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氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 1 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目 可行性研究报告可行性研究报告 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 2 目目 录录 1 总论总论 1 1 1 概述 1 1 2 研究结论 8 2 产品市场预测产品市场预测 10 2 1 国内外市场情况预测 10 2 2 产品价格的分析 13 3 氯丁橡胶生产现状氯丁橡胶生产现状 14 3 1 生产工艺 14 3 2 主要原辅材料及动力消耗 17 3 3 污染物排放情况 18 3 4 现氯丁橡胶生产线存在的主要问题 20 4 建设内容 规模及产品方案建设内容 规模及产品方案 22 4 1 循环经济改造的主要内容 22 4 2 建设规模 23 4 3 产品方案 24 5 循环经济改造工艺技术方案循环经济改造工艺技术方案 27 5 1 循环经济改造工艺技术方案 27 5 2 主要原辅材料及动力消耗 41 5 3 主要建 构筑物 43 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 3 5 4 主要设备 44 5 5 循环经济改造后的效果 47 6 现有基础条件现有基础条件 49 6 1 地理位置 49 6 2 交通运输条件 49 6 3 公用工程条件 50 6 4 贮运条件 51 6 5 维修条件 51 6 6 管理水平 51 6 7 征地拆迁及移民安置 51 7 节能节能 52 7 1 设计依据 52 7 2 能耗情况 52 7 3 节能措施综述 52 8 环境保护环境保护 54 8 1 厂区地理位置和自然条件 54 8 2 执行的环境质量标准及排放标准 56 8 3 污染物的产生 治理及排放情况 57 8 4 项目实施前后污染物排放情况比较 60 9 劳动保护与安全卫生劳动保护与安全卫生 62 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 4 9 1 概述 62 9 2 编制依据 62 9 3 主要危害因素分析 63 9 4 防范措施及效果 72 9 5 劳动安全卫生机构设置及人员配备情况 76 9 6 预期效果及评价 76 10 消防消防 77 10 1 设计依据 77 10 2 工程概况 77 10 3 工程的火灾危险性类别 78 11 4 消防设施和措施 79 11 工厂组织和劳动定员工厂组织和劳动定员 81 11 1 组织机构 81 11 2 劳动定员 81 11 3 生产班制 81 12 项目实施进度项目实施进度 82 13 投资估算及资金筹措投资估算及资金筹措 83 13 1 投资估算 83 13 2 资金筹措 84 14 环境效益 社会效益 经济效益分析环境效益 社会效益 经济效益分析 89 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 5 14 1 环境效益分析 89 14 2 社会效益分析 90 14 3 经济效益分析 91 15 风险分析风险分析 98 15 1 技术风险分析 98 15 2 市场风险分析 98 15 3 投资风险分析 99 16 结论结论 100 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 1 1 总论总论 1 1 概述概述 1 1 1 项目名称 主办单位名称 企业性质及法人代表项目名称 主办单位名称 企业性质及法人代表 项目名称 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目 主办单位 某化工有限责任公司 企业性质 国有控股有限责任公司 法人代表 1 1 2 承办单位概况承办单位概况 某化工有限责任公司 以下简称某公司 前身是某化工总厂 该厂始建于 1939 年 解放后与前苏联合作建成了中国第一条合 成橡胶生产线 2001 年 9 月 某化工总厂经某市市政府批准 改 制成为某市市首家资产整合债务重组国有控股的股份制企业 隶 属某市化医控股 集团 公司 同时更名为某化工有限责任公司 经过近 70 年的发展 某公司现已成为集科 工 贸为一体的大 一型化工原料生产企业和某市市化工行业龙头企业 并通过了 ISO9002 2000 认证 为国家一级计量 一级质检 全国化工 质量信得过 企业 某公司地处长江三峡库区中上游的长江之滨 位于距某市市 区约 70km 的某市 某 化工园区内 公司注册资本 13646 万元 总占地面积 1 05km2 现有员工 3600 余人 其中专业技术人员 530 余人 公司主要生产氯丁橡胶 氨苯磺胺 氯酸盐 氯碱等产品 是中国第一条合成橡胶生产线的诞生地 也是国内目前最大的氯 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 2 丁橡胶 27000t a 工业氨苯磺胺 4500t a 高氯酸钾 7000t a 生产基地 某公司拥有独立的进出口权 其产品曾多 次荣获国家质量奖章 产品质量在国内同行业中名列前茅 产品 市场覆盖全国 且出口 18 个国家和地区 注册商标 某牌 为 某市市著名商标 并被授予 中国化工十大最具国际竞争力品牌 2003 年公司产值为 4 93 亿元 销售收入 4 28 亿元 利润 393 万元 2004 年实现产值 5 4 亿元 销售收入 5 3 亿元 利润 501 万元 2005 年 1 6 月份 已完成销售收入 3 4 亿元 利润 1100 余万元 从近几年的经营业绩来看 企业上升趋势迅猛 目 前银行资信暂为 A 级 近 70 年的发展历程 铸就了某公司优秀的企业文化 近年 来 公司上下锐意改革和进取 重视企业管理和技术创新 解决 了大量的企业历史遗留问题 企业效益蒸蒸日上 氯丁橡胶新产 品层出不穷 产品质量不断提升 目前 企业已成功解决生存问 题 进入良性发展轨道 1 1 3 可行性研究报告编制的依据和原则可行性研究报告编制的依据和原则 1 1 3 1 编制依据编制依据 1 中华人民共和国环境保护法 1989 年 2 国发 2005 22 号 国务院关于加快发展循环经济的 若干意见 3 中华人民共和国主席令第72 号 中华人民共和国清洁 生产促进法 4 环发 2001 183 号关于印发 三峡库区及其上游水污染 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 3 防治规划 的通知 5 环控 1997 0232 号 关于推行清洁生产的若干意见 6 化计发 1997 426 号 化工建设项目可行性研究报告 内容和深度的规定 7 某市市循环经济发展暂行办法 征求意见稿 8 某市市长江三峡库区流域水污染防治条例 9 某化工有限责任公司十一五循环经济发展规划 10 某化工有限责任公司提供的工程基础资料和数据 11 某化工有限责任公司与某市化工设计研究院签订的工 程咨询合同 合同号 2005ZX23 1 1 3 2 编制原则编制原则 1 按照 国务院关于加快发展循环经济的若干意见 和 中华人民共和国清洁生产促进法 的要求 贯彻 减量化 再 利用 资源化 原则 采取各种有效措施 以尽可能少的资源消 耗和尽可能小的环境代价 取得最大的经济产出和最少的废物排 放 实现经济 环境和社会效益相统一 增强企业可持续发展后 劲 建设资源节约型和环境友好型社会 2 积极稳妥地采用新技术 新设备 结合企业的现状和 管理水平 采用成熟可靠 先进实用的改造技术 力求运行稳定 费用低廉 管理方便 维护容易 确保工艺改造达到预期目标 3 严格执行现行的防火 防爆 防雷 劳动保护 安全 卫生 环境保护等国家和地方颁布的规范 法规与标准 4 充分注意节约劳动力 提高全员劳动生产率 5 实事求是编制工程投资估算 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 4 1 1 4 项目提出的背景和投资的必要性项目提出的背景和投资的必要性 1 1 4 1 项目提出的背景项目提出的背景 我国人口众多 资源相对不足 生态环境脆弱 改革开放以 来 我国在推动资源节约和综合利用 推行清洁生产方面 取得 了积极成效 但是 传统的高消耗 高排放 低效率的粗放型增 长方式仍未根本转变 经济增长在很大程度上仍是依赖资源的高 消耗来实现 导致资源的约束矛盾突出 环境污染严重 生态破 坏加剧 21 世纪头 20 年 我国将处于工业化 城镇化加速发展 阶段 面临的资源和环境形势十分严峻 如果继续沿用粗放型的 经济增长方式 资源将难以为继 环境将不堪重负 因此 倡导 循环经济模式 使资源得到充分有效利用 最大限度地减少废弃 物排放 成为我国全面建设小康社会 实现新型工业化的当务之 急 循环经济是以资源的高效利用和循环利用为核心 以 减量 化 再利用 资源化 为原则 以低消耗 低排放 高效率为基 本特征的社会生产和再生产模式 其实质是以尽可能少的资源消 耗和尽可能小的环境代价 取得最大的经济产出和最少的废物排 放 以从根本上缓解日益尖锐的资源约束矛盾和突出的环境压力 促进人与自然的和谐发展 某公司作为传统的老化工企业 在很长时间内都是通过直线 型增加资源消耗来发展企业规模 存在着资源利用率低 废物排 放量大的问题 对生产过程中产生的废物也基本上沿用末端治理 的方式处理 不但处理量大 处理费用高 而且 三废 排放达 标困难 从而严重影响企业的生存和发展 在全球倡导循环经济 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 5 的今天 某公司为实现企业的可持续发展 按照循环经济的原则 提出了对公司所属产品的生产工艺实施循环经济改造的思路 进 而编制了 某公司十一五循环经济发展规划 其循环经济发展 示意图见图 1 1 在 某公司十一五循环经济发展规划 中 根据企业的技术 经济和环保等方面的实际情况 将规划项目分三期实施 考虑到 氯丁橡胶对某公司的特殊重要性和改造技术的成熟性 首期对氯 丁橡胶的生产实施循环经济改造 由此提出了氯丁橡胶生产工艺 循环经济改造项目 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 6 图图 1 1 某公司循环经济发展示意图某公司循环经济发展示意图 回收水 洗胶水 热裂解 废热利用 废气吸收 商品纳米碳酸钙 废热利用 送水泥厂 商品干冰 尾气利用 商品丁烯醛 蒸汽冷凝水利用 商品乙醛 洗乙醛水回收 二氯丁烯 蒸汽冷凝水 氯碱 碳酸钠 氯酸盐磺胺 商品或氯氢合成 商品磺胺 醋酸钠和氯化钠 磺胺母液19200t a HCl5000t a 商品硫酸 对氨基苯磺酸 二分废水35706t a 结晶母液 1221t a H2770万m3 a 苯胺结晶磺胺 盐酸精制 高温烟道气 预热液碱或化盐水预热盐水 化盐 电石渣 二氯丁二烯 乙醛 特种胶 洗胶 丁烯醛 膜分离 氯丁橡胶 碳氢相 合成氯丁二烯 回收氯丁二烯 资源消耗减量化 单体生产工艺改造 氯丁胶乳脱气 乙烯基乙炔 废热锅炉 焚烧 氯丁二烯 废热锅炉 纳米碳酸钙电石炉 CO2回收 预热锅炉上水 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 7 1 1 4 2 投资的必要性和经济意义投资的必要性和经济意义 某公司对氯丁橡胶生产实施循环经济改造很有必要 首先 可借改造契机 以资源的高效利用和循环利用为核心 以 减量化 再利用 资源化 为原则 以低消耗 低排放 高 效率为基本特征 对 大量生产 大量消费 大量废弃 的传统 增长模式实施根本变革 解决 污染消灭企业 的隐忧 实现企 业的可持续发展 其次 可对企业的产品结构进行调整 增强企业的竞争力和 生存力 本次改造将回收利用原有废物生产 10000t a 特种氯丁橡 胶 500t a 丁烯醛和 200t a 溴化聚二氯丁二烯 其中特种氯丁橡 胶和溴化聚二氯丁二烯为企业独有生产技术 可避开同类生产企 业的竞争 缓解普通氯丁橡胶的市场压力 为企业带来良好的经 济效益 再次 利用污染物的再利用可降低企业主导产品氯丁橡胶的 生产成本 整个循环经济改造实施完成后 可从废弃物中回收大 量的氯丁二烯 乙烯基乙炔以及部分能源 将有效地降低氯丁橡 胶的物耗和能耗 1 1 5 研究范围研究范围 1 研究项目实施的必要性和产品的市场前景 2 根据企业生产现状及存在的问题 按照循环经济原则 拟定项目实施方案和主要生产设备 3 研究项目实施的基础条件 包括公用工程 交通运输 仓贮等 4 研究项目的环境保护 节能 消防 劳动保护 工业卫 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 8 生等问题 5 编制项目投资估算 6 从环境效益 经济效益和社会效益分析项目实施的可 行性 1 2 研究结论研究结论 1 2 1 研究的主要结论研究的主要结论 本项目利用企业原有部分厂房 设备及公用工程设施 对氯 丁橡胶生产线进行循环经济改造 可以达到降低物耗能耗 废弃 物再利用和废弃物资源化的目的 投资省 见效快 工艺技术主 要采用自有技术 工艺成熟 可靠性高 产品质量好 具有较强 的市场竞争力 三废 治理合理可行 财务评价指标好 经济 效益和环境效益显著 宜尽快组织实施 1 2 2 主要经济技术指标主要经济技术指标 本项目的主要经济技术指标见表 1 1 表 1 1 主要经济技术指标表 序 号 项目名称单位数量备注 一生产规模 1氯丁二烯单体生产技 术改造 t a28000 2胶乳脱气装置t a3 10000 3二氯丁二烯生产装置t a550 4特种氯丁橡胶生产装t a10000 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 9 置 5溴化聚二氯丁二烯生 产装置 t a200 6二氯丁烯热裂解装置t a1000 7 碳氢相热能利用 6t h 蒸汽 锅炉 8回收乙醛生产丁烯醛t a500 二新增产品方案 1特种氯丁橡胶t a10000 2溴化聚二氯丁二烯t a200 3丁烯醛t a500 三年操作日天300 四新增定员人0 五固定资产投资万元10383 1建设投资万元10260 2建设期利息万元123 六新增销售收入万元 年8100正常年 七新增总成本费用万元 年1587正常年 八销售税金及附加万元 年1515正常年 九新增利润总额万元 年4998正常年 十新增利税总额万元 年6513 十 一 财务评价指标 1投资利润率 48 14 2投资利税率 62 73 3投资回收期年2 1 十 二 借款偿还期年2 19 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 10 2 产品市场预测产品市场预测 本项目对氯丁橡胶生产线实施循环经济改造后 将新增以下 三种产品 特种氯丁橡胶 溴化聚二氯丁二烯 丁烯醛 2 1 国内外市场情况预测国内外市场情况预测 2 1 1 产品用途产品用途 1 特种氯丁橡胶 氯丁橡胶用途十分广泛 主要用做 V 带 电缆护套 胶管 耐油橡胶制品 耐热传送带 印刷胶棍 胶皮水坝 建筑用密封 条 公路填缝密封胶 桥梁支座 油田用电线防水帽 阻燃橡胶 制品 各种密封圈垫以及化工设备防腐衬里和氯丁橡胶胶粘剂等 近年来氯丁橡胶在建筑防水材料 密封材料 粘合剂 海洋开发 医疗卫生 能源开发及人民生活方面都被开发出新用途 从而扩 大了应用领域 其产品具有优良的物理机械性能和化学稳定性 耐日光老化 耐酸碱 耐油 不延燃 特种氯丁橡胶与普通氯丁橡胶的区别在于聚合过程中加入了 第二单体 是氯丁二烯与二氯丁二烯的共聚物 其主要品种有 DCR213 和 DCR114 这类氯丁橡胶具有普通氯丁橡胶优异的加 工性能 如 不延燃 耐热 耐油 耐化学腐蚀及气密性好等优 点 除此之外 由于第二单体的加入 破坏了橡胶分子的规整性 赋予了该类产品优异的抗结晶性能和成型粘着性能 因而广泛地 应用于汽车 V 带 电线电缆工业 橡胶杂件制品工业等 2 溴化聚二氯丁二烯 主要用于金属粘接方面 作特种胶粘剂的原料 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 11 3 丁烯醛 丁烯醛是一种精细化工中间体 主要用于生产山梨酸类防腐 剂 其它还可用于制取正丁醇 正丁醛 硫化促进剂 选矿用发 泡剂 合成树脂及橡胶的抗氧剂 杀虫剂以及军用化学品等 2 1 2 产品市场供需情况产品市场供需情况 目前 国内氯丁橡胶生产厂家有两家 即某公司和山西橡胶 集团公司 但是 第二单体 二氯丁二烯 和特种氯丁橡胶仅某 公司开发成功 其产品质量与美国杜邦公司的 GRT 型和 WRT 型 氯丁橡胶相当 据市场调查 目前国内市场该两类胶的需求总量 约 10000t a 基本靠进口解决 2005 年 5 月份国家商务部针对进 口氯丁橡胶反倾销终裁的胜诉 商务部公告 2005 年第 23 号 将有效地阻止进口胶的进入 造成了特种氯丁橡胶市场的缺口 近年来 随着胶管 胶带等工业的进一步发展 特种氯丁橡胶的 需求也随之增长 预计到 2008 年将达到 12000t 左右 因特种氯丁胶与普通氯丁胶不存在市场重叠 而本项目实施 后将减少普通氯丁胶的生产能力 因而为普通氯丁胶减少了市场 压力 溴化聚二氯丁二烯是某公司独立开发成功的新产品 主要用 于金属粘接方面 作特种胶粘剂的原料 产品自投放市场以来 市场需求量逐年增加 据用户反馈信息预测 到 2008 年 该产 品的市场需求量将达到 150 200t a 丁烯醛主要用于生产山梨酸类防腐剂 2005 年 国内山梨酸 的市场需求量为 20000t a 需丁烯醛 30000t a 以上 而丁烯醛产 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 12 量不到 20000t a 远远不能满足山梨酸市场的需要 国内山梨酸 厂家只得从国外进口原料 常常因丁烯醛的供应不足而造成开工 不足 生产负荷不饱满 因此 丁烯醛的市场前景广阔 目前我国批准允许使用的食物防腐剂有 32 种 其中最常用 的有苯甲酸 山梨酸等 苯甲酸的毒性比山梨酸强 而且在相同 的酸度值下抑菌效力仅为山梨酸的 1 3 因此许多国家已逐步改 用山梨酸 但因苯甲酸及其钠盐价格低廉 在我国仍作为主要防 腐剂使用 主要用于碳酸饮料和果汁 山梨酸及其盐类抗菌力强 毒性小 是一种不饱和脂肪酸 可参与人体的正常代谢 并被转 化而产生二氧化碳和水 由于其防腐效果好 对食品口味无不良 影响 已越来越受到欢迎 并有逐步取代苯甲酸的趋势 因此 山梨酸的需求量将进一步增加 进而增加丁烯醛的市场需求 2 1 3 产品销售预测和竞争力分析产品销售预测和竞争力分析 由于某公司特种氯丁橡胶系国内独家生产 再加国家商务部 针对进口氯丁橡胶反倾销终裁的胜诉 有效地阻止了进口胶的进 入 因此 特种橡胶的市场前景比较乐观 此外 由于近年某公 司加大了氯丁橡胶质量改进的力度 国产胶与外国胶的质量差距 正在逐步缩小 有望在橡胶出口方面得到拓展 溴化聚二氯丁二烯也系某公司独家生产 因此 产品销售不 成问题 由于丁烯醛广阔的市场空间 因此 产品销售较为乐观 再 加本项目采用回收乙醛 废物利用 生产丁烯醛 因此 成本低 市场竞争力较强 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 13 2 2 产品价格的分析产品价格的分析 2004 年下半年开始 氯丁橡胶市场发生了很大变化 其价格 有了较大幅度的增长 氯丁橡胶价格居高不下的原因 一是国产 氯丁橡胶只能满足国内需求的 70 左右 缺口较大 二是氯丁橡 胶反倾销案的胜诉 有效地阻止了国外胶的进入 目前 国内氯 丁橡胶的价格普遍稳定在 20000 元 吨 某公司现有两条氯丁橡胶 生产线 老线和新线 新线生产能力 17000t a 橡胶后处理采用 冷冻凝聚大后处理 其产品 称普通氯丁胶 质量较好 售价与 国内市场价格相当 即 20000 元 吨 老线生产能力 10000t a 后 处理采用长网后处理 产品 简称长网胶 质量较差 售价则在 19000 元 吨左右 而特种氯丁橡胶与普通氯丁橡胶相比 技术含 量更高 产品性能更优越 因此 将产品售价定为 24000 元 吨 某公司开发的以二甲苯作为溶剂的溴化聚二氯丁二烯 在国 内系独家生产 现售价为 70000 元 吨 因无竞争对手 本项目产 品仍定为 70000 元 吨是可行的 丁烯醛目前市场价为 13000 15000 元 吨 由于产品供不应求 其价格一直居高不下 再加国际市场原油价格飞涨 带动了乙醛 价格的随之上涨 因此 以乙醛为原料的乙烯醛的价格也将上涨 预计在未来 3 年内都还有上升的空间 为保守起见 本项目丁烯 醛售价定为 14000 元 吨 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 14 3 氯丁橡胶生产现状氯丁橡胶生产现状 某公司有两条氯丁橡胶生产线 老线和新线 老线是 1958 年前苏联援建装置 最初设计能力 2000t a 后经多次改造 目前 生产能力达 10000t a 新线是原化工部第八设计院设计 经过整 改于 1995 年投产的装置 设计能力 10000t a 实际生产能力已达 17000t a 两条线的生产工艺完全相同 只是老线的橡胶后处理采用落 后的颗粒凝聚和长网干燥 产品质量较差 市场竞争力弱 新线 的橡胶后处理采用先进的冷冻凝聚大后处理方式 产品质量较好 市场竞争力强 3 1 生产工艺生产工艺 3 1 1 工艺过程原理工艺过程原理 某公司氯丁橡胶生产采用电石乙炔法 该法工艺成熟 目前 国内 2 家生产企业均采用此法 其生产过程主要包括氯丁二烯单 体合成和氯丁二烯聚合两大部分 主要反应式如下 1 氯丁二烯单体的生产 CaC2 2H2O HC CH Ca OH 2 2HC CH HC C CH CH2 HC C CH CH2 HCl H2C C CH CH2 2 氯丁二烯聚合 Cl CH2CCHCH2 Cl nH2CCCHCH2 Cl n 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 15 3 1 2 工艺流程简述工艺流程简述 1 氯丁二烯单体的生产 电石在湿法乙炔发生器内和水反应生成粗乙炔 粗乙炔分别 经水冷 次氯酸钠溶液净化 氢氧化钠溶液中和后得到合格乙炔 气 精制后的新鲜乙炔和吸收塔顶来的回流乙炔混合后进入鼓泡 式反应塔 在催化剂的作用下发生二聚反应生成乙烯基乙炔 简 称 MVA 同时生成乙醛 二乙烯基乙炔 简称 DVA 等一系 列副产物 反应气由反应塔顶出来 经水洗冷却和盐水冷却后进 入吸收塔 用二甲苯喷淋吸收 MVA DVA 等组份 未被吸收的 气体 主要是乙炔 回反应塔循环使用 吸收液则进解吸精馏塔 分离 MVA DVA 分离出来的粗 MVA 由解吸塔顶出来进入洗 乙醛塔用水喷淋除去乙醛 精 MVA 冷凝成液体后进入 MVA 贮 槽 解吸塔底出来的含 DVA 的解吸液去蒸馏塔 蒸出的二甲苯 返回吸收塔循环使用 蒸馏残液作副产品出售 用作屋面防水涂 料 精 MVA 经计量后进入合成塔 在催化剂的作用下 与同时 进入合成塔的氯化氢进行反应 合成 2 氯丁二烯 1 3 同时 生成二氯丁烯等副产物 合成气经水洗除去酸雾后进入干燥塔 用氯化钙干燥除去水分后进入减压蒸馏塔蒸馏 馏出物为氯丁二 烯 蒸馏残液则为二氯丁烯等杂质 氯丁二烯再用碳酸钠及氯化 钙进行中和干燥 然后放入产品贮槽 经检验合格后送橡胶分厂 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 16 使用 氯丁二烯单体合成工艺流程示意图见图 3 1 2 氯丁二烯聚合生产氯丁橡胶 由氯丁二烯单体合成工序来的精氯丁二烯单体进入聚合釜 与其它辅料一起乳化 经引发剂引发聚合后进入终止釜 终止聚 合后的胶乳进入断链槽断链 达到要求后进入冷冻转鼓冷冻凝聚 成膜 胶膜用水洗去过量的辅料和杂质后进入干燥箱中干燥 经 成绳 切块 称量 检验 包装后 即得氯丁橡胶产品 氯丁二 烯聚合生产氯丁橡胶工艺流程简图见图 3 2 图图 3 1 氯丁二烯单体合成工艺流程简图氯丁二烯单体合成工艺流程简图 H2O 氯化钙 废水 干燥塔 NaOH水电石 乙炔发生器净化反应塔水洗冷却塔 水 NaClO 电石渣 催化剂 二甲苯 蒸馏解吸精馏塔吸收塔盐水冷却塔 残液做屋面防水涂料 洗乙醛塔合成塔水洗塔 HCl催化剂 二氯丁烯二氯丁烯 氯丁二烯 减压蒸馏塔中和干燥塔 产品 成绳切块 终止剂 水 聚合终止 断链冷冻凝聚 引发剂 洗胶干燥 洗胶水去污水处理 助剂 氯丁二烯 油相配制 助剂 氢氧化钠 水相配制 乳化 废水废水 废水 CH 相 废水 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 17 图图 3 2 氯丁二烯聚合生产氯丁橡胶工艺流程简图氯丁二烯聚合生产氯丁橡胶工艺流程简图 3 2 主要原辅材料及动力消耗主要原辅材料及动力消耗 现氯丁二烯单体生产主要原辅材料及动力消耗见表 3 1 表 3 1 氯丁二烯单体主要原辅材料及动力消耗表 序号原料名称规格单位普通氯丁胶长网 胶 1电石300L kgkg30503050 2二甲苯工业品kg115115 3氯化氢98 kg520520 4木焦油工业品kg55 5碳酸钠工业品kg22 6氢氧化钠工业品kg6 56 5 7氯化铵工业品kg22 8氯化钙98 kg44 9氯化钠100 kg66 10N 亚硝基二苯 胺 工业品kg22 11盐酸31 kg4545 12铜99 9 kg44 13工业水m39898 14电力kW h450450 15蒸汽1 0MPat3 53 5 现氯丁橡胶生产主要原辅材料及动力消耗见表 3 2 表 3 2 氯丁橡胶主要原辅材料及动力消耗表 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 18 序号原料名称规格单位普通氯 丁胶 长网 胶 1氯丁二烯工业品t10531053 2液碱工业品kg12 212 2 3松香工业品kg5252 4过硫酸钾工业品kg6 56 5 5二氧化硫脲工业品kg3 83 8 6调丁工业品kg6 56 5 7分散剂 PR工业品kg4 74 7 8防老剂 264工业品kg16 116 1 9吩噻嗪工业品kg0 90 9 10盐酸31 kg4040 11冰醋酸98 kg15 10 12氯化钙140 13工业水m35270 14动力电kW h268245 15蒸汽1 0MPa吨4 55 5 3 3 污染物排放情况污染物排放情况 3 3 1 废气废气 氯丁橡胶生产过程中产生的废气主要是二氯丁烯焚烧烟气 碳氢相焚烧烟气和胶乳废气 在氯丁二烯单体生产过程中 同时副产二氯丁烯 来源于氯 丁二烯减压蒸馏塔 产生量约占单体量的 8 以年产 27000t 氯丁橡胶计 则副产二氯丁烯约 2274t a 现公司对其采取焚烧处 理 由此产生焚烧烟气 焚烧烟气采用二级吸收后由 35m 高排气 筒排放 排放量为 4200m3 h 主要污染物 HCl 排放量 0 38kg h 浓度 90mg m3 达标 碳氢相 简称 CH 相 是某公司 MVA 生产过程中排放处理 的有机物的总称 在 MVA 反应气降温过程中 部分有机物被冷 凝下来 经油水分离器分离后 油相成为 CH 相 以年产 28000t 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 19 氯丁二烯计 CH 相的产生量约为 2700t a 现公司对其采取焚烧 处理 由此产生焚烧烟气 烟气产生量为 6100m3 h 主要污染物 CO2排放量 1270kg h 排气筒高度 25m 某公司氯丁橡胶聚合转化率在 95 左右 约有 5 的氯丁二 烯未聚合 其在后处理过程中散发在大气中 系无组织排放 根据消耗量计算 排放量为 1422t a 从而对大气环境造成一定影 响 3 3 2 废水废水 氯丁橡胶生产过程中产生的废水主要有乙炔气净化废水 乙 烯基乙炔水洗废水 CH 相水相废水 洗乙醛塔废水 氯丁二烯 水洗塔废水 洗胶水和二氯丁烯焚烧烟气洗涤水 废水产生总量 为 510m3 h 全部送氯丁橡胶污水处理系统处理后达标排放 其中洗乙醛塔废水排放量 6m3 h 内含乙醛约 3 左右 乙醛 量计 1010t a 3 3 3 废渣废渣 氯丁橡胶生产过程中产生的废渣主要是电石渣和废胶 电石 渣产生量为 99720t a 现经压滤后送水泥厂作原料 压滤液用于 锅炉烟气脱硫 废胶产生量 324t a 现全部低价外卖 3 3 4 污染物排放现状汇总污染物排放现状汇总 污染物排放现状汇总于表 3 3 3 3 污染物排放现状表 排放量污染 物种 类 污染 源 排放量 m3 h 污染物 名称 排放浓 度 mg m3 kg ht a 排放 情况 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 20 二氯 丁烯 焚烧 烟气 4200HCl900 382 74 35m 达标 排放碳氢 相 焚烧 烟气 6100CO212709144 25m 高空 排放 废气 胶乳 废气 氯丁二 烯 197 51422 直接 排入 大气COD9045 9330 48 废水 综合 污水 510 SS5025 5183 6 达标 排长 江 乙炔 发生 器 99720t a 电石渣1385099720 水泥 厂作 原料 废渣 废胶324 t a废胶45324外卖 注 连续排放 年操作时数注 连续排放 年操作时数 7200 小时 小时 3 4 现氯丁橡胶生产线存在的主要问题现氯丁橡胶生产线存在的主要问题 某公司现氯丁橡胶生产线存在的主要问题是 1 氯丁二烯单体生产技术基本停留在 60 年代水平 物耗 能耗较高 与国外水平存在着较大的差距 2 氯丁二烯单体生产过程中副产的二氯丁烯只有少量回 收利用 其余采用焚烧方式处理 九十年代末某公司成功开发了 从二氯丁烯生产二氯丁二烯的生产技术 但由于种种原因 目前 仅限于中试规模 未能进一步放大和推广 二氯丁烯作为有机合成的中间体 采取消极 简单焚烧处理 方式 一方面是对资源的极大浪费 另一方面由于焚烧产生氯化 氢 如果焚烧 吸收处理不好极易造成二次污染 对大气环境产 生很大危害 3 乙烯基乙炔在冷却水洗过程中产生成分复杂的有机混 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 21 合物 俗称碳氢相 目前采用简单焚烧方式处理 碳氢相主要是 有机物质 含有大量热能 简单焚烧既浪费能源 未燃烧完全的 有机物又会对大气环境产生污染 4 洗乙醛塔废水排放量 6m3 h 其中含乙醛 3 左右 乙 醛量 1010 a 现未经回收乙醛而直接去污水处理厂 因该废水 COD 浓度非常高 且乙醛沸点较低极易挥发 所以直接进污水 处理厂既增加污水处理难度和污水处理费用 又影响职工身体健 康 形成不安全隐患 还是对乙醛资源的极大浪费 5 某公司氯丁橡胶聚合转化率在 95 左右 约有 5 的氯 丁二烯未聚合 含在氯丁胶乳中 现该胶乳未经脱气处理直接进 入后处理工序 造成残留单体在后处理过程中散发在大气中 既 有损职工身体健康 又污染大气环境 且浪费氯丁二烯资源 6 现氯丁橡胶老线后处理采用落后的颗粒凝聚和长网干 燥 橡胶质量差 废品率偏高 造成资源利用率低 7 橡胶后处理蒸汽冷凝水未利用 造成热能和水资源的 浪费 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 22 4 建设内容 规模及产品方案建设内容 规模及产品方案 4 1 循环经济改造的主要内容循环经济改造的主要内容 某公司针对氯丁橡胶生产线存在的问题 按照 减量化 再 利用 资源化 的原则 对氯丁橡胶生产线进行改造 以提高资 源利用率 减少污染物排放量 最大限度地减少环境污染 实现 经济与环境的协调发展 由于老线产品质量差 再加普通氯丁橡胶市场容量有限 因 此本项目在实施循环经济改造的同时 将进行产品结构的调整 即将老线改造为生产 10000t a 特种氯丁橡胶 利用改造项目生产 的二氯丁二烯作为第二单体 新线氯丁二烯合成生产能力不变 将二氯丁烯裂解回收的氯丁二烯用于聚合生产氯丁橡胶 从而使 氯丁橡胶新线生产能力扩大到 17500t a 具体改造内容见表 4 1 表 4 1 氯丁橡胶生产线循环经济改造内容一览表 序号项目名称 一物耗能耗的减量化改造项目 1氯丁二烯单体生产技术改造 1 乙烯基乙炔反应系统的改造 2 氯丁二烯合成系统的改造 二废弃物的再利用改造项目 1新建 3 10000t a 胶乳脱气装置 三废弃物的资源化改造项目 1二氯丁烯综合利用 1 改扩建 550t a 二氯丁二烯生产装置 2 改扩建 10000t a 特种氯丁橡胶生产装置 3 改扩建 200t a 溴化聚二氯丁二烯生产装置 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 23 4 新建二氯丁烯热裂解装置 2碳氢相热能利用 3回收乙醛生产丁烯醛 4 2 建设规模建设规模 氯丁橡胶生产线循环经济改造各子项目的建设规模见表 4 2 表 4 2 各项目建设规模 序 号 项目名称建设规 模 t a 规模确定依据备注 1 氯丁二烯单体生产 技术改造 28000 公称 能力 氯丁新线和特种 胶的氯丁二烯生 产能力共 28000t a 老线改产 特种胶 2胶乳脱气装置 3 1000 0 公称 能力 普通氯丁橡胶与 特种氯丁橡胶合 计约 30000t a 回收氯丁 二烯 1142t a 3 二氯丁二烯生产装 置 550 特种胶需 500t a 溴化聚合物需 50 t a 处理二氯 丁烯 1100t a 4特种氯丁橡胶生产 装置 10000根据市场情况 5溴化聚二氯丁二烯 生产装置 200根据市场情况 6 二氯丁烯热裂解装 置 1000 二氯丁烯共计 2100t a 尚剩余 1000t a 需要处 理 产氯丁二 烯 500t a 7碳氢相热能利用6t h 蒸汽 根据碳氢相的热产蒸汽 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 24 锅炉值25000t a 8 回收乙醛生产丁烯 醛 500 根据洗乙醛废水 中乙醛含量 1010t a 减排乙醛 800t a 4 3 产品方案产品方案 4 3 1 产品方案产品方案 改造后产品方案为 普通氯丁橡胶 17500t a 特种氯丁橡胶 10000t a 溴化聚二氯丁二烯 200 t a 丁烯醛 500 t a 4 3 2 产品质量指标产品质量指标 1 特种氯丁橡胶 本项目特种氯丁橡胶主要有 DCR114 DCR213 两个品种 其产品质量指标见表 4 2 表 4 2 氯丁橡胶产品质量指标 型 号 项目 DCR114DCR213 门尼粘度 ML1 4100 30 6035 55 门尼焦烧 MS1 5120 min 2514 500 定伸应力 MPa 1 51 5 拉伸强度 MPa 2012 扯断伸长率 800700 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 25 挥发分 1 51 5 灰分 1 51 5 脆性温度 40 40 2 溴化聚二氯丁二烯 溴化聚二氯丁二烯的产品质量指标见表 4 3 表 4 3 溴化聚二氯丁二烯产品质量指标 序号项目指标 1外观深棕色粘稠液体 2固含量 27 3溴含量 13 4粘度 mPa s 100 3 丁烯醛 丁烯醛产品质量指标见表 4 4 表 4 4 丁烯醛产品质量指标 序号项目纯品级水饱和级 1丁烯醛 质量 98 089 0 2相对密度852 855866 870 3沸点 101 3kPa K 初馏点 最低371 15355 15 最高378 15381 15 4酸度 以乙酸计 质量 0 20 1 5水 质量 0 2511 6色度 Pt Co 标度 5080 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 26 7酯 以乙酸丁酯计 质量 0 20 8三聚乙醛 质量 1 0 9乙醛 质量 1 0 10悬浮物基本没有基本没有 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 27 5 循环经济改造工艺技术方案循环经济改造工艺技术方案 5 1 循环经济改造工艺技术方案循环经济改造工艺技术方案 5 1 1 物耗能耗的减量化改造 氯丁二烯单体生产技术改造 物耗能耗的减量化改造 氯丁二烯单体生产技术改造 物耗能耗的减量化改造主要是氯丁二烯单体生产技术改造 包括乙烯基乙炔反应系统的改造和氯丁二烯合成系统的改造 5 1 1 1 乙烯基乙炔反应系统的改造乙烯基乙炔反应系统的改造 1 现状 乙炔在纽兰德触媒的作用下 在鼓泡式反应塔内进行乙炔二 聚反应 生成乙烯基乙炔 MVA 同时生成二乙烯基乙炔 DVA 乙醛 AA 氯乙烯 VC 甲基乙烯基酮 MVK 等 目前单程转化 率在 10 12 由于触媒中滞留的高聚物未分离 随着高聚物量 的增多 触媒活性降低 生产能力下降 从而被迫提高反应气进 塔压力 造成动力消耗增加和不安全 此外 由于受鼓泡式反应 塔的影响 返混严重 副产物生成量多 造成乙烯基乙炔 MVA 的收率仅为 68 左右 低于国际先进水平 2 技术方案 某公司具有近五十年的氯丁二烯生产和技术改造经验 针对 现乙烯基乙炔反应系统存在的问题 某公司经过多年研究 提出 了解决方案 并通过了中试 主要改造方案如下 a 反应塔改造 将原有鼓泡式反应塔改为衬铜的筛板式反应 塔 4 套 二开二备 直立部分分七节 六块铜筛板 为钢壳 衬铜结构 每节都设冷却水进口和出口 在每节钢壳和铜壁之间 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 28 通循环冷却水 塔顶部也是钢衬铜结构 内环蛇管式喷酸装置 以保持顶部空间酸性 筛板的作用是使进入每一块筛板的乙炔气 破碎为小气泡 在塔内均匀分布到触媒中 以减少触媒中溶解的 MVA 量 防止返混 从而减少副产物的生成 同时也增强了传 质效果 通过反应塔的改造 可使乙炔单程转化率达到 19 提 高触媒的生产能力 即反应塔的生产能力 和 MVA 的收率 b 触媒连续分离 将二甘醇单丁基醚加入反应体系中 溶解 反应生成的高聚物 连续从反应塔抽取部分触媒 进入分层器中 静置分层 上层为含高聚物的单丁醚溶液 送出回收单丁醚 下 层为氯化亚铜水溶液 经补充新鲜单丁醚后循环使用 目前 国 外均采用该工艺 触媒连续分离的工艺流程见图 5 1 图图 5 1 触媒连续分离工艺流程简图触媒连续分离工艺流程简图 通过以上改造 MVA 收率可达 72 5 1 1 2 氯丁二烯合成系统的改造氯丁二烯合成系统的改造 该部分的工艺流程为 MVA 与 HCl 进行反应 生成氯丁二烯 同时氯丁二烯部分自聚生成高聚物或与氯化氢反应生成二氯丁烯 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 29 工艺改造的目的是减少高聚物和二氯丁烯的生成 原工艺的 缺点是 MVA 在某些区域的浓度不均 副产物增多 氯丁二烯收 率为 86 以 MVA 计 改造后的工艺为 MVA 气相进料 与 氯化氢充分混合后加压进入反应塔 减少 MVA 在某些区域的富 集 减少副产物的生成 此外 在氯丁二烯的提纯过程中 精馏 一塔从目前的负压操作改为正压操作 用新型阻聚剂 DIBN 代替 目前使用的阻聚剂 N 亚硝基二苯胺 减少氯丁二烯的自聚 改造 后氯丁二烯收率将达 89 其工艺流程简图见图 5 2 图图 5 2 氯丁二烯合成系统改造工艺流程图氯丁二烯合成系统改造工艺流程图 5 1 2 废弃物的再利用改造废弃物的再利用改造 废弃物的再利用改造主要是新建三套 10000t a 胶乳脱气装置 氯丁胶乳脱气一方面可脱除胶乳中残存的氯丁二烯单体 防 止其进入后处理工段污染环境 从而保护操作工人的身体健康 同时降低氯丁二烯消耗 另一方面胶乳脱气成功后 可以在橡胶 M VA M VA M VA 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 30 聚合过程中降低聚合转化率 减少聚合物分子的支化和交联 提 高橡胶的品质 橡胶脱气技术在国外氯丁橡胶生产中已全部采用 氯丁胶乳 有两种脱气工艺 即管式脱气和塔式脱气 两种工艺都很成熟并 应用于生产 管式脱气技术含量较高 为杜邦 电化等国外氯丁 橡胶厂家所拥有 塔式脱气工艺简单实用 国内均采用拥有该技 术 目前某公司虽无法获得国外技术 但经试验研究 已掌握塔 式脱气技术 可依托自有技术实施此项目 本项目新建三套脱气装置 主要是新增脱气塔 混合器 除 沫塔 冷凝器等设备 胶乳脱气工艺流程简述 氯丁胶乳与蒸汽混合后 进入脱气 塔 在真空条件下未反应的氯丁二烯单体变成气体 经冷凝后得 到氯丁二烯与水的混合液 再经油水分离 精馏后即可获得聚合 级的氯丁二烯 用于生产氯丁橡胶 脱除残留单体的胶乳进入后 处理工序 工艺流程简图见图 5 3 图图 5 3 氯丁胶乳脱气工艺流程简图氯丁胶乳脱气工艺流程简图 5 1 3 废弃物的资源化改造废弃物的资源化改造 5 1 3 1 二氯丁烯综合利用二氯丁烯综合利用 在原氯丁二烯单体生产过程中 副产二氯丁烯的量约占单体 量的 8 计 2274t a 目前采取简单焚烧处理方式 不仅浪费资 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 31 源 而且污染环境 因此 本项目拟采用综合利用方式处理二氯 丁烯 经氯丁二烯单体生产技术改造后 副产二氯丁烯的量减为 占单体量的 7 4 为 2100t a 通过综合利用 将基本解决二氯 丁烯焚烧烟气污染环境和扰民问题 同时提高企业的经济效益 根据二氯丁烯的产生量及特种胶 溴化聚二氯丁二烯的市场 前景 综合利用拟包括四个方案 改扩建 550t a 二氯丁二烯 系特种胶第二单体 生产装置 该装置可处理氯丁二烯 1100t a 改扩建 1 万吨 年特种氯丁橡胶生产装置 该装置消耗 二氯丁二烯 500t a 改扩建 200 吨 年溴化聚二氯丁二烯生产装 置 该装置消耗二氯丁二烯 50t a 改扩建二氯丁烯裂解回收氯 丁二烯生产装置 该装置处理氯丁二烯 1000t a 1 改扩建 改扩建 550 吨吨 年二氯丁二烯生产装置年二氯丁二烯生产装置 a 工艺技术方案选择 二氯丁二烯的生产方法有两种 一种是丁二烯经氯化后形成 多氯化物 后者再经脱氯化氢形成二氯丁二烯 另一种是利用乙 炔法合成氯丁二烯过程中的副产物二氯丁烯 使其氯化后形成三 氯丁烯 再经氢氧化钠处理后得到二氯丁二烯 前一种方法是丁 二烯法生产氯丁橡胶的企业采用的方法 后一种方法是乙炔法生 产氯丁橡胶的企业采用的方法 两种方法都是从生产原料来考虑 的 无法评价其工艺的好坏 国内由于缺少丁二烯原料 两家氯 丁橡胶生产厂均采用电石乙炔法生产氯丁橡胶 因此 合成二氯 丁二烯只能采用二氯丁烯法 由于二氯丁烯是合成氯丁二烯过程 中的副产物 采用二氯丁烯合成二氯丁二烯既利用了废物 又减 少了二氯丁烯焚烧产生的环境污染 因此 该生产工艺具有较好 的经济效益和环境效益 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 32 美国杜邦公司早已成功地采用二氯丁烯氯化法制备了二氯丁 二烯 某公司从上世纪八十年代起就着手开发二氯丁二烯生产技 术 通过了小试 中试 并在九十年代初建成一套年产 30 吨二 氯丁二烯中试装置 经过十几年的试生产证明 采用低温氯化法 生产二氯丁二烯的工艺技术成熟可靠 该技术与杜邦技术类似 在国内属某独有 b 主要反应 二氯丁烯与氯气发生氯化反应生成三氯丁烯 三氯丁烯脱氯 化氢即得二氯丁二烯 主要反应式如下 氯化 H2C CH C CH3 Cl2 HCl H2C C CH CH2 脱氯化氢 H2C C CH CH2 NaOH H2C C C CH2 NaCl H2O c 工艺流程 工艺流程简图见图 5 4 ClClCl ClCl Cl ClClCl Cl 焚烧 污水处理 理 HCl 吸收 前馏分残液 稀碱 粗二氯丁烯 Cl2 精馏塔氯化釜脱 HCl分离器 残液焚烧 二氯丁二烯 精馏塔 副产盐去单体分厂配制冷却盐水 氯丁橡胶生产工艺循环经济改造项目可行性研究报告 33 图图 5 4 二氯丁二烯生产工艺流程简图二氯丁二烯生产工艺流程简图 工艺流程简述 粗二氯丁烯用氮气压至二氯丁烯计量槽计量后送入粗二氯丁 烯精馏塔进行精馏 蒸馏出的前馏分 低沸物 经冷凝后与精馏 残液一并送焚烧炉焚烧 精馏合格的二氯丁烯送氯化釜 釜内通 氯气进行氯化反应 使二氯丁烯发生取代反应成为三氯丁烯 三 氯丁烯经计量槽计量