚物、乙烯一SO2共聚物等是今后的方向。5增塑剂行业的前景预测在国外,以ATBC等柠檬酸酯为增塑剂的产品在努力拓展其市场,但是目前在全球范围内其市场占有仍屈指可数,在国内市场还是有限,邻苯二甲酸二辛酯市场前景看好。以邻苯二甲酸二辛酯为主的增塑剂是目前塑料橡胶用量最大的助剂品种,以邻苯二甲酸二辛酯为主的增塑剂的生产与消费量最大,增塑剂约90%消费量用于PVC树脂,另外还用于各种纤维素树脂、不饱和聚酯、环氧树脂、醋酸乙烯树脂和某些合成橡胶制品以上分析表明,国内邻苯二甲酸二辛酯市场容量还是较大。6 市场分析结论通过以上国内外生产能力、产量、市场供需情况及价格分析可以看出,国内有邻苯二甲酸二辛酯市场需求缺口较大,贵州水晶1000t/a邻苯二甲酸二辛酯项目投产后,可以解决公司生产PVC所需要的DOP用量,且贵州水晶所生产的DOP产品质量好、成本低具有较强的市场竞争力,在国内占有一定的市场份额。1.8.3 原料供求和价格预测 本项目主要原料为辛醇、邻苯二甲酸酐,其消耗量分别为辛醇671t/a、邻苯二甲酸酐380t/a。主要原材料消耗定额见表 4-4。表 4-4 主要原材料消耗定额消耗量序号原料名称规格单位消耗定额小时(Kg)/(t)1辛醇一级Kg6713邻苯二甲酸酐优级Kg380注:消耗定额一吨邻苯二甲酸二辛酯产品计 1辛醇本项目所用的辛醇规格见表 4-5。表 4-5 辛醇规格一览表序号外观及组成单位指标备注1色泽(APHA)号102酸值mg0.05mg KOH/g3比重0.8340.00220/204羟值4205碘值0.056水分0.1重量%7醛0.05以2乙基乙醛重量计1辛醇价格预测目前,国内工业辛醇价格为9500-10000元/t,比年初略有下降。影响因素及市场走势:1、港口货源补充量不足;2、场内货源供应充足;3、市场观望气氛较浓;4、下游DOP市场行情好转;5、持货人士持货量有限;6、下游醋酸丁酯市场平稳;预计近期国内辛醇市场仍延续平稳行情。本项目辛醇来源可靠,采购价格低,本报告经济评价采用辛醇的市场价格为9500元/t。2.辛醇来源及供求状况本项目原料辛醇消耗量为671t/a,全部外购。据有关资料统计,2006年全球辛醇产能为328万t/a,产量297万t,开工率90%,表观消费量297万t,在辛醇消费结构中,增塑剂(主要是DOP)占77%,甲基丙烯酸辛酯14%。其中亚洲是全球最大的辛醇生产地区和消费地区,2006年亚洲产能达171万t/a,占全球总产能的52%,其表观消费量为183万t,占全球总消费量的62%。预计2011年全球辛醇产能为348.5万t/a,消费量为356万t,未来5年全球正丁醇产能年均增长率为1.2%,消费量年均增长率为3.7%,预计2016年全球辛醇产能达356.5万t/a,需求量达396万t。我国是全球上最大的辛醇进口国,2004-2006年间我国辛醇进口量分别为30.41万t,29.37万t和25.57万t。2006年辛醇进口量同比下降了12.94%,其原因除受反倾销立案影响之外,扬子-BASF公司的产能以及国内部分工厂新扩产能的充分释放也是进口量减少的重要因素,但总体而言进口依存度依然较高。今后几年我国将进入辛醇建设高峰期,新建或改扩项目有:香港润达集团在珠海建设的23万t/a(2008年投产)、中海油拟在天津建设的1500万t/a大炼油项目配套25万t/a、齐鲁三轮乙烯改造项目配套新增40万t/a(正丁醇25万t/a,辛醇15万t/a,2012年投产)、四川石化80万t/a乙烯配套项目(2条生产线,一条8.18万t/a辛醇,另一条为21.19万t/a正丁醇和3.08万t/a异丁醇,2010年投产)、大庆石化在建120万t/a乙烯改扩配套20万t/a、江苏三木集团拟建12万/ta、厦门海沧拟建10万t/a、福建泉州拟建12万t/a、镇江新氏化工拟建10万t/a、厦门明达拟建10万t/a等。预计到2015年前后,我国辛醇供不应求局面将以彻底改观。有关专家指出,今后我国新建和改扩建辛醇装置应具有经济规模,要加快新技术研发,具有自主知识产权核心技术,并积极向辛醇下游产品链延伸,从而提升我国辛醇行业的整体水平。目前,国内辛醇货源充足,产品可按用户的质量要求进行生产。在拟建项目所用辛醇可以从山东齐鲁石化等地采购,辛醇货源充足,可满足本项目的需要。2邻苯二甲酸酐本项目原料邻苯二甲酸酐消耗量为 380t/a,所需原料邻苯二甲酸酐外购。邻苯二甲酸规格见表 4-6。表 4-6 邻苯二甲酸酐规格一览表(HG2-319-79)序号名称单位指标备注1纯度%99.32色泽(APHA)号10(铂钴)3酸值mg75.5mg KOH/g4外观白色针状晶体,白色鳞片状或结晶性粉末,白色微带其它色调的鳞片状或结晶性粉末5熔融色度色度号 1006热稳定色度色度号 1507熔点131.68沸点2959闪点(升华)151.710着火点58411结晶点130.012灰分%0.1重量%13质量标准HG2-319-7914苯二甲酸含量%0.5重量%1.邻苯二甲酸酐的价格预测国际市场邻苯二甲酸酐生产能力趋于过剩,国内邻苯二甲酸酐生产能力和产量逐年上升,市场供应量偏高,抑制了邻苯二甲酸酐价格上涨的空间。2006年度我国苯酐行业生产情况良好,产量增幅较大,达到了历史最好水平,苯酐进口量大幅度下降,降幅为历年最大,表明我国苯酐自给能力得到明显增强。2006年度我国进口苯酐14.2万吨,较2005年度下降19.86%,净下降2.82万吨,主要进口国分别为韩国5.97万吨、中国台湾省2.36万吨、俄罗斯2.2万吨、日本1.78万吨、印度0.78万吨、其他1.11万吨,全年平均进口单价为1007美元/吨。2006年度我国苯酐出口1752.25吨,较2005年增长357%。2006年度我国进口邻二甲苯42.29万吨,较2005年增长28.42%。2007年14月份我国进口苯酐3.4346万吨,较去年同期下降33.92%。出口1116.89吨,比去年同期增长了1129%。预计未来几年邻苯二甲酸酐市场不会有大的波动,国内邻苯二甲酸酐市场必将趋于世界一体化,国内市场价格将维持在76008200元/t 范围内。本报告经济评价采用的甲醇价格为8200 元
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