某公司4万吨聚氨酯树脂生产线技术改造项目立项申报建议书.doc

某公司4万吨聚氨酯树脂生产线技术改造项目立项申报建议书 目录第 1 章总 论. 11.1 建设单位概况 11.2 项目概况21.3 项目与发展规划、产业政策的相符性51.4 可行性研究报告编制依据和主要内容61.5 研究结论71.6 项目主要经济指标. 8第 2 章市场需求分析 102.1 聚氨酯树脂简介 102.2 国内市场预测分析14第 3 章生产规模和产品方案 193.1 生产规模 193.2 产品方案 193.3 产品质量标准. 19第 4 章工艺技术方案 214.1 工艺技术 214.2 主要设备 25第 5 章原辅材料及燃料动力 275.1 项目所需原辅材料种类及消耗量275.2 物料衡算 275.3 燃料动力消耗. 28第 6 章工程建设方案 296.1 建设地点区位条件296.2 项目用地 316.3 工程建设方案. 31第 7 章环境保护407.1 设计依据 407.2 项目建设区域环境现状 407.3 环境保护标准. 417.4 项目主要污染源及其控制措施 427.5 环境生态影响分析45第 8 章节能和节水. 468.1 节能、节水标准和规范 468.2 项目能源消耗状况478.3 能源消耗总量分析488.4 项目能源投入产出效率分析. 498.5 本项目采用的节能措施 50第 9 章劳动安全与职业卫生 539.1 标准与规范539.2 职业安全与有害因素分析539.3 安全生产和工业卫生措施589.4 消防59第 10 章企业组织和劳动定员. 6110.1 组织管理机构6110.2 劳动定员. 61第 11 章项目实施初步规划6311.1 各阶段实施进度规划6311.2 项目实施进度计划 6311.3 招标 63第 12 章投资估算和资金筹措方案6612.1 估算范围及依据. 6612.2 建设投资估算6612.3 流动资金估算6912.4 建设期利息估算. 6912.5 总投资及其构成分析6912.6 利用原有固定资产价值. 7012.7 资金筹措及使用计划70第 13 章财务评价 7113.1 评价说明. 7113.2 财务效益与费用估算7213.3 盈利能力分析7413.4 偿债能力分析7413.5 财务生存能力分析 7513.6 不确定性分析7513.7 财务评价结论77财务评价附表:附表 1:总投资估算表 附表 2:流动资金估算表附表 3:投资计划与资金筹措表附表 4:营业收入、营业税金及附加和增值税估算表 附表 5:原辅材料、燃料及动力消耗表附表 6:固定资产折旧估算表附表 7:无形资产和其他资产摊销估算表 附表 8:总成本费用估算表附表 9:利润与利润分配表 附表 10:项目投资现金流量表 附表 11:项目资本金现金流量表 附表 12:财务计划现金流量表 附表 13:资产负债表附表 14:敏感性分析表附图:附图 1:聚氨酯树脂生产线技术改造项目地理位置图附图 2:聚氨酯树脂生产线技术改造项目厂区平面布置图第 1 章总论?项目名称:聚氨酯树脂生产线技术改造项目?项目建设单位:某地某某某有限公司?项目建设地点:某地?法定代表人:?项目联系人:?:1.1 建设单位概况1.1.1 建设单位概况某地某某某有限公司成立于 2003 年,公司位于某地。 某某有限公司厂区占地面积约 9 万 m2,建筑面积 10451m2。企业性质为有限责任公司。?许可经营项目:聚氨酯树脂的制造加工(凭有效许可证件经营) 某地某某某有限公司引进韩国、台湾、意大利等国家、地区先进的聚氨酯生产技术,安装了全封闭式电脑控制的聚氨酯树脂生产设备和火灾自动报 警系统;采用了 dcs 安全互锁装置操作系统,并聘请了韩国、日本的技术专 家负责安全生产管理和研究、开发环保型聚氨酯树脂。公司现有的聚氨酯树 脂年产量 1 万吨,其销售以江苏省及周边城市为主。2008 年,聚氨酯销售量1 万吨,年收入 2.4 亿。 公司运用 iso9001 国际质量管理体系和 6s 现场管理体系对企业进行规 范化、科学化管理。公司现有员工 50 人,其中技术人员 40 人,管理人员 10 人。公司员工以“宏图、宏志、宏伟业、利国、利家、利人民”为企业宗旨,以“追求卓越、服务大众”为企业精神,以“诚信、求实、创新、安全”为 企业经营原则,以“弘扬品质、共同得利”为企业质量方针。1.1.2 企业经营及资产状况 某地某某某有限公司经过几年的发展,总资产逐年递增。目前公司拥有 总资产 8591.7 万元。年营业收入也逐步提高,企业资产负债率在正常经营范 围内。公司 2008 年资产负债和生产经营情况见表 1-1 和表 1-2。表 1-1某地某某某有限公司资产负债状况表序号项目2008 年(万元)1资产总计1.1流动资产1.2固定资产1.3无形及递延资产2负债及所有者权益2.1负债合计2.1.1流动负债2.1.2长期负债2.2所有者权益合计3资产负债率%表 1-2某地某某某有限公司经营状况表序号项目2008 年(万元)1营业收入2主营业务利润3营业利润4利润总额5净利润1.2 项目概况1.2.1 项目建设背景和理由1.2.1.1 环保和清洁生产的要求 聚氨酯树脂具有高强度、耐磨耗、抗撕裂、挠曲性能好、耐油和良好的血液相容性等优点。聚氨酯树脂制成的产品有泡沫塑料、弹性体、涂料、胶 粘剂、纤维、合成皮革以及辅面材料等品种,它广泛应用于机电、船舶、土 木建筑、轻工以及纺织等部门,产品与品种逐年递增,在材料工业中占有相 当重要的比例。 目前聚氨酯树脂以溶剂型为主,这种类型的聚氨酯树脂均以二甲基甲酰 胺(dmf)、甲苯(tol)、二甲苯(xyl)、丙酮(ace)、丁酮(mek)、 乙酸乙酯(eac)等作为溶剂通过聚合法制得。这些溶剂毒副作用大,不仅 易造成环境污染,危害身体,而且易燃易爆,极易引发火灾等事故。 近年来,聚氨酯树脂产品的卫生安全性能越来越引起人们的重视,保护 地球环境舆论压力与日俱增。一些发达国家制订了溶剂法规,并逐渐淘汰溶 剂型聚氨酯生产方法。我国也不断提高对化工行业的污染物排放要求,“节 能减排”和清洁生产作为我国“十一五”规划的重点目标,成为现在各行业 发展的重要前提,建筑、轻工、纺织等行业对聚氨酯生产提出了新的节能减 排和清洁生产的任务和目标。在这样的背景下,用无离子水替代有机溶剂的 聚氨酯环保生产技术势必成为聚氨酯行业的发展趋势。1.2.1.2 聚氨酯树脂市场的需求 聚氨酯树脂广泛应用于交通、建筑、轻工、纺织、机电、航空、医疗卫生等领域。近 20 多年来,聚氨酯产品品种、应用领域、产业规模迅速扩大, 已成为发展最快的高分子合成材料工业之一。随着世界经济的不断发展,聚 氨酯树脂的需求不断加大。因此,聚氨酯树脂尤其是水性聚氨酯树脂具有很好的前景。 某地某某某有限公司现有的 1 万吨聚氨酯树脂属有机溶剂型,为了适应 环境保护和市场的需求,拟在原有的技术基础上进行技术改造,形成新增 4 万吨的水性聚氨酯生产线,从而达到年产量 5 万吨的聚氨酯生产规模。1.2.2 项目主要建设内容某地某某某有限公司在现厂区利用原有厂房和配套公用工程设施建设 4万吨/年的水性聚氨酯技改项目。项目建设主要内容如下:?项目建设生产车间全部利用原有厂房,不新征土地。 ?利用原有导热油炉、循环水泵等设备和供电、供水等公用工程设施。 新建污水处理池。 ?淘汰原有反应釜减速机、冷冻机等高能耗设备,新购置低能耗反应釜、 反应釜减速机、不锈钢过滤器等设备 258 台(套)。 ?项目总投资 3000 万元人民币,其中建设投资 1750.7 万元,建设资金 全部自筹。1.2.3 项目建设的意义技术改造后对企业自身和周边经济有积极的影响: ?企业规模方面:聚氨酯年产量从原 1 万吨扩大到 5 万吨,生产规模的 增加,扩大了公司的影响力,带动公司不断发展; ?企业技术方面:本项目技改技术是公司在原有技术基础上自主研发, 技术水平提高,技术和产品的市场竞争力都得以增强。 ?企业节能方面:技改项目以无离子水代替有机溶剂,同时淘汰原有部 分高能耗设备,采用节能设备,减少能耗,生产成本降低。?企业效益方面:技术改造后产品具有更广阔的市场前景,可以提高效益,增加公司收益,进一步增强公司经济实力;?社会环保方面:项目技改后,由于工艺中用无离子水替代 dmf、tol、mek 等有机溶剂,大大减小了环境污染; ?外界影响方面:可以扩大公司的影响力,利用公司过硬的技术力量和 产品品质,可以吸引更多的厂商与公司合作,进行业务往来,带动公司不断 发展,同时也能带动周边区域的发展。1.3 项目与发展规划、产业政策的相符性1.3.1 项目与发展规划的相符性分析 轻工业调整振兴规划(2009-2011 年)中,轻工业的规划目标之一 为:到 2011 年,主要行业 cod 排放比 2007 年减少 25.5 万吨,其中皮革行 业减少 1.5 万吨;废水排放比 2007 年减少 19.5 亿吨,降低 29%,其中皮革 行业减少 0.5 亿吨。对食品、造纸、皮革等重点行业实施节能减排技术改造。 皮革生产的污染主要来源于聚氨酯树脂的生产过程,有机溶剂的使用使 得大气和水体受到一定程度的污染。本项目对原有技术进行技术改造,用无 离子水取代有毒有害的有机溶剂,从而大大减少了污染物排放。因此,本项 目符合轻工业调整振兴规划(2009-2011 年)。1.3.2 项目与产业政策的相符性分析产业结构调整指导目录(2005 本)鼓励类项目,第九条“化工”第15 项:“大型合成树脂及合成树脂新工艺、新产品开发”。 江苏省工业结构调整指导目录(2006 本)鼓励类项目,第四条“化 工”第 15 项:“大型合成树脂及合成树脂新工艺、新产品开发”。 本技改项目拟建的水性聚氨酯树脂生产线为合成树脂新工艺,属产业 结构调整指导目录(2005 本)和江苏省工业结构调整指导目录(2006 本)鼓励类项目。 项目淘汰了部分高能耗设备,新购置的设备无国家明令淘汰设备。建设 内容无产业结构调整指导目录(2005 本)和江苏省工业结构调整指导 目录(2006 本)中限制类和禁止类内容。1.4 可行性研究报告编制依据和主要内容1.4.1 可行性研究报告编制依据(1)国家发改委产业结构调整指导目录(2005 本); (2)国家发展改革委员会办公厅计办投资200215 号文发布的关 于投资项目可行性研究指南(试用版)的通知及投资项目可行性研究指 南(试用版)。 (3)国家发展改革委员会和建设部发布的建设项目经济评价方法与 参数(第三版)。 (4)中石化协产发(2006)76 号文件化工投资项目可行性研究报告 编制办法。(5)某地某某某有限公司提供的有关资料。1.4.2 报告编制原则 坚持客观、公正、科学、可靠的原则和实事求是的工作态度,力求做到 数据准确、内容完整、重点突出、结论科学。在调查研究基础上,严格按照 客观实际进行评价分析,以保证咨询报告的客观性、公正性和科学性。1.4.3 可行性研究主要内容(1)项目建设背景分析(2)市场分析(3)项目工艺、设备和工程方案(4)节能和环保分析(5)消防、劳动安全卫生分析(6)投资估算和财务分析1.5 研究结论通过技术、经济、市场等分析,本报告认为: (1)本项目在企业现有的聚氨酯生产技术基础上进行技术改造,生产 环保型水性聚氨酯,符合国家和地方的发展规划,属产业结构调整指导目 录(2005 本)中鼓励类项目。 (2)项目业主具有较强的生产水性聚氨酯的生产技术水平和建设条件, 本项目建设将充分利用现有的生产厂房和公用工程设施,项目建设将促进该 企业发展,提高企业的经济效益。 (3)项目生产工艺使用二甲基甲酰胺(mdi),三乙胺、乙二胺等有 危险性的化学物质,项目建设和投产后需按照国务院颁布的危险化学品安 全管理条例和易制毒化学品管理条例,建设相应的安全装置,采取严 格的措施,确保项目投产后安全运行。 (4)项目生产过程主要是在密闭条件下进行,且用无离子水代替 dmf、 tol、mek 等有毒有害有机溶剂,在正常生产条件下,有机废物产生量很少。 项目配有相应的环保装置,严格执行“三同时”,生产对环境和社会无负面 影响。 (5)项目按当量值计算,综合耗能折标煤 468t/a,按等价值计算,综合 耗能折标煤 833t/a。按当量值算,万元工业增加值综合能耗为 0.1 吨标煤, 低于江苏省和某地市 2008 年万元工业增加值能耗。(6)项目总投资 3000 万元,其中建设投资 1750.7 万元。项目资本金比例为 100%。项目投产正常运行后,估算营业收入 33504.3 万元(不含税),利润总额为 2877.6 万元,投资财务内部收益率为 25.89%(所得税后)。 综上所述,本项目经可行性研究,认为是基本可行的。1.6 项目主要经济指标本项目的主要技术指标表如下:序号指标名称单位指 标 值备注1产品方案水性聚氨酯万吨42年操作日天2003定员人50不新增员工4主要原材料用量4.1乙二醇吨29504.2己二酸吨45004.3mdi吨32004.4去离子水吨280005项目能耗5.1水吨34605.2电万 kwh1765.3煤吨3205.4柴油吨9.65.5年新增能耗(折标煤)t-ce468按当量值计算6设备6.1主体工程设备台(套)2516.2辅助及公用工程设备台(套)76.3总装机功率kw13777总投资30007.1建设投资万元1750.77.2铺底流动资金万元1249.3流动资金为 4164.4 万元7.3建设期利息万元08融资方案8.1项目资本金万元30008.2债务资金万元2915.19年营业收入万元33504.3正常年10年营业税金及附加万元105.5正常年11年总成本费用万元30521正常年序号指标名称单位指 标 值备注12利润总额万元2877.6正常年13所得税万元719.4正常年14项目投资内部收益率14.1所得税前%32.8214.2所得税后%25.8915项目投资财务净现值15.1所得税前万元885715.2所得税后万元575716项目投资回收期16.1所得税前年4.91含建设期 1 年16.2所得税后年5.60含建设期 1 年17项目资本金内部收益率%32.4218盈亏平衡点%52.6以生产能力利用率计第 2 章市场需求分析2.1 聚氨酯树脂简介2.1.1 传统聚氨酯2.1.1.1 概述 传统的聚氨酯(英文名:polyurethane resin,缩写为 pu),分子式 c3h8n2o,它是指主链中含有氨基甲酸酯(酯-nhcoo-特征单元的一类高 分子,通常由异氰酸酯(含有-nco 基团)与多元醇在溶剂和催化剂的作用 下聚合而成,生产反应如图 2-1 所示。图 2-1聚氨酯合成反应式 聚氨酯的力学性能具有很大的可调性,通过控制结晶的硬段和不结晶的 软段之间的比例,聚氨酯可以获得不同的力学性能。因此其制品具有耐磨、 耐温、密封、隔音、加工性能好、可降解等优点。聚氨酯还具有抗多种酸碱 和有机溶剂腐蚀的性能,因此经常被用作橡胶制品在恶劣环境下的替代品。2.1.1.2 传统聚氨酯制备方法 传统的聚氨酯为溶剂型聚氨酯,由多元醇、异氰酸酯、扩链剂聚合而成,由于分子中不含亲水基团,因此只能溶解于有机溶剂中。常用溶剂有 dmf、 甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯等。传统的聚氨酯制备方法一般为:将多元醇树脂和溶剂加入聚合釜内.再加入异氰酸酯.在一定的温度和搅拌下进行聚合反应,在反应过程中根据测 定的粘度反来确定反应的程度,然后加入中止剂以停止反应,最后加入稀释 剂调整聚合物的粘度,再将所得聚氨酯树脂进行过滤即可进行包装。2.1.1.3 传统聚氨酯的应用 聚氨酯树脂具有高强度、耐磨耗、抗撕裂、挠曲性能好、耐油和良好的血液相容性等优点,广泛应用于机电、船舶、土木建筑、轻工以及纺织等部 门,产品与品种逐年递增,在材料工业中占有相当重要的比例。 ?聚氨酯泡沫:由大量微细孔及聚氨酯树脂孔壁经络组成的多空性聚氨 酯材料,一般称之为“聚氨酯泡沫塑料”。聚氨酯泡沫是聚氨酯材料中最主 要的产品,约占聚氨酯总产量的 80%,主要用于家具垫材、床垫坐垫、织物 复合制品、包装和隔音材料、航天、船舶、石油、电子设备等。 ?聚氨酯弹性体:又称聚氨酯橡胶,它属于特种合成橡胶。传统上把聚 氨酯弹性体分为浇注型、热塑型和混炼型三大类,已广泛应用于矿山、冶金、 交通、机械、医学等领域。 ?聚氨酯涂料:以聚氨酯树脂为主要成膜物质的涂料,称为聚氨酯涂料。 聚氨酯涂料由于其独特的结构而赋予加工产品以突出的强度、柔性、耐磨、 透湿、耐低温等性能,已广泛应用于涂料、制革、纺织,建筑等领域。 ?聚氨酯合成革:聚氨酯合成革就是将无纺布用聚氨酯溶液处理成合成 革基布再经贴膜和压花而得的制品。聚氨酯在合成革方面的应用已成为“真 皮”市场的有力竞争者。 ?聚氨酯胶粘剂:聚氨酯胶粘剂具有很高的反应性,能常温固化。它不 仅可以胶接聚氨酯海绵和聚氨酯橡胶,而且能胶接橡胶与织物、橡胶与金属、 金属与金属、金属与陶瓷、木材与木材和橡胶与塑料等。 2.1.2 水性聚氨酯2.1.2.1 水性聚氨酯概述 水性聚氨酯(wpu)以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。与传统的溶剂型聚氨酯相比,它具有无毒、节能、成本低、安全、不污染环境等优点。根据水分散体制备 方法的不同,水性聚氨酯又可分为乳液型聚氨酯和水溶性聚氨酯。 乳液型聚氨酯是指水分散体中含有乳化剂的聚氨酯分散体系。乳液型聚 氨酯可通过内乳化法或外乳化法制得。 水溶性聚氨酯是不含乳化剂的聚氨酯水分散体,可通过内乳化法制得, 采用能与-nco 基发生反应、并带有成盐亲水基团的物质与预聚体反应,生 成亲水的聚氨酯盐,这种聚氨酯盐经搅拌可直接分散于水中得到白色乳状或 半透明分散体。2.1.2.2 水性聚氨酯的制备(1)丙酮法 丙酮法是先将多异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇在丙酮溶液中制备出异氰酸酯的预聚物,再与磺酸盐取代的二胺等物质反应扩链成高聚物,同时不 断加入丙酮和水使反应体系可搅拌,形成连续水相以及被丙酮溶胀的不连续 的聚氨酯粒相,最后蒸去丙酮。(2)预聚体分散法 为了弥补丙酮法使用大量溶剂的缺点,该方法是先制备含亲水基团并带有-nco 端基的预聚物,在水中分散后,利用氨基实现链增长,当预聚物粘 度高时可使用少量溶剂稀释。(3)封端 nco 基团法这种方法的关键是选择合适的封闭剂,首先把对水敏感的异氰酸根保护起来,制备出一种封端的聚氨酯预聚物,然后将其乳化在水中。待形成涂膜 后,经过加热使-nco 基团解封并发生交联反应,形成涂料。常用的封端剂 有酚类、醇类、酰胺类等。(4)酮亚胺甲酮连氮法 该工艺是先制备带亲水基团并含有-nco 端基的预聚物,在水分散前使 用潜型胺类(酮亚胺、酮连氮)。当水分散时,酮亚胺、酮连氮遇水分解生 成二元胺和肼,随即二元胺和肼与-nco 迅速反应形成脲,借助氨基实现链 增长,使体系从水包油型向油包水型相转换。2.1.2.3 水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯比较(1)优点: ?水性聚氨酯的粘度不随聚合物相对分子量的改变有明显变化,即使分 子内部形成桥联结构也无影响,所以可增加其聚合度来提高内聚强度;而溶 剂型聚合物的粘度随相对分子量的增加呈指数上升,桥联时易产生凝胶。 ?水性聚氨酯的流动特征呈现非牛顿性,而溶剂型一般近似牛顿性,其 粘度变化规律符合牛顿曲线。 ?水性聚氨酯易与其它树脂或颜料等物质混合来改进性能,降低成本, 配方容易调整,设备易清洗。而溶剂型聚氨酯受聚合物之间的相容性或溶剂 的溶解性制约,配方影响因素较多,设备难清洗 ?由于水性聚氨酯体系不使用或少使用有机溶剂,无中毒、着火之患, 符合环保要求,且涂膜综合性能好,因而在建筑涂料、皮革、家具等行业具 有明显的优势,应用前景广泛。(2)缺点:?在相同固含量下,溶剂型聚氨酯的粘度随固含量的增加明显上升,而水性聚氨酯的粘度一般比溶剂型的低,且其分散粒径小时粘度变大。 ?溶剂型聚合物的粘度可借助控制固含量或溶剂量来调整,而水性聚氨 酯的粘度需用增稠剂来调整,这样使体系中水溶性成分过多,耐水性降低。?水性聚氨酯体系的防冻性有一定限度,在北方冬季施工受到一定影响。2.1.2.4 水性聚氨酯应用 最初水性聚氨酯主要作为皮革和纤维处理剂来开发的,随着其性能不断提高,应用领域也不断扩展。(1)用作涂饰剂 与丙烯酸酯乳液或硅丙乳液复配成互穿网络结构的聚合物,可作为皮革、鞋料等皮革制品以及传送带、帐篷等工业用纤维、纺织纤维的涂饰剂; 可用作汽车、室内装饰、箱包和罩布等的涂饰剂;可用作耐磨、耐冲击、防 应力断裂用体育场馆、车库、混凝土地面、钢架结构、大型设备、机电设备、 公路桥梁、高速公路护栏等的涂装,也可用于尼龙、abs、聚酯等高分子材 料制品的涂装。(2)用作粘合剂 可作为耐水、耐化学品包装纸以及食品、化妆品包装薄膜的粘接剂;作为帐篷、靴鞋、箱包、雨具、家具、纤维板等的粘合剂;也可广泛用于塑料、 木材、金属、高分子材料、电路板的粘接。(3)用作建筑涂料 广泛用作高性能内外墙涂料、地板涂料的成膜物,制成的涂料具有优良的弹性、耐老化性和耐污性。 目前,水性聚氨酯树脂已在通用溶剂型聚氨酯所覆盖的领域大量使用,成功应用于轻纺、皮革加工、涂料、木材加工、建材、造纸和胶粘剂等行业。2.2 国内市场预测分析2.2.1 国内聚氨酯树脂供求现状 我国国民经济经过近十几年的高速发展,聚氨酯工业,包括从基本原料 到制品和机械设备,已具有相当的规模。目前,聚氨酯树脂的产量/消费量, 仅次于聚乙烯(pe)、聚氯乙烯(pvc)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps) 等塑料品种位居第五。(1)产量:2008 年,我国聚氨酯的产量达到 380 万吨,产值为 900 亿元,比 2001年的产量和产值分别增长了 2.1 倍和 3.5 倍。进入 21 世纪以来,我国聚氨酯 产量年平均增长率达 8.9%,详见图 2-2。40035030025020015010050011221011.60%29117.20%34021.80%38027.80%35.00%30% 30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%2000年2003年2005年2007年2008年国内聚氨酯年产量国内产量占世界的比例图 2-2国内聚氨酯产量统计图 从图 2-2 可以看出,我国聚氨酯行业在最近的几年中处于高速的增长期, 我国聚氨酯产量占全球总量的比例逐年上升。(2)消费量:国内聚氨酯制品消费方面,2008 年国内共消费聚氨酯 400 万吨,20012008 年 7 年间国内聚氨酯制品消费的年复合增长率超过 22.5%,中国成为推动全球聚氨酯市场前进最主要的动力。 在消费增速方面,tpu(弹性体)和氨纶年均增速最快,分别达到 47.9% 和 45.3%,硬泡、软泡、涂料、合成革浆料、鞋底原液、胶黏剂/密封剂六种 主要产品的年均消费增速分别为 23.5%、13.7%、32.1%、40.1%、17.1%、11.5%, 其中,胶黏剂/密封剂主要应用在高速铁路、航空航天等高端领域,未来也是 最具有前途的消费领域之一。(3)生产聚氨酯树脂的厂家 我国聚氨酯生产主要集中在华东和中南地区,其产量约占全国总产量的83.7%,详见表 2-1。表 2-120052010 年中国各地区聚氨酯产量和平均增长率地区2005 年产量/t2010 年产量/t平均年增长率/%华北2800004300008.9东北960001350007.0华东145000021400008.1中南98200014670008.3西南70000900005.1西北32000380003.5总计291050043000008.1目前,我国聚氨酯树脂产量较大的企业有烟台万华、上海华谊、高桥石化、上海氯碱化工、北方化学、上海联景集团等。国外企业也十分看好中国 这个巨大的消费市场,如拜耳、巴斯夫、亨斯迈、陶氏化学、ge、科举亚、 德固赛等知名公司在中国都有一定的市场,中国市场的诱惑力还吸引了马来 西亚、印度、日本、韩国等国的客户和厂商。2.2.2 水性聚氨酯市场现状 随着水性聚氨酯的合成技术的发展,其性能不断改进,促进了水性聚氨 酯的飞速发展,应用领域已经涵盖了皮革、纸张、纺织、涂料、塑料、橡胶 等。目前,我国水性聚氨酯生产厂家有百余家,分布在 20 多个省市,以华东地区尤其是浙江温州一带最为集中。 有关分析资料表明,2004 年,我国水性聚氨酯总产量达 24 万吨,国内 消费量为 3.5 万吨100%计。2006 年,国内水性聚氨酯的年总产量约 30 万 吨至 50 万吨左右,增长率为 20%。 目前,国内聚氨酯中水性聚氨酯的应用水平在 30%左右,年均增长速度 在 7%-8%左右,其主要应用市场也不再是几年前的皮革涂饰剂和胶粘剂,水 性聚氨酯应用最多的是建筑涂料市场,约占一半以上,其次是胶粘剂、油墨、 光油等市场方面。2.2.3 国内需求量预测(1)全国聚氨酯树脂需求预测 由以上分析可知,2001 年以来,我国聚氨酯产量年平均增长率达 8.9%, 因此,预测到 2015 年我国聚氨酯产量将达到 660 万吨。 2008 年,我国国内聚氨酯树脂的需求量已达 400 万吨/年。特别是硬泡 在冰箱、建筑隔热材料的应用开展和住宅业的发展引起的涂料、粘合剂的需 求正在不断扩大。业内人士预测,今后一段时间内,建筑节能、汽车及轨道 交通、轻纺、外贸和人口等 5 大因素,将进一步拉动我国的聚氨酯产业。聚 氨酯产品的需求还将有 10%15%的高增长率。因此可推测,到 2015 年,我 国聚氨酯树脂的需求量将达到 780 万吨。 在水性聚氨酯树脂方面,有关资料显示,目前,我国建筑涂料年需求量 在 250 万吨左右,其中可由水性聚氨酯涂料替代的高达 120 万吨,仅这一项 即有百亿元人民币的市场空间。中国市场未来几年对水性聚氨酯涂料的需求 将保持在每年 9%的增长速度,因此,水性聚氨酯仅在涂料方面的应用就将 以 9%的速度增长,市场前景非常乐观。 (2)江苏省聚氨酯需求预测 江苏省是我国东部沿海经济发达地区省份之一,也是我国的化工行业起 步比较早的地区。随着经济快速发展,苏南地区化工企业如雨后春笋般建设 起来,带动着很多相关产业的发展。聚氨酯作为一种用途广泛地化工原料, 随着江苏省的化工产业的迅速发展,已经出现了供不应求的情况。主要是因 为江苏经济随着中国经济的腾飞也开始大量的向海外出口商品,从而极大的 提高了聚氨酯的需求。 江苏省聚氨酯产量约占华东地区总产量的 30%,因此,可推算出,2008 年,江苏省聚氨酯产量约 55 万吨。若年平均增长率按 9%计(全国年平均增 长率为 8.9%),可推测出,到 2015 年,江苏省聚氨酯产量将达到 100 万 t。 江苏省的皮革、纺织、纸张、涂料都是出口极大的产品,所以这些外向 型的企业对水性聚氨酯的需求也不断攀升。预计到 2015 年,江苏省对水性 聚氨酯的需求量可达 30 万吨。 目前,江苏省水性聚氨酯的研发和生产起步不久,还未形成一定的规模。 因此,江苏省十分需要成规模的水性聚氨酯生产线,以适应日益增长的环保 和市场需求。本项目在原有生产技术基础上进行技术改造,将形成 4 万吨/ 年的水性聚氨酯生产规模,以满足江苏省及周边城市的市场需求。 第 3 章生产规模和产品方案3.1 生产规模 根据企业现状和市场需求,确定该项目的生产规模为 4 万吨/年水性聚氨 酯树脂。技改项目实施前:企业原有 1 万吨/年溶剂型聚氨酯树脂; 技改项目实施后:企业总生产规模达 5 万吨/年聚氨酯树脂。其中溶剂型聚氨酯树脂 1 万吨/年,水溶性聚氨酯树脂 4 万吨/年。3.2 产品方案 本项目的产品主要供给合成革和涂料生产用,产品牌号有很多种。用于 合成革生产的聚氨酯树脂牌号见表 3-2。用于涂料及其它用途的,产品牌号 暂未确定,在生产中将根据市场的需求确定牌号并适时调整产品方案。3.3 产品质量标准 目前,国内对聚氨酯树脂针对其不同用途制定了相应的质量标准。本项 目的产品主要供给合成革和涂料生产用,在生产中还将根据市场的需求调整 产品方案,供给不同行业使用。根据用途不同,产品执行的质量标准不同,详见表 3-1。表 3-1产品质量标准序号用途执行标准名称标准号1防水涂料聚氨酯防水涂料gb/t19250-20032喷涂用塑料喷涂硬质聚氨酯泡沫塑料gb/t 20219-20063建筑用塑料建筑绝热用硬质聚氨酯泡沫塑料gb/t 21558-20084冰箱用塑料冰箱、冰柜用硬质聚氨酯泡沫塑料qb/t 2081-19955合成革用制革用水乳型聚氨醋涂饰剂qb/t 2415-1998我国针对合成革用水性聚氨酯制定有制革用水乳型聚氨醋涂饰剂(qb/t 2415-1998)质量标准,企业在此标准的基础上制定了人造革用聚 氨酯树脂企业质量标准(q/320206ynjh03-2007)。人造革用聚氨酯一般 型理化性能见表 3-2。表 3-2人造革用聚氨酯一般型 理化性能序号型号牌号固含量1(%)粘度(pa.s/25)100%弹性模量mpa拉伸强度mpa断裂伸长率(%)1hl-202030150-2102.00.5206002hl-30d30120-1803.00.5255503hl-5030120-1805.00.5305004hl-9032120-1809.00.5353505hl-10030120-18010.00.5353504.1 工艺技术第 4 章工艺技术方案4.1.1 技改前工艺技术 企业现有 1 万吨溶剂型聚氨酯生产线,生产方式采用间歇式,分为多元 醇合成和聚氨酯合成两个工序,工艺流程如图 4-1,4-2 所示。图 4-1多元醇合成流程图图 4-2聚氨酯合成流程图 从流程图可看出,聚氨酯合成首先由脂肪族二元醇乙二醇、1,4 丁二醇 和脂肪族二元羧酸己二酸酯化、聚合生成中间体多元醇,再由多元醇和异氰 酸酯在溶剂二甲基甲酰胺、甲苯、丁酮的作用下聚合而成。生产过程中所用 二甲基甲酰胺等溶剂或多或少具有一些毒害性,且在整个生产所需的原辅材料中所占比例高达 70%。4.1.2 技改后工艺技术4.1.2.1 水性聚氨酯树脂合成反应式图 4-3水性聚氨酯树脂合成反应式示意图4.1.2.2 工艺流程图 技改后,生产方式仍为间歇式,首先由小分子醇和酸酯化、聚合生成多元醇,多元醇再和 mdi 以去离子水为溶剂,经过扩链剂扩链聚合生成水性聚 氨酯树脂。聚酯多元醇的合成方法和技改前相同,聚氨酯合成工序用溶有扩 链剂的去离子水代替有机溶剂,工艺也有所改进,具体流程如下。(1)聚酯多元醇的合成聚酯多元醇的合成工序流程图同图 4-1。(2)水性聚氨酯的合成图 4-4水性聚氨酯树脂生产工艺流程图4.1.2.3 工艺流程简述(1)聚酯多元醇合成工艺流程说明 半成品聚酯多元醇合成工艺与技改前相同,由脂肪族二元羧酸和脂肪族二元醇按一定摩尔比反应制得。 a:在常温常压下按照工艺配比要求向反应?中加入乙二醇、1,4-丁二 醇、己二酸,加料方式是管道输送,开启搅拌装置搅拌物料,打开反应?的 导热油进口阀通入导热油(?内盘管)加热?内物料温度到约 135,物料 开始脱水反应,继续升温到 220时停止升温,维持 2 小时,脱水反应产生 冷凝水经多次精馏回收醇类; b:预聚合:测定聚合物酸值达一定值后,人工加入催化剂反应 30 分钟, 启动真空泵对反应?抽真空以降低酸值提高聚合物分子量,打开氮气控制阀 向反应?通入氮气,氮气作用是防止?内物料氧化,同时起到搅拌作用;c:缩聚合:启动油封式真空泵增加真空度除去残余的水分子和小分子醇,提高聚合物分子量;检测聚合物的分子量,达到工艺要求后,开冷却水降温(?内盘管),待温度降低到 90时打开底阀,将物料用泵输送到聚酯 多元醇罐储存待用。(2)水性聚氨酯合成工艺流程说明 水性聚氨酯树脂合成采用预聚体分散法,由聚酯多元醇和异氰酸酯常压下预聚,预聚体经中和剂中和后,在较低温度下向预聚体中加入溶有扩链剂 的去离子水,边扩链边分散制备而来。其反应式如图 4-3 所示。 a:预聚:常温常压下将聚酯多元醇和 mdi 按照工艺配比用泵送入聚氨 酯树脂反应?,开启搅拌装置搅拌物料。开启蒸汽加热物料(夹套加热)到80,反应 2 小时。b:回流:在预聚体中加入助剂、催化剂等,在 60c 的条件下回流反应3-5 小时; c:中和反应:测异氰酸根含量达规定值时,降温到 50c 以下,转入高 速分散机,中速加入三乙胺中和; d:分散乳化、扩链反应:高速加去离子乳化,使预聚体在剪切力作用 下分散于水。分散过程必须在低温下进行,以降低-nco 与水反应活性,参 与反应的水相当于扩链剂,再用反应活性高的乙二胺、二羟甲基丁酸在水中 进行扩链,以快速促进链增长反应,生成高分子量的水性聚氨酯。 e:成品包装:当聚合物达到一定粘度后向夹套中通入冷却水冷却物料 到 40,开启氮气控制阀向?内通入氮气(0.3mpa),打开?底阀,将物料 压入 200kg 包装桶内包装即成品聚氨酯树脂,包装时将物料通过不锈钢滤网 过滤杂质,成品用叉车运输到成品仓库。4.1.2.4 工艺控制措施1、液体物料管道密闭输送。2、聚酯多元醇有导热油、冷却水盘管,聚氨酯树脂反应?有夹套,可通入蒸汽、冷却水,温度通过 dcs 控制,当温度达不到设定值时,打开蒸汽 阀加热,当温度过高时,蒸汽进料阀关闭,冷却水进料阀打开对反应釜降温。3、氮气流量手动控制,有氮气流量计计量。4、聚酯多元醇质量控制使用氮气防止氧化反应。 5、反应?上设置冷凝器,冷凝器有排放管与接收桶连接,保证废气收 集处理。6、聚酯多元醇直接通过管道输送入罐储存待用,成品包装压料使用 n2。4.2 主要设备 本项目利用原有生产厂房和部分生产设备,按照先进、可靠、经济合理 的原则,新购置反应釜、减速机电机等设备,使生产线装备水平达到行业先 进水准。主要生产工艺设备见表 4-1。表 4-1项目主要工艺设备一览表序号设备名称规格型号与来源装机功率(kw)数量(台/套)一利用原有设备1导热油炉300104cal/h10012蒸汽发生器(余热锅炉)0.5t/h13循环水泵8104电力变压器10/0.4kv,630kv1小计10813二新购设备1反应釜12m3202反应釜24m363冷凝器换热面积 2m2204空气压缩机6m313.245不锈钢过滤器2m3306地拖式行车3t16.53序号设备名称规格型号与来源装机功率(kw)数量(台/套)7不锈钢磁力泵225308气动球阀409气动薄膜阀4010电子磅秤2t0.363011高精度电子分析秤1/1000712反应釜减速机55kw11002013不锈钢储罐30 m3214液氮储罐15 m3115叉车3t316电子汽车衡80t0.48117中水回用系统100t/d221小计1377258总计1485271企业为了达到节能减排目标,本技改项目在选择一些先进的低能耗设备时,淘汰了部分原有高能耗设备,详见 4-2。表 4-2淘汰设备一览表序号设备名称规格型号单机装机功率(kw)数量(台/套)1反应釜减速机电机75152冷冻机15p10.543反应釜12m315第 5 章原辅材料及燃料动力5.1 项目所需原辅材料种类及消耗量生产主要消耗乙二醇、己二酸、mdi 等,主要原辅材料消耗详见表 5-1。表 5-1项目生产主要原辅材料消耗表序号原辅材料名称年用量(t/a)1乙二醇29502己二酸45003mdi32004二羟甲基丁酸65651,4 丁二醇870.26表面活性剂147三乙胺6568乙二胺359去离子水2800010助剂、催化剂20合计40901.25.2 物料衡算(1)聚酯多元醇合成物料平衡 聚酯多元醇合成需消耗物料有乙二醇、己二酸、1,4 丁二醇和助剂、催化剂,具体物料平衡见表 5-2。表 5-2聚酯多元醇合成物料平衡表单位:t/a投入产出物料名称投入量进入产品进入废水进入废气乙二醇29502917.6320.4己二酸4500364285801,4-丁二醇870.2860.2100助剂、催化剂8800合计8328.27427.89000.4(2)水性聚氨酯合成物料平衡 水性聚氨酯以聚酯多元醇和异氰酸酯在常压下,以无离子水为稀释溶 剂,通过扩链剂扩链后放热反应制