【正文】 消費(fèi)量/萬t比例/%需求量/萬t比例/%電線電纜膠管其它合計(jì)(1)電線電纜按美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室（UL）規(guī)定，CM的性能能夠達(dá)到該規(guī)定要求，廣泛應(yīng)用于電線電纜。主要用于耐油平行軟線的絕緣和纖維編織軟線的絕緣，多種電器、車輛用軟線和軟纜的護(hù)套，建筑緣，多種電器、車輛用軟線和軟纜的護(hù)套，建筑用線的護(hù)套等。雙芯平行線也用CM做外護(hù)套。美國用于電線電纜和CM約占其總消費(fèi)量的50%。2003年，%。預(yù)計(jì)到2010年，年需求量將達(dá)到5萬t。(2)膠管CM既耐石油基液壓油，又耐不烯性磷酸酯液壓油，其耐油性是丁腈橡膠（NBR，耐石油基液壓油但不耐磷酸酯液壓油）和三元乙丙橡膠（EPDM，耐磷酸酯液壓油但不耐石油基液壓油）無法匹敵的。同時(shí)，CM由于具有優(yōu)良的耐墊性，國內(nèi)外（特別是美國）已用它替代價(jià)格較高的CSM、乙烯丙烯酸酯橡膠和氯醚橡膠。汽車膠管所要求的工作環(huán)境非?？量?，CM既具有橡膠的某些特性，又具有塑料的一些性質(zhì)，能滿足多種設(shè)計(jì)要求，是汽車膠管的重要材料。它在汽車膠管方面的主要應(yīng)用如下：（a）含油和含汽油蒸汽用的非補(bǔ)強(qiáng)膠管；（b）冷卻器膠管；（c）燃油膠管和剎車膠管以及空調(diào)設(shè)備膠管所用的外層膠；（d）剎車膠管的內(nèi)層膠；（e）汽車空調(diào)設(shè)備膠管的內(nèi)層膠；（f）燃油膠管的內(nèi)層膠；（g）動(dòng)力轉(zhuǎn)向膠管。，%。預(yù)計(jì)到2010年，年需求量將達(dá)到3萬t。(3)其它CM還用于防水卷材、模壓橡膠制品、傳動(dòng)帶、密封件等。2003年世界CM在這些領(lǐng)域的消費(fèi)量約1萬t，%。預(yù)計(jì)到2010年。綜上所述，預(yù)計(jì)20032010年間，%的速度增長。其消費(fèi)構(gòu)成仍以電線電纜為主，%，低于同期CM產(chǎn)量的年均增長率，%。%%。CM是CR、CSM的同類用途材料。從防止大氣臭氧層破壞角度講，CR和CSM市場是CMR 的潛在市場。GM與CSM耐熱性能屬同一等級(jí)，產(chǎn)品性能相當(dāng)，應(yīng)用領(lǐng)域相近，但CSM產(chǎn)量低，價(jià)格貴，且生產(chǎn)工藝不易掌握，而CM則生產(chǎn)成本低，工藝容易控制，而且生產(chǎn)不需有機(jī)溶劑，有利于保護(hù)臭氧層。因此，CM有逐漸替代CR和CSM之勢。預(yù)計(jì)到2010年，CM可替代CR和CSM為20%～30%（～）。這樣，～?？梢?，CM市場開拓潛力大，是目前國內(nèi)具有國際競爭力的高新技術(shù)產(chǎn)品之一。(1) CR2003年世界CR消費(fèi)量約30萬t，消費(fèi)地主要集中在西歐、北美和中國。其消費(fèi)量占世界總消費(fèi)量的比例，西歐占22%，居第一位；北美占21%居第二位；中國占20%，居第三位。CR的消費(fèi)結(jié)構(gòu)因各地情況的不同而有所差異。西歐CR在汽車零部件和工業(yè)制品及膠粘劑方面的消費(fèi)約占其總消費(fèi)的85%以上。北美CR的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，汽車零部件和工業(yè)制品及膠粘劑方面的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的75%以上。從近年來的發(fā)展情況來看，隨著發(fā)達(dá)國家新的合成材料的迅速發(fā)展，市場對(duì)CR的需求有所下降，但是在發(fā)展中國家的CR需求卻在快速增長，特別是在東亞及東南亞和拉美地區(qū)的需求發(fā)展勢頭更猛。預(yù)計(jì)2003—2010年間，%左右，2010年的年需求量將達(dá)到34萬t左右。國內(nèi)CR發(fā)展較晚，起始于20世紀(jì)50年代末。2003年國內(nèi)CR生產(chǎn)企業(yè)僅有山西合成橡膠集團(tuán)有限責(zé)任公司和重慶長壽化工廠。， 。國內(nèi)CR主要用于生產(chǎn)膠粘劑、橡膠制品和電線電纜等。隨著膠粘劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝技術(shù)的發(fā)展，CR在膠粘劑方面的需求將會(huì)逐漸下降。而隨著國內(nèi)汽車工業(yè)和電力工業(yè)及設(shè)施的快速發(fā)展，CR在這兩方面的需求將有較大的增長。預(yù)計(jì)2003—2010年間，%左右。(2) CSMCSM用于制作電線電纜、膠帶膠管、防水卷材等，還廣泛應(yīng)用于建筑、電子電氣、汽車工業(yè)、防腐涂料等領(lǐng)域。2003年。其中，占世界總產(chǎn)能的72%左右。CSM是在特定歷史條件下為滿足軍事的需要而開發(fā)的一種高性能膠種，國內(nèi)外對(duì)這種橡膠的生產(chǎn)和應(yīng)用皆有所進(jìn)展。國外在應(yīng)用研究方面處于領(lǐng)先地位，以美、日、俄等國為代表。日本在專利開發(fā)上數(shù)量突出，應(yīng)用研究專利占較大比例。乙丙橡膠和CSM并用生產(chǎn)的電纜制品能滿足電子與電氣工程師協(xié)會(huì)（IEEE）標(biāo)準(zhǔn)要求，已被用于核電站工程中。在汽車工業(yè)中，用CSM制造空調(diào)、輸液系統(tǒng)，排氣控制燃料管路與真空調(diào)節(jié)系統(tǒng)上的特殊膠管，還可做火花塞帽、點(diǎn)火線、駕駛盤底漆及密封條。含多功能單體和硫化劑CSM橡膠同過氧化物質(zhì)丙烯酸酯橡膠進(jìn)行層壓、硫化，可制出汽車軟管等。涂料工業(yè)是CSM應(yīng)用較活躍的領(lǐng)域，國內(nèi)外科研進(jìn)展突出。CSM電絕緣性好、不易烯、結(jié)合難燃劑等配套使用，可增強(qiáng)涂層的難燃性。在涂料工業(yè)中CSM的應(yīng)用已突破傳統(tǒng)的單純防腐涂料及抗污涂料品種模式，取得新進(jìn)展。在軍事工程領(lǐng)域，CSM除用于救生艇、救生衣、防風(fēng)外衣、特種電纜及高防腐涂料等外，在現(xiàn)代火炮、航空器、通訊器材、新型運(yùn)載工具及防空設(shè)施上，通過共混改性等新技術(shù)，會(huì)有不凡的應(yīng)用。另外，CSM還用于制造鐵道工程的道軌枕墊和篩板。國內(nèi)CSM生產(chǎn)廠家只有吉化電石廠（3000t/a）和湖南益陽市農(nóng)藥廠（500t/a）兩家。2003年生產(chǎn)能力3500t/a，產(chǎn)量約2000t。，主要用于涂料、電線電纜、工業(yè)制品、防水卷材、橡膠共混改性等。，%。其中，CPE進(jìn)口量2萬～3萬t，～，～。根據(jù)前面的市場需求預(yù)測分析和今后幾年國內(nèi)CM項(xiàng)目建設(shè)情況，預(yù)計(jì)到2010年國內(nèi)CM生產(chǎn)能力將達(dá)到7萬t/a左右，（開工率按90%計(jì)），（不包括CR和CSM被替代量）。2003年國內(nèi)CM、。2003～%。主要出口到韓國、日本、澳大利亞、中東、意大利等國家和地區(qū)，以及中國臺(tái)灣省和香港等地。綜上所述,本項(xiàng)目建成后,并不能改變市場的需求大于供給的局面,該企業(yè)充分發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,市場方面應(yīng)不成問題. 3產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模橡膠型氯化聚乙烯總生產(chǎn)能力為20kt/a 。按美國材料ASTMD1418規(guī)定，橡膠類氯化聚乙烯簡稱CM。以下列出CM23CM136L、CM0136(美)、CM0636主要技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目單位CM235CM136LCM0136CM0636氯含量%揮發(fā)份%，≤0.殘留結(jié)晶[1]%，≤門尼粘度125℃》2］ML1+4注：[1]DSC法 [2]美國杜邦公司采用ML121℃》2］1+4本項(xiàng)目生產(chǎn)的產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模（年工作日300天，即7200小時(shí)）如下：生產(chǎn)產(chǎn)品： 橡膠型氯化聚乙烯(CM)一期生產(chǎn)規(guī)模：10kt/a 。二期生產(chǎn)規(guī)模：10kt/a ?？偵a(chǎn)規(guī)模： 20kt/a 。4 工藝技術(shù)方案氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯（HDPE）經(jīng)氯化而制得的含氯聚合物。根據(jù)其含氯量、殘余結(jié)晶度以及其它特性可分為樹脂型氯化聚乙烯（CPE）和橡膠型氯化聚乙烯（CM）。CPE在結(jié)構(gòu)中含有一定量的殘留結(jié)晶，CM基本不含有殘留結(jié)晶。氯化工藝目前國際上橡膠型氯化聚乙烯的合成工藝方法主要有三種：(1)溶劑法將粉狀聚乙烯溶解于有機(jī)溶劑（如四氯化碳）中，形成均相溶液，然后在引發(fā)劑的作用下通過氯氣進(jìn)行反應(yīng)至終點(diǎn)，再利用其他萃取方法回收溶劑，經(jīng)水洗、干燥等工藝得成品CM。本法的氯化反應(yīng)容易控制，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，但裝置規(guī)模小，溶劑回收困難，且消耗有機(jī)氯溶劑會(huì)造成大氣臭氧層破壞，污染較嚴(yán)重，成本高，產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度低。所以此法主要用來生產(chǎn)某些特殊用途的氯化聚乙烯橡膠（如涂料，粘合劑用）。(2)氣相法將粉狀聚乙烯置于沸騰床反應(yīng)器或攪拌床反應(yīng)器內(nèi)，通入氯氣進(jìn)行氯化。吹入干燥熱空氣消除反應(yīng)產(chǎn)生的HCI得成品CM。該工藝具有流程短、投資少、節(jié)能、三廢處理簡單等特點(diǎn)，但反應(yīng)較難控制，反應(yīng)熱不易及時(shí)移走，容易發(fā)生粒結(jié)或燃燒等現(xiàn)象，且氯化產(chǎn)物的性能變化較大，工程問題難以解決，故目前尚無工業(yè)化裝置投運(yùn)。(3)水相懸浮法將粒狀聚乙烯懸浮在水或HCI水溶液中，在引發(fā)劑的作用下，在一定的溫度和壓力下通入氯氣進(jìn)行反應(yīng)，再通過水洗、中和及脫堿，除去產(chǎn)生的HCL，然后進(jìn)行干燥得成品CM。該工藝具有氯化反應(yīng)控制相對(duì)簡單，設(shè)備投資少，三廢治理簡單有效，產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，性能好，質(zhì)量亦比較穩(wěn)定等特點(diǎn)，與溶劑法和氣相法相比，具有明顯的優(yōu)勢。由于水相懸浮法工藝與其它二種方法相比，在產(chǎn)品性能，制造成本，環(huán)境影響等方面有明顯優(yōu)勢性，因此國內(nèi)外氯化聚乙烯生產(chǎn)大多采用此法。如美國杜邦 ()、德國赫司特公司(1萬噸/年)日本昭和電工公司(6000噸/年)及國內(nèi)氯化聚乙烯生產(chǎn)企業(yè)也多采用此法，考慮到CM橡膠的工藝特點(diǎn)以及產(chǎn)品應(yīng)用市場定位，我們確定選擇水相懸浮法氯化工藝合成CM。 工藝流程和消耗定額（1）主要化學(xué)反應(yīng)方程[CH2CH2]m + m CL2 [ CH2CH1]m + m HCL CL將聚乙烯粉懸浮在水或HCL水溶液中的氯化反應(yīng)是一種氣、固液三相反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)理屬于典型的游離基反應(yīng)。溶解在水中的氯氣分子，借助引發(fā)劑分解產(chǎn)物生成游離態(tài)氯原子，這些游離氯原子具有相當(dāng)活潑的化學(xué)活性，能夠進(jìn)攻聚乙烯分子鏈上的CH鍵，從而發(fā)生置換反應(yīng)，(首先在碳鏈上產(chǎn)生過自由基，而后該自由基可以奪取氯分子中的一個(gè)氯原子形成CCL鍵，并產(chǎn)生一個(gè)新的游離自由基氯原子)。由于氯含量不斷的通入補(bǔ)充，游離基反應(yīng)以鏈鎖反應(yīng)形式不斷轉(zhuǎn)移，使氯化反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。停止通氯后，游離基之間及游離基與反應(yīng)器壁碰撞使得鏈終止。（2）工藝流程簡述經(jīng)計(jì)量的水、高密度聚乙烯、助劑加入氯化反應(yīng)釜乳化后，在攪拌下，通入液氯進(jìn)行氯化反應(yīng)，反應(yīng)過程中嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度、壓力及通氯速度，整個(gè)氯化反應(yīng)為II段。氯化反應(yīng)初期，物料溫段較低，游離基氯不能滲入PE顆粒內(nèi)部，因此氯化反應(yīng)只能在PE顆粒表面進(jìn)行；當(dāng)溫度升至PE熔點(diǎn)時(shí)，由于聚乙烯大分子熱運(yùn)動(dòng)的影響聚乙烯的晶格完全被破壞，自由基氯得以進(jìn)入PE顆粒內(nèi)部并發(fā)生置換反應(yīng)，最終使整個(gè)PE顆粒內(nèi)、外部均被氯化。當(dāng)氯化結(jié)束后，趕除反應(yīng)釜空間的過量氯氣，將料打入后處理釜。氯化結(jié)束后CM是懸浮在xxx%左右稀鹽酸中的，物料在后處理釜內(nèi)濾除反應(yīng)介質(zhì)，而后在攪拌狀態(tài)下反復(fù)用水洗滌物料，直到物料表面游離酸基本去除，洗滌水送至污水處理裝置；而后物料在攪拌狀態(tài)下將物料加入熱水、NaOH調(diào)節(jié)物料的PH值，并加熱使游離酸和吸附酸被中和，然后將物料移至混合釜脫堿，最后用工藝水洗滌脫除過量NaOH，經(jīng)離心機(jī)脫水后的物料進(jìn)入干燥系統(tǒng)。氯化反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)釜上部空間存有少量氯氣，(氯氣分壓約XXMPa)，單釜排放總量約XXXkg，此外有一小部分副產(chǎn)HCL，在XXX ℃溫度下?lián)]發(fā)進(jìn)入釜上部空間。經(jīng)廢氣處理系統(tǒng)處理后的廢氣，基本不含酸性，可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。離心后的物料含水份約XXX%，采用快速閃蒸干燥器串聯(lián)沸騰干燥器的方法進(jìn)行干燥。經(jīng)過旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)處理后，CM顆粒的大部分水份已被除去，水份含量由XXX%下降到XXX%。且這部分水份存在于CM顆粒的內(nèi)部，顆粒的表面正基本干燥，物料流動(dòng)狀態(tài)好，不容易因受熱而造成物料結(jié)塊，有利于沸騰干燥床操作。干燥好的物料經(jīng)混合機(jī)混合，用離心振動(dòng)篩篩除粗料后包裝得成品。流程方框圖見下圖： 單位：（以每噸橡膠型氯化聚乙烯計(jì)）序號(hào)名 稱單位單耗年耗量備 注1HDPEt20kt/a2液氯t3液堿t4輔料t5包裝袋個(gè)6工業(yè)用水t7工業(yè)用電含循環(huán)水用電8蒸汽t注：總規(guī)模為20kt/a，一期建設(shè)規(guī)模為10kt/a, 二期建設(shè)規(guī)模為10kt/a.自動(dòng)控制的研究設(shè)計(jì)對(duì)象是20kt/a橡膠型氯化聚乙烯項(xiàng)目。生產(chǎn)過程自動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案貫徹先進(jìn)、可靠原則，參照工藝流程特點(diǎn)及國內(nèi)同類現(xiàn)有企業(yè)自動(dòng)化水平，選用常規(guī)儀表控制系統(tǒng)。按工段設(shè)置操作崗位，對(duì)工藝流程中的溫度、壓力、流量及液位等關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置必要的過程監(jiān)測與控制。采用工段集中控制和就地檢測相結(jié)合的控制方式，主要的操作參數(shù)均引至設(shè)在車間操作室內(nèi)的儀表盤上指示、記錄、調(diào)節(jié)和報(bào)警。按能滿足正常穩(wěn)定生產(chǎn)需要考慮，常規(guī)儀表控制系統(tǒng)初步考慮采用DDZⅢ型電動(dòng)單元組合儀表。各類儀表選型考慮簡述如下： 溫度測量儀表：要求集中監(jiān)測的，其檢測元件均選用國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)分度號(hào)的鉑熱電阻，就地監(jiān)測的則選用防護(hù)型雙金屬溫度計(jì)。 壓力測量儀表：要求集中監(jiān)測的，采用壓力變送器或差壓變送器；就地監(jiān)測的則根據(jù)工藝介質(zhì)特點(diǎn)分別選用氨用壓力表、隔膜壓力表或不銹鋼壓力表。 流量測量儀表：根據(jù)工藝要求及介質(zhì)特點(diǎn)，就地指示的流量儀表選用耐腐型玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)和蒸汽流量計(jì)等，要求集中顯示的選用電磁流量計(jì)。 液位測量儀表：按照工藝設(shè)備情況，選用的檢測儀表為法蘭安裝式差壓變送器。、控制儀表：常規(guī)顯示儀表采用數(shù)字式顯示儀、無紙記錄儀、數(shù)字式調(diào)節(jié)器等。：考慮采用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。 在有毒氣體易泄漏的場所，考慮設(shè)置有毒氣體報(bào)警裝置。接觸腐蝕性介質(zhì)的儀表測量元件，采用相應(yīng)的耐蝕材質(zhì)或采取必要的防腐措施。儀表接地分為保護(hù)接地和工作接地。各保護(hù)接地、工作接地接至相應(yīng)的接地匯流排后引至各自的接地網(wǎng)。儀表用電源～220V 50HZ ，由電氣專業(yè)提供。儀表用氣源由工藝專業(yè)負(fù)責(zé)提供。該生產(chǎn)裝置所有設(shè)備均由技術(shù)提供方提供，因此本項(xiàng)目設(shè)備選擇僅列出車間主要設(shè)備一覽表。（1）一期10000t/a主要設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格與型號(hào)材質(zhì)數(shù)量備注1反應(yīng)釜2后處理釜3混合釜4離心機(jī)5干燥裝置6混合機(jī)7溢流槽8換熱器9冷凝水泵