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文档简介
重庆市氟氟化工产业园项目推荐项目1: 无水氢氟酸(AHF)项目(原材料)项目2:1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)项目(制冷)项目3:二氟一氯甲烷(HCFC-22)项目(全部用于生产TFE,不对外销售)(原材料)项目4:含氟涂料项目(TFE原料)项目5:聚四氟乙烯(PTFE)项目(含TFE单体)项目6:聚偏氟乙烯(PVDF)项目(含VDF单体)项目7:四氟丙烯(HFC-1234yf)项目项目8:六氟丙烯(HFP)项目项目9:聚全氟乙丙烯(FEP)项目项目10:氟橡胶(FKM)项目项目11:FEVE氟树脂项目项目1: 无水氢氟酸(AHF)项目(1) 产品概述氢氟酸是通过酸级萤石(氟石精矿)同硫酸在加热炉或罐中反应而产生出来的,分无水氢氟酸和有水氢氟酸,它们都是一种无色液体,易挥发,有强烈的刺激气味和强烈的腐蚀性。无水氢氟酸(AHF)是生产各种有机和无机氟化物和氟元素的关键原料,是有机氟化工的基础原料。它通过与氯仿等甲烷氯化物相互作用,生产毒性小、化学稳定性高的含氢氟氯烃和碳氟化合物,多用于制造氟致冷剂、氟聚合物、二次氟化物、冰晶石和氟化铝,也可直接作为分离钴、钽等稀有金属的溶剂和炼油烷基化触媒等。(2) 市场简析我国已将氟化学工业作为具有重大带动作用的先导性、战略性行业,列入国家重点鼓励发展的高新技术产业范围。在“十二五”规划中,氟化工将单列为一个专项规划。在国家政策方面,我国已将氟化工产业列为国家重点鼓励发展的高新技术产业,将含氟材料定位为不可缺少的高新技术材料及实现传统产业节能减排、降低消耗必不可少的支撑材料。而这一切都离不开基础原料氟化氢(AHF)。2011年3月,工信部发布的氟化氢行业准入条件,规定新建企业的氟化氢总规模不得低于5万吨/年,新建氟化氢生产装置单套生产能力不得低于2万吨/年;新建氟化氢生产装置应当有稳定可靠的萤石资源保障;对新建、改扩建氟化氢生产装置的萤石消耗、综合水耗、综合能耗等都做出了具体规定。这都为氟化氢行业迅速良性发展提供了良好的机遇和条件。目前我国化工行业有氟化氢生产企业近50 家,主要分布在拥有或靠近萤石资源及经济发达的地区,如浙江、福建、江西、江苏、山东等。2009年总生产能力约为130万吨,实际产量约为68万吨,出口量约9.6万吨,占AHF总产量的14.1%。目前,国内氟化氢的第一大应用市场是有机氟工业,已占到氟化氢总消耗量的75%以上,主要是用来生产HCFC22等产品;其次是无机氟化盐行业,占总消耗量12%;再次是石油烷烃催化、金属酸洗、军工特种产品等,占总消耗量12%。含氟系列产品中主要是氟氯烃及其替代品、含氟聚合物及其加工品、含氟有机精细化学品。国外无水氟化氢的主要消耗去向是在氟碳化合物生产上,包括制冷剂、氟聚合物和有机氟精细化学品等,但主要用来生产氟氯烃制冷剂的替代品,如HFC134a、HFC-32等。无水氟化氢的国内外市场主要在氟制冷剂和二次氟化物,但随着无机氟化物、炼油、核工业、氟精细化工的兴起,无水氟化氢的需求量不断上升,其消费比例也不断调整。如美国从70年代开始,仅原子能工业的氢氟酸用量每年就递增65%,日本从80年代开始,氢氟酸的年消费总量增长约10%。我国的无水氟化氢用量随着我国人民生活消费水平的提高,也在不断增长,这几年,随着我国氟制冷剂质量的提高和萤石资源的出口控制,无水氟化氢的国内外市场需求量都在不断增加。图5.3.1-1 2005-2008年我国氢氟酸产量变化(万吨)近年来,我国政府对萤石资源的保护逐渐重视,正采取有关措施进行保护。自2010年起,针对萤石开采的政策频频出台,当年更是开始了对萤石矿实施开采总量控制。2011年萤石矿开采总量指标较10年下降4.5%,控制为1050万吨(矿石量)。按照政策的趋势,未来萤石供应量还将进一步减少。由于国外萤石资源短缺,主要生产氢氟酸的国家如美国、日本等过去都靠进口大量的萤石,生产氢氟酸满足国内市场需要。自从我国控制萤石资源的出口以后,国外公司就把进口产品直接转向氢氟酸,氢氟酸的价格也随之上升,再加上我国拥有丰富的萤石资源和下游工业的迅速发展,氢氟酸的市场需求量也将进一步上升。(3) 建设规模及产品方案无水氢氟酸(AHF)装置生产能力:20万吨/年(4) 工艺技术生产氢氟酸有两种工艺路线,即磷矿石路线和萤石路线。目前,世界上氢氟酸的生产因磷矿石路线还未达到工业化阶段,现阶段采用的均是以萤石为原料的生产路线,即以CaF2含量在97%以上的萤石和硫酸为原料来生产无水氟化氢。以萤石为原料生产无水氟化氢,虽工艺路线相同但工艺技术相差较大。目前国内一些无水氟化氢生产装置基本上还是五十年代的工艺技术,反应器为一个外加热式的小型回转炉,加热用热烟气经加热回转炉后即排空;原料酸只采用98%的硫酸;反应气的精制都采用粗馏、脱气、精馏流程。这种工艺存在原料单耗高、反应器粘壁严重、传热不良、设备腐蚀严重、三废排放量大及操作环境恶劣等弊端。目前国内最先进、最成熟的工艺技术是,反应器采用热烟气夹套加热,从夹套出来的热烟气大部分经热气风机循环使用,其余热烟气与燃烧器吸入空气热交换后从烟囱放空。原料酸采用98%酸和105%酸混合,这样可以减轻对后系统设备的腐蚀,其产品质量和三废排放均达到国内先进水平。根据重庆当地具有丰富萤石资源的现状,本规划推荐采用萤石路线生产无水氢氟酸。(5) 主要原材料、辅助材料和动力消耗注:消耗定额按生产每吨AHF产品计。(6) 投资估算和效益初估建设年产20万吨氢氟酸项目总投资为56000万元,其中建设投资为50000万元,年销售收入185000万元,年利税额20000万元,年利润额15000万元。项目2:1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)项目(1) 产品概述1,1,1,2四氟乙烷(HFC-134a)是一种无色、无毒、不燃烧的化学物质,臭氧损耗潜能值为0,其热力学性能与CFC-12十分相似,成为首选的ODS(消耗臭氧层物质)替代品。从90年代中期开始,HFC-134a在工商制冷、汽车空调、中央空调、家用电冰箱、塑料发泡、医药、化妆品气雾剂和医用气雾抛射剂等行业在世界范围得到了广泛应用,尤其在汽车空调领域,由于其不可燃性,迄今为止HFC-134a 几乎是唯一的替代品。HFC-134a也用于和HFC-125、HFC-32 混配成混合工质R-407C、R-410a 使用,作为制冷剂HCFC-22(CHCLF2)的替代品。近年来,在萃取溶剂领域,人们对HFC134a的应用也取得了很多开发成果。(2) 市场简析a市场供应现状国外是从1990 年开始工业化生产HFC-134a。19931994 年以后,随着国际市场HFC-134a消费量的迅速增长,国外各生产厂家的生产能力也大大提高,截至2005年国外HFC-134a年生产能力为22.9万吨,实际产量在14-16万吨,装置开工率69.87%。下表为国外主要HFC-134a装置的生产情况:1999年3月,西安金珠近代化学研究所建成投产200吨/年HFC-134a中试装置试车成功,结束了中国氟利昂替代品完全依靠进口的历史。截至2007年4月,我国HFC-134a生产能力达到12.8万吨左右,实际产量6.78万吨左右。装置开工率52.97%。由于国内HFC-134a 的产量不大,国内市场的HFC-134a 主要依赖进口。HFC-134a 自1995年进入中国,到2002年,国家在汽车行业全面强制性使用后,进口量激增。据海关统计,2002年进口4279吨,2003年进口6000吨左右,2004年进口达14424吨,2005年进口12682吨。b市场需求现状及预测国外从1990年开始工业化生产后,在19901991年市场基本上没有需求,从19931994年开始需求量迅速增长,其产量也开始迅速增长,但产量增长速度高于需求增长速度。美国、日本、欧洲等发达国家的HFC-134a消费领域启动早,从1994年起所有新产汽车的空调器使用HFC-134a作为制冷剂,汽车维修业通过改进制冷系统以适应HFC-134a;从1995 年起新产家用冰箱和冷柜不再使用CFC-12 制冷剂,美国、日本以HFC-134a 作为主要替代品,而欧洲以碳氢化合物和HFC-134a两种作为主要替代品;从1995年起工商制冷行业开始全面淘汰CFCs,目前替代制冷剂主要为HCFC-22,少量用HFC-134a;在发泡用途中,HFC-134a用于替代聚苯乙烯泡沫塑料生产用的CFC-12和聚氨酯泡沫塑料生产用的CFC-11,但其热导率高造成隔热效果降低,且CFC-141b、HFC-152a、HCFC-22等碳氢化合物也是替代品;HFC-134a在国外是MDIs、CFCs喷射剂的主要替代品,已获得40多个国家的批准,1998年9月,美国国家环保局颁布一项法令,要求气溶胶生产者使用挥发性有机物含量在4555%以下的喷射剂,可以选用的两种氟化学品满足这一要求即HFC-152 和HFC-134a;1999年1月轮胎充气剂的主要销售公司要求所有充气剂用不可燃的材料配制,又将拓宽HFC-134a的用途。从中可以看出发达国家的HFC-134a消费领域比我国的消费领域宽,已分布到发泡剂、空调等领域。我国已制定了中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案,并提前到2007 年6 月30日停止CFC-11/12 的生产。因此HFC-134a 作为替代产品的市场需求量将会逐年递增。HFC-134a主要应用于以下三个行业:(a)汽车空调行业:HFC-134a在汽车空调行业的消费量比较大,约占总消费量的80%。根据中国汽车空调行业削减消耗臭氧层物质战略和中国汽车空调行业整体淘汰计划,HFC-134a是我国汽车空调制冷剂CFC-12的唯一替代品。制冷剂的转换从1995年开始,1998年转换率约为53%,1999年约为70%,2000年约为80%,2002年基本完成转换工作。新建汽车生产线采取一步到位的技术。汽车工业被确定为中国经济发展的支柱产业,将得到快速发展,与之相关的HFC-134a的发展前景也应是良好的。2007年7月1日后政府将禁止使用CFC-12,HFC-134a作为主要替代品,其需求量将有较大的增长,加之目前各汽车厂家对空调汽车的扩建及改造,HFC-134a的需求量将随着人们生活水平的提高而大幅度增加。(b)家用冰箱行业:我国电冰箱市场潜力很大,预计2000年以后,我国电冰箱的年均增长率将为35%,甚至会更高。作为制冷剂替代品之一的HFC-134a,其消费量也将有一定的增长。但由于HFC-134a在冰箱行业的高替代成本,使得HFC-134a产品在我国冰箱行业的需求量远低于汽车空调行业的需求量。(c)工商制冷行业:中国工商制冷行业ODS削减战略确定2010年前用HCFC-22作为过渡替代品,2010年以后原则上用HFC-134a替代HCFC-22。如果能在国内早点建成HFC-134a生产装置,则将会促进中国工商制冷行业加快使用HFC-134a替代HCFC-22的进程,届时HFC-134a成为工商制冷行业HCFC-22 的替代品的可能性较大,这样HFC-134a 在这一行业的消费量将会比其他行业的消费量大得多,市场前景会更为乐观。1999年中国HFC-134a的消费量约为2850吨,2001年约为4560吨,2003年因汽车产量较2001年增长了90,轿车产量增长了187,导致HFC-134a的消费量猛增,突破了万吨,达到11800吨。2004年我国汽车及轿车产量进一步快速增长,使得HFC-134a 消费量进一步攀升,达到13500吨。目前,国内市场的需求量为1.5万吨,根据相关行业发展规划以及近年我国汽车生产出乎预料地快速增长的情况,2010年消费量可达到35960吨,具有很好的市场前景。(3) 建设规模及产品方案1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)装置生产能力:2万吨/年副产31%盐酸 8.5万吨/年。(4) 工艺技术目前国际上各大公司研究的HFC-134a 生产工艺路线有多种,原料路线有三氯乙烯、四氯乙烯、甲基氯仿和氯仿,但主要是三氯乙烯和四氯乙烯。采用四氯乙烯原料路线最具代表性的国外公司是美国的杜邦公司,而采用三氯乙烯原料路线的则有多家公司,如英国ICI公司、法国ATO公司、德国Hoechst公司、美国联信公司、意大利Ausimont公司及日本昭和电工株式会社等。(a)四氯乙烯路线最初的四氯乙烯路线是ICI发现的,其他公司也相继开发,主要反应为:四氯乙烯CFC-113/114/114aHFC-134a,前面一步反应发达国家主要CFCs 生产厂几乎都有工业化装置,但后面一步反应在开发过程中遇到以下一些棘手问题: CFC-114与114a的沸点仅差0.6,难以分离; HFC-134a 也参加氟化反应生成HFC-134,HFC-134 与134a 难以分离,其混合物产品比例不定,无恒定热物性参数值,制冷行业不予以认可; 即使能分离CFC-114/114a,也由于CFC-114没有用途,大大增加了生产成本; 氢化催化剂(Pd/C 或Pd/Al2O3)在氟化反应中有副产AHCl 的存在而容易失活,寿命缩短; 中间产物HCFC-124需要更高的温度才能使其转化为HFC-134a,这样又将生成更多的副产物,主要HFC-134。由于以上问题不易解决,有些公司如INOES最后停止开发这条路线,而日本旭硝子坚持在催化剂方面作大量研究工作,所得到最好的催化剂寿命可达9个月,但HFC-134a选择性仍只有85%,副产物HCFC-124和143a产率分别可达9%和5%,在1992年初建成5kt/a工业化装置;美国杜邦公司则通过将CFC-113先异构化成113a,再氟化制得114a 以及将114a 氢化为134a,即有4 套分别独立装置(四氯乙烯CFC-113CFC-113aCFC-114aHFC-134a),HFC-134a 得率在86%(mol),而副产物HCFC-124 和143a 得率分别在8%、4%,在1990年底建成工业化装置(3.4kt/a),随后陆续在美国、日本、荷兰建成万吨级工业化装置。(b)三氯乙烯路线早在70年代,英国ICI公司首先发现133a气相可以一步制得HFC-134a,1986年后,世界上许多公司都集中力量开发其生产技术,发展到现在已成为成熟可靠的工业化生产方法,主要反应为:三氯乙烯HCFC-133aHFC-134a,但也存在一些难题: HCFC-133a在反应温度下(350)很容易脱HF,生成毒性很大的副产物HCFC-1122,还容易生成烃类副产物,在此高温下结焦,使催化剂很快失效(小于100小时); 有毒副产物HCFC-1122(沸点-17.7)很难从HFC-134a(沸点-26.6)中分离干净。英国INOES公司通过不断的研究,顺利地解决了上述难题: 通过大大过量的AHF 与HCFC-133a 反应来抑制副反应的生成,减少烃类的结焦,延长催化剂的寿命; 在通入AHF 的同时,通入少量的氧气,使催化剂上少量的结焦随时不断氧化除去; 在反应器后串联一个低温反应器,使已生成的HCFC-1122与AHF加成重新转化为HCFC-133a,从而使HCFC-1122在反应物中的浓度降低到只有几个ppm左右; 利用AHF与HFC-134a能形成共沸物的特性,进行共沸分离; 不断改进催化剂,提高活性。(6) 投资估算和效益初估建设年产2万吨四氟乙烷(HFC-134a)项目总投资为15000万元,其中建设投资为12000万元,年销售收入60000万元,年利税额14500万元,年利润额10900万元。项目3:二氟一氯甲烷(HCFC-22)项目(全部用于生产TFE,不对外销售)(1) 产品概述二氟一氯甲烷(HCFC-22),它被广泛用于制备有机氟高分子材料和制冷剂。目前主要用在家用空调致冷剂、工商致冷剂(为CFC-12的替代品)、发泡剂和气雾剂,还作为中间原料生产TFE,最终制得PTFE、HFC-125、HFP、FEP 等。HCFC-22 是目前世界上使用性能和效果最好的制冷剂CFCll/12的过渡替代品,可以在制冷工业上使用。但HCFC-22作为制冷剂破坏大气臭氧层,发达国家已经开始大幅度淘汰。按照蒙特利尔议定书的规定,发达国家在2010 年削减75%的量,至2015 年削减90%;发展中国家生产和消费量分别选择2009和2010年的平均水平为基准线,2013年冻结HCFC-22的生产和销售量,2030年全部停止HCFC-22作为制冷剂的生产和消费,但作为化工生产原料不受限制。(2) 市场简析按照“蒙约”规定,发展中国家生产和在制冷剂工业中使用HCFC-22期限可以推迟到2030年,即至2030年禁止将HCFC-22作新的致冷剂,但HCFC-22作TFE原料的生产消费量不受控制,HCFC-22仍具有一定的市场潜力。据统计,我国HCFC-22装置2010年生产能力约为61.1万吨,2011年生产能力估计增长至69.1万吨。尽管HCFC-22作为制冷剂使用的产能扩张受限制,但需求量去不断增加。HCFC-22除了直接用作制冷剂和发泡剂,还是生产PTFE、HFC-125、HFP、FEP的氟化工下游产品必不可少的中间原料。HCFC-22 作为终端消费品主要受空调市场的带动,2011 年1-4 月全国空调产量5297万台,同比增长43.7,保守估计全年HCFC-22 作为制冷剂消耗增长10%以上。在PTFE 和HFC-125 需求的带动下,预计消费量每年增长15%左右。国内主要氟化工企业都加大了原料TFE产能的建设,浙江巨化、山东东岳和江苏梅兰等都有TFE扩产的计划,为了保证原料HCFC-22的供给,未来这些企业供应给市场消费的HCFC-22量势必锐减。图5.3.7-3 HCFC-22国内价格变化趋势(元/吨)HCFC-22的世界市场将是在需求不断增长的情况下,欧洲依然产大于销,但向美国出口后和欧洲部分小装置关闭或转产的情况下,这种不平衡趋势将有所减弱;欧洲向世界其它地区特别是向东南亚的出口减少以及该地区快速增长的市场需求将会为新建企业的部分HCFC-22产品提供市场。(3) 建设规模及产品方案HCFC-22生产能力:20万吨/年。(全部用于生产TFE,不对外销售)副产31%盐酸 58.6万吨/年。(4) 工艺技术以氯仿和无水氟化氢生产HCFC-22,国内外通常采用液相催化法。一般反应压力为常压3.6MPa,反应温度为45200。反应条件随产品品种和所用的技术路线不同而异。HCFC-22生产通常采用一段反应。采用液相加压催化法生产HCFC-22,其工艺特点为单台反应器生产能力大,单台反应器生产能力约15000吨/年左右,催化剂寿命长,三废排放量少,工艺流程短,消耗低。(5) 主要原材料、辅助材料和动力消耗表5.3.7-2 HCFC-22项目主要原材料、辅助材料和动力消耗表(6) 投资估算和效益初估建设年产20万吨二氟一氯甲烷(HCFC-22)项目总投资为96000万元,其中建设投资为76000万元,年销售收入390000万元,年利税额30000万元,年利润额22500万元。项目4:含氟涂料项目(TFE原料)(1) 产品概述和市场简介氟树脂涂料具有优异的综合性能,其漆膜具有常常的耐候性、抗风沙冲击性、抗沾污性、耐腐蚀性以及憎水憎油性等优异性能。目前应用较广泛的有PTFE(聚四氟乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)和FEVE三大类。以PVDF和PTFE为基础的涂料主要利用其不粘性,属于热熔型氟碳涂料,需要高温烘烤,热熔融流平成涂膜。由于这类涂料施工工艺复杂,其应用受到限制,目前主要用于可经受高温的铝板或钢板上。采用氟烯烃和烷基乙烯基酯(醚)共聚的含氟碳多元醇(FEVE)类热固性树脂制备的氟碳涂料,可以常温或中温固化,其漆膜有优异的耐候性、耐沾污性、耐水耐油性,已在金属和非金属建材涂装、纺织品和皮革涂饰等领域获得了广泛的应用。FEVE 氟树脂涂料一般是先由含氟单体和烷基乙烯基酯(醚)进行溶剂或乳液聚合形成有机氟聚合物,再进行复配成为可交联型的高性能涂料。目前常用的含氟单体有四氟乙烯(TFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、氟乙烯(VF)和偏氟乙烯(VDF)等。由于CTFE易于运输和储存,目前国内FEVE 氟树脂涂料以CTFE 聚合居多,树脂中含氟量一般为25%28%。日本有资料研究证明,只有氟含量大于35%的氟碳树脂制成的涂料才真正具有前述所指的优异性能。通常以TFE 为原料的共聚树脂含氟量为35%40%,这也是目前所有成膜物质中性能最为优异的树脂。目前国内已有以TFE为原料合成的FEVE树脂,含氟量达到35%以上,经过检查和用户试用,具有比CTFE为原料合成的FEVE树脂更好的耐候性、耐腐蚀性,在建筑外墙使用中,有更好抗条蚀、自洁等性能。因此,建议重庆发展以TFE 为原料合成的FEVE 树脂涂料,与CTFE 为原料合成的FEVE树脂涂料形成高低端配置,全面占领市场。(2) 建设规模及产品方案含氟涂料(以TFE为原料):1 万吨/年(3) 工艺技术以四氟乙烯(TFE)和烷基乙烯基酯为主要原料,聚合得到FEVE氟树脂。中昊晨光已掌握该项技术,重庆可以利用其氟产业的集聚优势,通过招商的形式,吸引其来此合作建厂。(5) 主要原材料、辅助材料和动力消耗(6) 投资估算和效益初估建设年产1万吨含氟涂料项目(以TFE为原料)总投资为30000万元,其中建设投资为26000万元,年销售收入150000万元,年利税额47000万元,年利润额35200万元。项目5:聚四氟乙烯(PTFE)项目(含TFE单体)(1) 产品概述 四氟乙烯单体性质及应用四氟乙烯(TFE)分子式为CF2=CF2,分子量为100.02,四氟乙烯在氧存在下能燃烧生成四氟化碳和二氧化碳,在低温下同氧反应所形成一种淡黄色粘稠的过氧化物,此种过氧化物在震动或敲击时,能发生剧烈的爆炸;在无氧条件下,加压并升高到一定温度时,能分解为CF4和C,当压力高于0.25MPa时,纯四氟乙烯是一种爆炸危险气体,爆炸的引发剂可能是氧、过氧化物或变价金属氧化物,而水份能够加速引发作用。以四氟乙烯为单体聚合成PTFE 树脂具有优良的耐腐蚀性、耐热性和较好的耐候性,使四氟乙烯成为有机氟工业中合成高性能PTFE 树脂系列产品的第一重要中间单体,同时它也是合成五氟乙烷(HFC-125)、六氟丙烯(HFP)、聚全氟异丙烯(FEP)、四氟丙烯(HFC-1234yf)和其它含氟精细化学品的重要工业原料。 聚四氟乙烯系列树脂性能及应用聚四氟乙烯(PTFE)系列树脂主要分为粗粒级、填充级、粉末级、水性分散级和石蜡级。PTFE供应市场销售有三大种类:即悬浮级、分散级和浓缩分散液,分别各占消费总量的50%60%、20%35%、15%20%。悬浮PTFE树脂主要用于机械制造工业用的零部件和密封件以及化工设备用泵、阀门、管配件和设备的衬里,另外还可以制造电绝零件和薄膜等。PTFE分散树脂主要用于制造耐腐蚀、耐高温、高介电的电线电缆;另外,在化工方面主要用来制造丝扣密封生料带、管道衬里等;浓缩分散液主要用于食品、纺织、印染、造低等领域中的防粘层以及浸渍玻璃布、石棉等。PTFE共聚(共混)树脂是含有PTFE的两种或两种以上不同性质的或不同相态结构的物质共聚或共混或组合在一起构成的材料性能优异的一类新型复合材料,通过材料的复合,既发挥了PTFE的优异特性,以克复了PTFE冷流蠕变和不耐磨等缺点,使其具有减磨、耐磨、自润滑、耐蚀、耐热、耐老化、耐压缩、搞蠕变、尺寸稳定、线膨胀系数低等优点,并提高了导热性和硬度,降低了成本。国外已使用这种新型的复合(共聚)材料制成特殊工况的密封件,比如高压、高温、高速、高真空、易燃易爆、有毒、强腐蚀性介质等,这些密封件广泛用于石油化工、化肥、农药、航空、航天及核工业上,常用作往复运动的密封,如活塞和连杆的密封。既可以用干磨擦无油润滑的场所,又可在条件允许的情况下实行油润滑。从上中可以看出国内厂家近十年销量在金融危机前平均年增长率达23.66%,最高达33.6%。随着金融危机消退,国外估计2011年以后会进入正常恢复期,国内已进入恢复状态,我们完全有理由预计在未来10年,PTFE树脂销售市场会有至少不低于10-15%的年平均增长。2008年全球PTFE消费约10.4万吨,其中西欧约占27%,中国占28%;可溶性氟树脂约7.5万吨,其中65%为PVDF,以下两表分别是2008年我国全年主要进口情况(表5.3.7-2)和出口情况(表5.3.7-3)。从上述表中可以看出,我国高品质树脂及制品进口总量很大,达16700多吨,而进口单价与出口单价有着巨大差距,所以提高产品质量,开发高品级PTFE 树脂,替代进口是企业做大做强的关键。国内企业由于产品品种单一,使用PTFE 市场受到限制,这就不可避免造成生产PTFE 企业之间低价格竞争。随着我国国家实力日益增强,人民的生活不断改善,国外高性能有机氟聚合物占领了我国大部份市场,这就迫使国内PTFE 生产企业加快开发高性能PTFE系列新产品,以改变日后可能被购并、兼并的局面。(3) 建设规模及产品方案聚四氟乙烯(PTFE)项目装置生产能力: TFE 10万吨/年(商品量:6.8万吨/年)PTFE 3万吨/年(4) 工艺技术a. HCFC-22裂解制备TFE单体目前,TFE的原料路线有氟氯烃HCFC-22空管裂解或水蒸汽稀释裂解,三氟甲烷热裂解及四氟二氯乙烷脱氯等,工业上生产TFE多采用HCFC-22空管裂解或水蒸汽稀释裂解。国内TFE生产企业多采用HCFC-22水蒸汽稀释高温裂解法生产TFE。空管裂解反应中,HCFC-22的单程转化率需要控制在30%-40%之间,因为随着HCFC-22转化率的提高,相应的副产物也随之增多,致使TFE的收率下降,增加后续的净化分离工序的负担。由于空管裂解的转化率不高,所以系统中要维持大量的HCFC-22循环,也会增加后续净化分离工序的工作负荷,所以空管裂解的转化率控制是要素。但空管裂解比水蒸汽稀释裂解具有的优势是其裂解反应产物中含氢杂质较少,TFE的分离纯度容易达到要求。1959 年德国赫切斯特公司首先采用采用过热水蒸汽作为稀释剂进行稀释高温裂解法生产TFE,水蒸汽的存在可使反应体系中TFE的浓度大大降低,这样就可以将HCFC-22的转化率提高到60%-70%左右,TFE的收率提高到95%,同时水蒸汽又起到一个热载体的作用。水蒸汽稀释高温裂解法与空管裂解法相比,可提高设备生产能力,减少裂解气中高沸、低沸杂志,减少三废处理工作,有利于TFE的纯化并便于工业化大生产,是目前HCFC-22裂解制备TFE最先进的方法。b.PTFE的制备 悬浮聚合是采用自由基型聚合法,四氟乙烯在氧化还原体系的引发剂作用下,加入特殊种类的乳化剂,在一定的压力、温度和搅拌下进行聚合反应,根据产品需要不同的后处理可得不同牌号的产品。四氟乙烯悬浮聚合以往一般分为稳定温度和非稳定温度聚合两种技术,国外四氟乙烯悬浮聚合都采用稳定温度控制,后处理为连续生产,而国内大多数生产厂则采用传统的非稳定温度技术,后处理均为手工间歇操作。 分散聚合四氟乙烯分散聚合工艺技术以除盐水为分散介质,根据不同的分散树脂品种选用不同的引发剂、乳化剂和稳定剂,在一定温度、压力和搅拌下进行聚合反应。四氟乙烯分散聚合有稳定温度和非稳定温度聚合两种技术,国外多采用稳定温度聚合技术,而国内大多数生产厂则采用传统的非稳定温度聚合技术。(5) 主要原材料、辅助材料和动力消耗(6) 投资估算和效益初估建设年产10 万吨四氟乙烯单体(TFE)和3 万吨/年聚四氟乙烯(PTFE)项目总投资为70000 万元,其中建设投资为63000 万元,年销售收入780000 万元,年利税额58000万元,年利润额43500万元。 项目6:聚偏氟乙烯(PVDF)项目(含VDF单体)(1) 产品概述聚偏氟乙烯(PVDF)树脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物,PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性,除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外,还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能,是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品,全球年产能超过4.,5万吨。(2) 市场简析PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域,由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性,是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。其良好的化学稳定性、电绝缘性能,使制作的设备能满足TOCS 以及阻燃要求,被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送,近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等,在锂二次电池中应用,目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一,以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代,由于PVDF 树脂具有超强的耐候性,可在户外长期使用,无需保养,该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等;目前在我国以偏氟乙烯为含氟单体和其他含氟单体共聚的涂料用常温固化型氟碳树脂尚未出现,在这方面具有巨大的发展空间。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性,如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料,已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。目前全球PVDF 主要生产企业有法国阿托化学公司、比利时索尔维公司、美国奥斯蒙特公司和阿托菲纳、日本吴羽和大金公司,2010年生产能力约为4.5万吨,其中法国阿托化学生产能力达到1.2 万吨年。目前全球PVDF 在石油化工和建筑涂料领域需求稳定增长,而用于锂电池和半导体工业的柔性管道方面将快速增长,年需求增长率超过20%。日本吴羽化学,控制了锂电池必需的聚偏二氟乙烯全球70%的份额。2011 年3 月11日本地震后,该公司不得不关闭了位于地震中心附近磐城市(Iwaki)的工厂,而这是吴羽化学工业生产这种特种聚合物的唯一地点。这桩情况将导致全球性的锂电池供应紧张局面。由于发现了iPod 锂电池供应吃紧的根本原因,苹果公司已经致电吴羽化学商讨解决方案。而除了iPod 外,其他使用锂电池移动设备都可能面临同样的问题。这很大程度上造成PVDF市场的紧张。我国PVDF相比其他含氟产品发展速度比较缓慢,主要生产企业为上海三爱富公司、晨光化工研究院、浙江巨化集团、江苏梅兰集团等。国内PVDF的市场主要用于氟碳涂料,生产能力远远不能满足国内市场需求。业内人士纷纷预计我国PVDF未来需求会快速增长,因此国内目前多家企业正在或者计划建设PVDF 装置。目前我国正在建设或计划建设的PVDF装置中多数品种档次不是特别高,主要用于氟涂料,部分品种可以达到锂电池粘合剂的要求,因此今后国内再加大生产能力建设的同时,更要注重高品级产品的开发、生产与应用。(3) 建设规模及产品方案偏氟乙烯单体(VDF): 2.64万吨/年(商品量:1.44万吨/年)聚偏氟乙烯(PVDF): 1万吨/年(4) 工艺技术A、偏氟乙烯(VDF)单体制备目前国际上各大公司研究的VDF工艺生产路线有多种,原料路线有1,1,1-二氟一氯乙烷(142b)、1,1-二氟乙烷(152a)、偏氯乙烯(VDC)、1,1,1-三氟乙烷(143a)、1,2-二氯-1,1-二氟乙烷(132b)。 1,1,1-二氟一氯乙烷(142b)路线1,1.,1-二氟一氯乙烷(142b)脱HCl制备VDF是目前最典型的工业生产方法。主要反应为:不同专利对反应热解温度、催化剂有不同的选择。 1,1-二氟乙烷(152a)路线在空气、氧气或CO2等反应气存在下,反应温度300700,1,1-二氟乙烷(152a)在催化剂Cr2O3/AL2O3作用下可得到氟乙烯(VF)和VDF的混合产物,再根据VDF和VF的沸点不同(VDF为-86、VF为-72)用精馏的方法加以分离,得到VDF。该工艺152a的转化率较高,但VDF得率较低,因此,该工艺适于同时生产VDF和VF. 偏氯乙烯(VDC)路线偏氯乙烯可直接氟化制备VDF。VDC一步法合成VDF工艺简单,VDC转化率很高,VDF得率也较高。 1,1,1-三氟乙烷(143a)路线1,1,1-三氟乙烷(143a)和HCl按一定摩尔比(2/14/1)和气体催化剂以气态连续通过管状反应器进行反应,反应方程如下:该路线工艺简单,催化剂不需特别制作,缺点是143a 转化率和VDF 得率不能同时兼顾,副产物较多,工业上一般用副产143a制备。 1,2-二氯-1,1-二氟乙烷(132b)路线以四氯乙烷(CCL3CH2Cl)为原料,先氟化成1,2-二氯-1,1-二氟乙烷(132b),在金属催化剂存在下热解脱氯制备VDF。本规划推荐采用偏氯乙烯(VDC)路线制备偏氟乙烯。B、聚偏氟乙烯(PVDF)的合成聚偏氟乙烯通常可通过乳液聚合和悬浮聚合制得。 乳液聚合工艺先将高压釜抽真空、充氮排氧,重复多次,严格排净微量的氧。吸入一定量的去离子水和一定量的引发剂、助剂,压入少量VDF单体。加热至反应温度,随着反应进行,保持釜内压力,不断补加VDF单体至单体槽压几乎无变化时结束反应。将未反应的单体回收重复利用,聚合物经过凝聚(破乳)、洗涤、干燥得到产品PVDF。乳液聚合的优点:聚合速度快,同时产物分子量高,可在较高温度下聚合;直接应用胶乳的场合,如水乳漆、粘结剂等,更宜采用乳液聚合。乳液聚合的缺点:需要固体聚合物时,乳液需经破乳(凝聚)、洗涤、脱水、干燥等工序,生产技术较悬浮聚合高;产品中留有乳化剂等,难以完全除尽,有损电性能。 悬浮聚合工艺在有搅拌的不锈钢高压釜内加入一定量的去离子水和分散剂,密闭反应釜,抽真空,用氮气置换,再抽真空,充入氮气,压力略高于大气压。搅拌,升温至50,压力到3.5MPa。加入部分单体及相应量的引发剂和其他助剂,聚合反应开始。继续以一定速率加入单体和相应比例的引发剂及其他助剂,维持温度及压力,直到单体加完,压力降到2.8MPa,停止搅拌,反应结束。进行后处理。聚合物收率一般84.5wt%94.7wt%。悬浮聚合的优点:与乳液聚合相比,悬浮聚合物上吸附的分散剂量少且容易脱除,产物含有较少的杂质;后处理工序比乳液聚合简单,生产成本较低,粒状树脂可以直接用来加工。悬浮聚合的缺点:聚合周期长,装置生产率较低。本规划推荐采用乳液聚合法制备聚偏氟乙烯。(5)主要原材料、辅助材料和动力消耗表5.3.10-2 偏氟乙烯单体(VDF)项目主要原材料、辅助材料和动力消耗(6) 投资估算和效益初估建设年产2.64 万吨偏氟乙烯单体(VDF)和1 万吨/年聚偏氟乙烯(PVDF)项目总投资为74000万元,其中建设投资为65000万元,年销售收入194000万元,年利税额69000万元,年利润额51800万元。项目7:四氟丙烯(HFC-1234yf)项目(1) 产品概述2,3,3,3-四氟丙烯,简称HFC-1234yf,无色、无腐蚀、不导电,对大气无破坏的压缩液体,分子式CF3-CF=CH2。该产品是ODS 替代品之一,可用作制冷剂等,本品无毒,ODP值为0,GWP仅为4,特别是作为不消耗臭氧的制冷剂,主要用于代替HFC-134a, 在工商制冷、汽车空调、中央空调、家用电冰箱、塑料发泡、医药、化妆品气雾剂和医用气雾抛射剂等行业在世界范围得到了广泛应用,尤其在汽车空调领域。(2) 市场简析随着HCFCs的淘汰, HFCs作为HCFCs的替代品和第三代含氟制冷剂,已逐渐进入制冷剂市场。虽然HFCs的ODP值为零,对臭氧层没有破坏作用,但许多HFCs具有较高的GWP值,因此被京都议定书列入温室气体的附件中。2006 年欧洲议会更通过了旨在限制高GWP值含氟气体使用的法规 ,即F- gas法规。法规规定H FCs应该只用在没有其他安全、技术可行、成本有效和环境更可接受的选择物存在的场合。该法规还规定将从2011年1月1日起,禁止GWP大于150的含氟气体用于新车型的汽车空调器中;从2017年1月1日起,禁止GWP大于150的含氟气体用于所有新出厂的汽车空调器中;从2008年成月起禁止GWP 大于150 的含氟气体用于聚氨脂发泡。由于HFC-134a 在汽车空调中唯一的ODP为零的制冷剂,GWP高达1300,法规实际上规定了HFC-134a在汽车空调中的淘汰时间表。所以开发一种各方面性能接近甚至超过HFC-134a 并且GWP 低于150 的含氟替代品将是大势所趋,2,3,3,3-四氟丙烯(HFC-1234yf)是其中的候选物之一。欧洲专利局已批准HFC-1234yf 在汽车空调上的使用专利。美国环保署于2009 年10月19日签署提案:将HFC-1234yf作为汽车制冷剂列入重大新型替代品政策规定SNAP替代品名单中。目前HFC-1234yf 已通过日本化学物质管理法审查,日本政府决定该制冷剂可以进口到日本,不受量和使用方面的限制,而且也无需进行任何特别的控制或监控。根据以上分析,通过四氟丙烯(HFC-1234yf)装置的建设,可以作为目前主流的制冷剂HFC-134a替代品,市场前景极其广阔。(3) 建设规模及产品方案HFC-1234yf:1万吨/年(4) 工艺技术随着国际社会对HFCs 物质GWP 值的日益关注,国际氟化工巨头都加快了HFC-1234yf 的研究开发进程,并相继提出了一系列专利申请。杜邦公司2005 年开发了HFC-1234yf 和HFC-1234ze 联产三步法制备工艺,同时也着手研究HFC-1225ye 和HFC-1234yf联产制备工艺。作为进一步改进研究,杜邦公司2006年又陆续开发了两条以HFC-245cb 为原料制备HFC-1234y 的工艺,同年9 月又提出了以HFC-1225ye 和HFC-1234ze为原料制备HFC-1234yf的专利申请。同一时期,霍尼韦尔公司也开发了三种原料的HFC-1234yf 制备工艺。其一为生产一种含氟有机物的方法,其二是以HCFC-225ca/cb为原料经还原剂还原反应的制备方法,其三是以含氟烷基醇为原料制备相应含氟烯烃的方法。本项目采用阿科玛公司研发的HFP-KOH 制备HFC-1234yf 的工艺路线,主要包括六氟丙烯的加氢反应生成六氟丙烷、六氟丙烷的去氢氟化反应生成五氟丙烯、五氟丙烯的加氢反应生成五氟丙烷、五氟丙烷的去氢氟化反应生成HFC-1234yf、KOH的再生反应。该合成路线反应转化率高,原料易采购,具有很好的工业化前景。(5) 主要原材料、辅助材料和动力消耗表5.3.6-1 HFC-1234yf项目主要原材料、辅助材料和动力消耗表(6) 投资估算和效益初估建设年产1万吨新型制冷剂四氟丙烯(HFC-1234yf)项目总投资为56000万元,其中建设投资为46000万元,年销售收入135000万元,年利税额49000万元,年利润额36800万元。项目8:六氟丙烯(HFP)项目(1) 产品概述六氟丙烯(HFP)是合成氟高分子材料的原料之一,也是氟聚合物中最重要的三种单体之一。六氟丙烯是一种可压缩的有机氟气体,同时由于它难以自聚,不易燃易爆,可液态贮存,因此可以用钢瓶装载进行长途运输。六氟丙烯产品作为有机氟化工的基本原料,可以用来生产聚全氟异丙烯(FEP)、四氟丙烯(HFC-1234yf)等氟树脂、新型制冷剂、氟橡胶、氟醚等产品。(2) 市场简析国内HFP主要生产厂家有三爱富(3000吨/年)、四川晨光(1500吨/年)、江苏梅兰(3000吨/年)、浙江巨化(2200吨/年)、常熟大金(3000吨/年)、东岳(5000吨/年)等五家,产能约1.77万吨。根据市场分析,总体判断HFP市场需求未来将呈增长的趋势,主要是: R227、HFP的国际采购向中国转移将成为今后的趋势形成的HFP需求。主要是我国R227、HFP价格大幅低于国际市场,导致国外企业纷纷减产或停产。如R227现在美国大湖公司大部向常熟中昊采购;目前杜邦公司也改变了下属公司不向外采购HFP的惯例,转向中国企业采购。因此可以预计HFP间接、直接的出口量在今后将会放大。 国内 F26 等氟弹性体在近年内将快速发展形成的HFP 市场需求增加。如四川晨光提出F26将建成8000吨/年的生产能力,梅兰、上海3F提出F26将由1000吨/年扩至1500吨/年,常熟新华化工F26 将建成3000 吨/年,同时东岳2000 吨/年的F26 年底投入生产等,HFP需求将新增4000吨/年左右。 随着HCFCs的淘汰 , HFCs作为HCFCs的替代品和第三代含氟制冷剂,已逐渐进入制冷剂市场。虽然 HFCs的ODP值为零,对臭氧层没有破坏作用,但许多HFCs具有较高的GWP 值,因此被京都议定书列入温室气体的附件中。2006 年欧洲议会更通过了旨在限制高GWP值含氟气体使用的法规 ,即F- gas法规。法规规定HFCs应该只用在没有其他安全、技术可行、成本有效和环境更可接受的选择物存在的场合。所以开发一种各方面性能接近甚至超过HFC-134a 并且GWP 低于150 的含氟替代品将是大势所趋,2,3,3,3-四氟丙烯(HFC-1234yf)是其中的最优候选物之一。目前国际上有杜邦、大金、霍尼韦尔、阿科玛等国外氟化工巨头均在进行2,3,3,3-四氟丙烯(HFC-1234yf)的研究,多以六氟丙烯为基础原料,这就为HFP拓展了新的用途,进一步激发HFP市场的利好。(3) 建设规模及产品方案六氟丙烯(HFP): 2.8万吨/年(4) 工艺技术HFP的工业生产方法有多种,目前最有工业生产价值,世界各国广泛采用的工业技术路线是由TFE 热裂解和TFE 与R318共热解,后者的技术路线可得到较好的TFE 转化率和HFP的选择率。具体生
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