【文章內容簡介】 二氯丁二烯 乙醛 特種膠 洗膠 丁烯醛 膜分離 氯丁橡膠 碳氫相 合成氯丁二烯 回收氯丁二烯 資源消耗減量化 單體生產工藝改造 氯丁膠乳脫氣 乙烯基乙炔 廢熱鍋爐 焚燒 氯丁二烯 廢熱鍋爐 納米碳酸鈣 電石爐 CO2回收 預熱鍋爐上水 投資的必要性和經(jīng)濟意義 長化公司對氯丁橡膠生產實施循環(huán)經(jīng)濟改造很有必要。 首先，可借改造契機，以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以“ 減量化 、 再利用、 資源化” 為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，對 “ 大量生產、大量消費、大量廢棄 ” 的傳統(tǒng)增長模式 實施 根本變革 ，解決“污染消滅企業(yè)”的隱憂，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 其次，可對企業(yè)的產品結構進行調整，增強企業(yè)的競爭力和生存力。本次改造將回收利用原有廢物生 產 10000t/a 特種氯丁橡膠、 500t/a丁烯醛和 200t/a 溴化聚二氯丁二烯。其中特種氯丁橡膠和溴化聚二氯丁二烯為企業(yè)獨有生產技術，可避開同類生產企業(yè)的競爭， 緩解普通氯丁橡膠的市場壓力， 為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。 再次，利用污染物的再利用可降低企業(yè)主導產品氯丁橡膠的生產成本。整個循環(huán)經(jīng)濟改造實施完成后，可從廢棄物中回收大量的氯丁二烯、乙烯基乙炔以及部分能源，將有效地降低氯丁橡膠的物耗和能耗。 研究范圍 （ 1） 研究項目實施的必要性和產品的市場前景。 （ 2）根據(jù)企業(yè)生產現(xiàn)狀及存在的問題，按照循環(huán) 經(jīng)濟原則，擬定項目實施方案和主要生產設備。 （ 3）研究項目實施的基礎條件，包括公用工程、交通運輸、倉貯等。 （ 4）研究項目的環(huán)境保護、節(jié)能、消防、勞動保護、工業(yè)衛(wèi)生等問題。 （ 5）編制項目投資估算。 （ 6）從環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益分析項目實施的可行性。 研究結論 研究的主要結論 本項目利用企業(yè)原有部分廠房、設備及公用工程設施，對氯丁橡膠生產線進行循環(huán)經(jīng)濟改造，可以達到降低物耗能耗、廢棄物再利用和廢棄物資源化的目的，投資省，見效快，工藝技術主要采用自有技術，工藝成熟，可靠性高，產 品質量好，具有較強的市場競爭力，“三廢”治理合理可行，財務評價指標好，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著，宜盡快組織實施。 主要經(jīng)濟技術指標 本項目的主要經(jīng)濟技術指標見表 11。 表 11 主要經(jīng)濟技術指標表 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 備注 一 生產規(guī)模 1 氯丁二烯單體生產技術改造 t/a 28000 2 膠乳脫氣裝置 t/a 3 10000 3 二氯丁二烯生產裝置 t/a 550 4 特種氯丁橡膠生產裝置 t/a 10000 5 溴化聚二氯丁二烯生產 裝置 t/a 200 6 二氯丁烯熱裂解裝置 t/a 1000 7 碳氫相熱能利用 6t/h 蒸汽鍋爐 8 回收乙醛生產丁烯醛 t/a 500 二 新增產品方案 1 特種氯丁橡膠 t/a 10000 2 溴化聚二氯丁二烯 t/a 200 3 丁烯醛 t/a 500 三 年操作日 天 300 四 新增定員 人 0 五 固定資產投資 萬元 10383 1 建設投資 萬元 10260 2 建設期利息 萬元 123 六 新增銷售收入 萬元 /年 8100 正常年 七 新增總成本費用 萬元 /年 1587 正常年 八 銷售稅金及附加 萬元 /年 1515 正常年 九 新增利潤總額 萬元 /年 4998 正常年 十 新增利稅總額 萬元 /年 6513 十一 財務評價指標 1 投資利潤率 % 2 投資利稅率 % 3 投資回收期 年 十二 借款償還期 年 2 產品市場預測 本項目對氯丁橡膠生產線實施循環(huán)經(jīng)濟改造后，將新增以下三種產品：特種氯丁橡膠、溴化聚二氯丁二烯、丁烯醛。 國內外市場情況預測 產品用途 （ 1）特種氯丁橡膠 氯丁橡膠用途十分廣泛，主要用做 V 帶、電纜護套、膠管、耐油橡膠制品、耐熱傳送帶、印刷膠棍、膠皮水壩、建筑用密封條、公路填縫密封膠、橋梁支座、油田用電線防水帽、阻燃橡膠制品、各種密封圈墊以及化工設備防腐襯里和氯丁橡膠膠粘劑等。近年來氯丁橡膠在建筑防水材料、密封材料、粘合劑、海洋開發(fā)、醫(yī)療衛(wèi)生、能源開發(fā)及人民生活方面都被開發(fā)出新用途，從而擴大了應用領域。其產品具有優(yōu)良的物理機械性能和化學穩(wěn)定性，耐日光老化、耐酸堿、耐油、不延燃。 特種氯丁橡膠與普通氯丁橡膠的區(qū)別在于聚合 過程中加入了第二單體，是氯丁二烯與二氯丁二烯的共聚物。其主要品種有： DCR213和 DCR114。這類氯丁橡膠具有普通氯丁橡膠優(yōu)異的加工性能，如：不延燃、耐熱、耐油、耐化學腐蝕及氣密性好等優(yōu)點，除此之外，由于第二單體的加入，破壞了橡膠分子的規(guī)整性，賦予了該類產品優(yōu)異的抗結晶性能和成型粘著性能，因而廣泛地應用于汽車 V 帶、電線電纜工業(yè)、橡膠雜件制品工業(yè)等。 （ 2）溴化聚二氯丁二烯 主要用于金屬粘接方面，作特種膠粘劑的原料。 （ 3）丁烯醛 丁烯醛是一種精細化工中間體，主要用于生產山梨酸類防腐劑。其它還可 用于制 取 正 丁醇、正丁醛、硫化促進劑 、選礦用發(fā)泡劑、合成樹脂及橡膠的抗氧劑、殺蟲劑以及軍用化學品等。 產品市場供需情況 目前，國內氯丁橡膠生產廠家有兩家，即長化公司和山西橡膠集團公司，但是，第二單體（二氯丁二烯）和特種氯丁橡膠僅長化公司開發(fā)成功，其產品質量與美國杜邦公司的 GRT 型和 WRT 型氯丁橡膠相當。據(jù)市場調查，目前國內市場該兩類膠的需求總量約 10000t/a，基本靠進口解決。 2020 年 5 月份國家商務部針對進口氯丁橡膠反傾銷終裁的勝訴（ 商務部公告 2020 年第 23 號 ），將有效地阻止進口膠的進入，造成了特種氯 丁橡膠市場的缺口。近年來，隨著膠管、膠帶等工業(yè)的進一步發(fā)展，特種氯丁橡膠的需求也隨之增長，預計到 2020 年將達到 12020t 左右。 因特種氯丁膠與普通氯丁膠不存在市場重疊，而本項目實施后將減少普通氯丁膠的生產能力，因而為普通氯丁膠減少了市場壓力。 溴化聚二氯丁二烯是長化公司獨立開發(fā)成功的新產品，主要用于金屬粘接方面，作特種膠粘劑的原料。產品自投放市場以來，市場需求量逐年增加，據(jù)用戶反饋信息預測，到 2020 年，該產品的市場需求量將達到 150~200t/a。 丁烯醛主要用于生產山梨酸類防腐劑。 2020 年，國內山 梨酸的市場需求量為 20200t/a，需丁烯醛 30000t/a 以上，而丁烯醛產量不到20200t/a，遠遠不能滿足山梨酸市場的需要，國內山梨酸廠家只得從國 外進口原料，常常因丁烯醛的供應不足而造成開工不足、生產負荷不飽滿。因此，丁烯醛的市場前景廣闊。 目前我國批準允許使用的食物防腐劑 有 32 種，其中最常用的有苯甲酸、山梨酸等。苯甲酸的毒性比山梨酸強，而且在相同的酸度值下抑菌效力僅為山梨酸的 1／ 3，因此許多國家已逐步改用山梨酸。但因苯甲酸及其鈉鹽價格低廉，在我國仍作為主要防腐劑使用，主要用于碳酸飲料和果汁。山梨酸及 其鹽類抗菌力強，毒性小，是一種不飽和脂肪酸，可參與人體的正常代謝，并被轉化而產生二氧化碳和水，由于 其 防腐效果好，對食品口味無不良影響，已越來越受到歡迎 ，并有逐步取代苯甲酸的趨勢。因此，山梨酸的需求量將進一步增加，進而增加丁烯醛的市場需求。 產品銷售預測和競爭力分析 由于長化公司特種氯丁橡膠系國內獨家生產，再加國家商務部針對進口氯丁橡膠反傾銷終裁的勝訴，有效地阻止了進口膠的進入，因此，特種橡膠的市場前景比較樂觀。此外，由于近年長化公司加大了氯丁橡膠質量改進的力度，國產膠與外國膠的質量差距正在逐步縮 小，有望在橡膠出口方面得到拓展。 溴化聚二氯丁二烯也系長化公司獨家生產，因此，產品銷售不成問題。 由于丁烯醛廣闊的市場空間，因此，產品銷售較為樂觀。再加本項目采用回收乙醛（廢物利用）生產丁烯醛，因此，成本低，市場競爭力較強。 產品價格的分析 2020 年下半年開始，氯丁橡膠市場發(fā)生了很大變化，其價格有了 較大幅度的增長。氯丁橡膠價格居高不下的原因，一是國產氯丁橡膠只能滿足國內需求的 70%左右，缺口較大；二是氯丁橡膠反傾銷案的勝訴，有效地阻止了國外膠的進入。目前，國內氯丁橡膠的價格普遍穩(wěn)定在 20200元 /噸。 長化公司現(xiàn)有兩條氯丁橡膠生產線（老線和新線），新線生產能力 17000t/a，橡膠后處理采用冷凍凝聚大后處理，其產品（稱普通氯丁膠）質量較好，售價與國內市場價格相當，即 20200 元 /噸；老線生產能力 10000t/a，后處理采用長網(wǎng)后處理，產品（簡稱長網(wǎng)膠）質量較差，售價則在 19000 元 /噸左右。 而特種氯丁橡膠與普通氯丁橡膠相比，技術含量更高，產品性能更優(yōu)越，因此，將產品售價定為 24000 元 /噸。 長化公司開發(fā)的以二甲苯作為溶劑的溴化聚二氯丁二烯，在國內系獨家生產，現(xiàn)售價為 70000 元 /噸，因無競爭對手，本 項目產品仍定為 70000 元 /噸是可行的。 丁烯醛目前市場價為 13000~15000 元 /噸，由于產品供不應求，其價格一直居高不下，再加國際市場原油價格飛漲，帶動了乙醛價格的隨之上漲，因此，以乙醛為原料的乙烯醛的價格也將上漲，預計在未來 3 年內都還有上升的空間。為保守起見，本項目丁烯醛售價定為14000 元 /噸。 3 氯丁橡膠生產現(xiàn)狀 長化公司有兩條氯丁橡膠生產線（老線和新線）。老線是 1958 年前蘇聯(lián)援建裝置，最初設計能力 2020t/a，后經(jīng)多次改造，目前生產能力達 10000t/a；新線是原化工部第八設計院設計，經(jīng) 過整改于 1995 年投產的裝置，設計能力 10000t/a，實際生產能力已達 17000t/a。 兩條線的生產工藝完全相同，只是老線的 橡膠后處理采用落后的顆粒凝聚和長網(wǎng)干燥，產品質量較差，市場競爭力弱 ；新線的橡膠后處理采用先進的 冷凍凝聚大后處理方式，產品質量較好，市場競爭力強。 生產工藝 工藝過程原理 長化公司氯丁橡膠生產采用電石乙炔法，該法工藝成熟，目前國內 2 家生產企業(yè)均采用此法，其生產過程主要包括氯丁二烯單體合成和氯丁二烯聚合兩大部分，主要反應式如下： （ 1）氯丁二烯單體的生產 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 CH 2 C C H C H 2Cln H 2 C C CH CH 2Cln 工藝流程簡述 （ 1）氯丁二烯單體的生產 電石在濕法乙炔發(fā)生器內和水反應生成粗乙炔，粗乙炔分別經(jīng)水冷、次氯酸鈉溶液凈化、氫氧化鈉溶液中和后得到合格乙炔氣。 精制后的新鮮乙炔和吸收塔頂來的回流乙炔混合后進入鼓泡式反應塔，在催化劑的作用下發(fā)生二聚反應生成乙烯基乙炔（簡稱 MVA），同時生成乙醛、二乙烯基乙炔 （簡稱 DVA）等一系列副產物。反應氣由反應塔頂出來，經(jīng)水洗冷卻和鹽水冷卻后進入吸收塔，用二甲苯噴淋吸收 MVA、 DVA 等組份。未被吸收的氣體（主要是乙炔）回反應塔循環(huán)使用。吸收液則進解吸精餾塔分離 MVA、 DVA，分離出來的粗MVA 由解吸塔頂出來進入洗乙醛塔用水噴淋除去乙醛，精 MVA 冷凝成液體后進入 MVA 貯槽。解吸塔底出來的含 DVA 的解吸液去蒸餾塔，蒸出的二甲苯返回吸收塔循環(huán)使用，蒸餾殘液作副產品出售（用作屋面防水涂料）。 精 MVA 經(jīng)計量后進入合成塔，在催化劑的作用下，與同時進入合成塔的氯化氫進行反應，合成 2氯丁二烯（ 1， 3），同時生成二氯丁烯等副產物。合成氣經(jīng)水洗除去酸霧后進入干燥塔，用氯化鈣干燥除去水分后進入減壓蒸餾塔蒸餾，餾出物為氯丁二烯，蒸餾殘液則為二氯丁烯等雜質。氯丁二烯再用碳酸鈉及氯化鈣進行中和干燥，然后放入產品貯槽，經(jīng)檢驗合格后送橡膠分廠使用。 氯丁二烯單體合成工藝流程示意圖見圖 31。 （ 2）氯丁二烯聚合生產氯丁橡膠 由氯丁二烯單體合成工序來的精氯丁二烯單體進入聚合釜，與其 它輔料一起乳化，經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)聚合后進入終止釜，終止聚合后的膠乳進入斷鏈槽斷鏈，達到要求后進入冷凍轉鼓冷凍凝聚成膜，膠膜用水洗 去過量的輔料和雜質后進入干燥箱中干燥，經(jīng)成繩、切塊、稱量、檢驗、包裝后，即得氯丁橡膠產品。氯丁二烯聚合生產氯丁橡膠工藝流程簡圖見圖 32。 圖 31 氯丁二烯單體合成 工藝流程簡圖 H2O 氯化鈣 廢水 干燥塔 NaOH 水 電石 乙炔發(fā)生器 凈化 反應塔 水洗冷卻塔 水 NaClO 電石渣 催化劑 二甲苯 蒸餾 解吸精餾塔 吸收塔 鹽水冷卻塔 殘液做屋面防水涂料