【文章內(nèi)容簡介】 0212021 年存在巨大缺口 ,專用料的缺口更大未來數(shù)年的 市場缺口需要采用進(jìn)口的方式加以彌補。 聚丙烯市場需求的發(fā)展趨勢 未來幾年聚丙烯市場的發(fā)展趨勢是 :生產(chǎn)銷售穩(wěn)步增長 ,經(jīng)濟(jì)運行質(zhì)量將明顯好轉(zhuǎn) ,價格大戰(zhàn)將會變得激烈 ,經(jīng)濟(jì)效益有所提高 ,產(chǎn)品供不應(yīng)求 ,核心企業(yè)競爭優(yōu)勢增強 ,強勢品牌更受關(guān)注 ,市場競爭將更激烈 , 量調(diào)控和結(jié)構(gòu)調(diào)整力度加大 ,核心企業(yè)的創(chuàng)新能力將增強 ,技術(shù)裝備水平有所提高 ,落后生產(chǎn)能力將會退出生產(chǎn)領(lǐng)域 .根據(jù)聚丙烯應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢 ,對聚丙烯未來市場需求的預(yù)測 ,見以下圖表 : 表 PP市場需求量預(yù)測 (單位 :萬噸 ) 年份 2021 2021 2021 2021 市場需求量 1369 咸陽秦圣祥化工有限公司 8 萬噸 /年間歇式聚丙烯裝置可行性研究報告 Page 4 of 67 由于國內(nèi)的聚丙烯供求矛盾突出，近年來聚丙烯產(chǎn)品一直處于供方市場狀況。雖然聚丙烯的價格受原油價格的影響，聚丙烯的價格隨著原油價格起伏變化較大，但是在丙烯和聚丙烯之間始終存在一定的價格空間，因而聚丙烯一直具有一定的獲利空間。近兩年來聚丙烯的價格一直處于 1 萬元 /噸以上。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析來看， 控制丙烯消耗， 每噸聚丙烯的獲利能力在 300～ 350元左右。 該項目建成后將為企業(yè)創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益外，同時也將創(chuàng)造 一定的社會效益。 ，減少進(jìn)口，節(jié)約外匯。 ，從本項目的定員可以看出，將增加 120 個 左右的 就業(yè)機會，對 增加 社會 就業(yè)率 作出貢獻(xiàn)。 。 3 生產(chǎn)規(guī)模、原輔材料性質(zhì)和供應(yīng)、產(chǎn)品方案 裝置設(shè)計規(guī)模為 8萬噸 /年，年開工 8000小時 ， 333天 。 間歇式本體法聚丙烯裝的生產(chǎn)規(guī)模主要由聚合釜的數(shù)量確定。隨著我國間歇式聚丙烯工藝生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其采用了高效催化劑，并且對聚丙烯生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備－聚合釜的研究不斷深入，目前聚合釜 的單釜產(chǎn)量得到了很大的提高，聚合反應(yīng)周期更短，單釜總生產(chǎn)周期不大于 4小時，單釜產(chǎn)量穩(wěn)定在 125～130袋（ 25公斤裝）左右。以年開工時間 8000小時計，單釜年產(chǎn)可以達(dá)到 6650噸，一期 6臺聚合釜的生產(chǎn)規(guī)?？蛇_(dá)到 4萬噸 /年。 二期再擴建 6臺聚合釜及相應(yīng)的配套設(shè)施，年產(chǎn)量可達(dá)到 4萬噸。 總生產(chǎn)規(guī)模為：一期 4萬噸 /年 二期 4萬噸 /年 合計 8萬噸 /年 因此本項目的生產(chǎn)規(guī)模為 8萬噸 /年聚丙烯粉料。 原輔材料 性質(zhì)及供應(yīng) 間隙式本體法聚丙烯生產(chǎn)所需的主要原料為丙烯。 表 ： 序號 指標(biāo)名稱 指標(biāo) 1 純度 % 98 2 H2O ppm(V/V) 100 3 O2 炔烴 ppm(V/V) 5 4 S ppm(V/V) 5 5 炔烴 ppm(V/V) 5 6 二烯烴 ppm(V/V) 5 7 CO CO2 ppm(V/V) 10 咸陽秦圣祥化工有限公司 聚丙烯裝置所需的丙烯原料主要來自周邊的煉油廠， 距離本項目的建設(shè)地點最遠(yuǎn)不過 30 公里，運輸條件也十分優(yōu)越。所以本項目丙烯的儲存主要考慮生產(chǎn)的周轉(zhuǎn)量所需，盡量減少在本項目廠區(qū)范圍的儲存量。這樣不但可充分利用丙烯供貨商的儲存條件，減少本項目的建設(shè)投資，而且可減少丙烯大量儲存帶來的危險性。本項目全面建成后，工廠的丙烯儲存周期確定為 2～ 3 天生產(chǎn)所需的量。 丙烯運輸采用汽車槽車運輸。 主要輔助材料為催化劑、活化劑、純氫、氮氣等。本體法聚丙烯生產(chǎn)所需的催化劑國內(nèi)有多家生產(chǎn)廠家，競爭較激烈，市場采購也較為方便。其他輔助材 料市場也有充足的供應(yīng)。 本裝置生產(chǎn)聚丙烯所用的催化劑采用 CS— １型或 N— Ⅲ型高效催化劑。催化劑的供應(yīng)為鋼瓶裝，到廠后在高純氮氣的保護(hù)下，根據(jù)需要分裝成一釜投料所需的催化劑量。 表 ：（ CS— １） 咸陽秦圣祥化工有限公司 8 萬噸 /年間歇式聚丙烯裝置可行性研究報告 Page 5 of 67 序號 項 目 指 標(biāo) 備 注 1 鈦 (Ti)含量 %(m/m) ～ 2 鎂 (Mg)含量 %(m/m) ～ 3 脂含量 %(m/m) ～ 4 催化效率 KgPP/gCat ≥ 25 5 等規(guī)指數(shù) % ≥ 95 6 表觀密度 g/m3 活化劑由儲罐裝運，到廠后放于活化劑房內(nèi)，由高純氮氣壓入生產(chǎn)裝置的活化劑儲罐內(nèi)備用。 活化劑的主要質(zhì)量指標(biāo)： 三乙基鋁含量（ %）≥ 99 氫氣采用高純氫氣， 外購 。 表 ： 序號 項 目 指 標(biāo) 備 注 1 純度 %（體積） ≥ 2 氧含量 ppm（體積） ≤ 10 3 水含量 ppm（體積） ≤ 10 氮氣分為粗氮和精氮 2種。 表 ： 序號 項 目 指 標(biāo) 備 注 1 純度 %（體積） ≥ 2 氧含量 ppm（體積） ≤ 10 3 水含量 ppm（體積） ≤ 10 精氮采購鋼瓶氮氣。氮氣含量≥ ％。 粗氮外購液氮，氣化后供裝置生產(chǎn)使用。 產(chǎn)品方案 本項目的產(chǎn)品為聚丙烯粉料。 表 ： 序號 指 標(biāo) 名 稱 指 標(biāo) 1 熔體流動速率 g/10min 2 等 規(guī)指數(shù) % ≥ 3 粉末灰分 mg/g ≤ 300600 4 鈦含量 mg/g ≤ 2550 5 抗張屈服強度 Npa ≥ 2430 6 揮發(fā)分 % ≤ 7 表觀密度 g/cm3 ≤ 8 氯含量 mg/g ≤ 200300 注：間隙式本體法聚丙烯根據(jù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品，分析其指標(biāo)后，確定其相應(yīng)的牌號。 本裝置不產(chǎn)生 副產(chǎn)品。 4 工藝技術(shù) 工藝技術(shù)方案的選擇 聚丙烯的生產(chǎn)方式可分為連續(xù)法和間歇式 2種。 我國大型聚丙烯（ PP）生產(chǎn)裝置以引進(jìn)技術(shù)為主，中型 和小型 PP 生產(chǎn)裝置以國產(chǎn)化技術(shù)為主。 連續(xù)法聚丙烯目前國內(nèi)大多是從國外引進(jìn)，生產(chǎn)裝置規(guī)模一般較大，其優(yōu)點是產(chǎn)品質(zhì)量高，并且產(chǎn)品質(zhì)量可以得到有效的控制，各項消耗指標(biāo)低。但其對原材料的要求很高，必需有可靠穩(wěn)定的原料來源，對丙烯的質(zhì)量要求也比較苛刻，同時其投資較大，同規(guī)模的生產(chǎn)裝置為間隙式生產(chǎn)方法的 68倍。 間隙式本體法聚丙烯是我國自行開發(fā)的生產(chǎn)工藝，其優(yōu)點是生產(chǎn)靈活，可根據(jù)丙烯的供應(yīng)狀況及時調(diào)整生產(chǎn)，對丙烯的質(zhì)量要求也不是很高，同時其投資較連續(xù)法要低許多，尤其適合煉油廠丙烯量較小，供應(yīng)不是十分穩(wěn)定的情況。 根據(jù) 咸陽秦圣祥化工有限公司 現(xiàn)有的狀況，本項目選擇間隙式本體法聚丙烯的生產(chǎn)工藝路線。 咸陽秦圣祥化工有限公司 8 萬噸 /年間歇式聚丙烯裝置可行性研究報告 Page 6 of 67 原料丙烯儲存在已建的液化區(qū)罐區(qū)，在此罐區(qū)內(nèi)已建 6 臺 100 m3 丙烯儲罐。丙烯通過泵輸送到本工程生產(chǎn)裝置內(nèi)使用。 來自周邊煉油廠的丙烯由槽車運來廠內(nèi)，通過丙烯卸料壓縮機送入丙烯儲罐 6臺 100 m3(V101/1~6)丙烯罐內(nèi)。 6臺丙烯罐的總儲量可儲存丙烯 250噸。 外購來的丙烯采用 已建的地衡 計量、核算。 由丙烯罐區(qū)輸送來的丙烯進(jìn)入丙烯精制系統(tǒng)。丙烯先經(jīng)過固堿塔 (D101)脫去大部分水分，然后經(jīng)過脫硫、精脫水丙烯精制塔（ D102/1～ 8），精丙烯儲放在精丙烯罐（ V101）中。如精制后的丙烯達(dá)不到生產(chǎn)的要求，可由精丙烯泵（ P101/1～ 2）將精丙烯罐內(nèi)的丙烯送至固堿塔入口，進(jìn)行循環(huán)精制。 也 可由精丙烯泵送到丙烯原料罐內(nèi)。合格后的精丙烯由精丙烯泵（ P101/1～ 2）通過質(zhì)量流量計計量后送入聚合釜（ R101/1～ 6）中。 精制塔內(nèi)填料需要更換時，精制塔內(nèi)的液相丙烯可通過精丙烯泵送至罐區(qū)內(nèi)的丙烯罐中，氣相丙烯放至丙烯氣儲罐得以回收，殘余的氣相丙烯由放空管線放空。 固堿塔內(nèi) 的堿液放至切水罐（ V127）內(nèi)，隨堿液進(jìn)入切水罐的丙烯通過蒸汽伴管加熱回收到固堿塔內(nèi)或回收到丙烯氣儲罐內(nèi)。堿液在切水罐卸壓后直接放至桶內(nèi)回收處理。 催化劑根據(jù)生產(chǎn)的需要和規(guī)定，將其定量分裝，為保證催化劑不與空氣接觸，以保證催化劑的活性，催化劑在分裝時應(yīng)在氮氣的密封保護(hù)下進(jìn)行分裝。分裝后送至生產(chǎn)現(xiàn)場備用。加入催化劑加料罐（ V102/1~6）后，用丙烯沖入聚合釜內(nèi)。 、計量 采購來的罐裝活化劑放置于活化劑房內(nèi)，用高純氮氣將活化劑輸送到活化劑儲罐（ V104）中，再用高純度氮氣將的活化劑轉(zhuǎn)移到活化劑計量罐（ V105）中，通過液位計計量液位高度，將活化劑輸送到活化劑加料罐（ V103/1~6）中。 DDS 將 DDS加入催化劑加料罐（ V102/1~6）內(nèi)，然后通過丙烯將其沖入聚合釜內(nèi)。 氫氣通過減壓閥后，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，將適量的氫氣加入聚合釜內(nèi)。 分裝后的催化劑及 DDS 分別倒入聚合釜上的催化劑加料罐（ V102/1~6）中，并用精丙烯沖入聚合釜中。將一定量的活化劑由氮氣壓入聚合釜上的活化劑加料罐（ V103/1~6）中，再用精丙烯沖入聚合釜中。打開聚合釜夾套熱水進(jìn)水閥，同時打開聚合釜夾套熱水回水閥，將聚合釜升溫。當(dāng)升至一定溫度和壓力，聚合反應(yīng)引發(fā)后，關(guān)閉熱水系統(tǒng)，切換到聚合釜冷卻系統(tǒng)，控制聚合釜的反應(yīng)壓力和溫度在工藝要求的范圍內(nèi)。 聚合反應(yīng)結(jié)束后，將未反應(yīng)的丙烯經(jīng)高壓過濾罐（ V108）過濾去夾帶的聚丙烯粉料，通過丙烯冷凝器（ C101）冷凝成液態(tài)丙烯，儲于精丙烯罐（ V101/）中，此部分回收的丙烯可直接用于生產(chǎn)。 定期清理高壓過濾罐內(nèi)的聚丙烯粉料，過濾罐內(nèi)的丙烯氣體放入丙烯氣回收管線內(nèi)，然后用氮氣置換多次后，放 料包裝。 聚合釜內(nèi)未反應(yīng)的丙烯經(jīng)過高壓回收后，再進(jìn)行中壓回收，通過中壓過濾罐（ V115）過濾去夾帶的聚丙烯粉料，丙烯氣體儲存在丙烯氣儲罐（ V119/1）內(nèi)。 定期清理中壓過濾罐內(nèi)的聚丙烯粉料，過濾罐內(nèi)的丙烯氣體放入丙烯氣回收管線內(nèi)，然后用氮氣置換多次后，放料包裝。 ： 聚合反應(yīng)用熱水利用蒸汽將熱水罐內(nèi)（ V126）水加熱。由熱水泵（ P104/1~2）送至聚合釜的夾套內(nèi)。 聚丙烯和殘余的丙烯氣體分多次轉(zhuǎn)移到已由真空壓縮機（ P105/1~2）抽真空并用氮氣 置換過的閃蒸釜（ R102/1~6）中。這部分丙烯氣體經(jīng)過低壓回收濾罐（ V110）分離去夾帶的聚丙烯粉料，回收到丙烯氣儲罐（ V119/2）中。當(dāng)閃蒸釜內(nèi)的壓力降低到無法去儲氣罐回收時，打開真空壓縮機的進(jìn)氣閥，通過真空壓縮機將殘余的丙烯氣體壓縮到丙烯氣儲罐中，當(dāng)閃蒸釜（ R102/1~6）內(nèi)的壓力降到 以下時，向閃蒸釜內(nèi)通人粗氮氣，然后放空，再抽真空通入粗氮氣，重復(fù)多次后，分析閃蒸釜中的爆炸氣體濃度在降至要求值后，稱量包裝聚丙烯粉料。 由于丙烯中的水會溶解掉固堿 ，因此，固堿塔使用一段時間后，需加填一定量的固堿。以保證初脫水的效果。 聚合反應(yīng)結(jié)束，未反應(yīng)的丙烯通過高壓回收至精丙烯罐后，剩余的丙烯可有 2 種回收方式。第一種是在上面流程敘述中已經(jīng)有詳細(xì)說明，即通過中壓回收和低壓回收的手段回收丙烯。第二種方法是建設(shè)一個 500～ 1000m3的氣柜，高壓回收后的丙烯全部進(jìn)入氣柜，通過壓縮機液化后送至氣體分餾裝置 或作為液咸陽秦圣祥化工有限公司 8 萬噸 /年間歇式聚丙烯裝置可行性研究報告 Page 7 of 67 化氣外售 。 第一種回收方式的優(yōu)點是，中壓回收的丙烯通過丙烯精制系統(tǒng)后，直接用于生產(chǎn)，低壓回收的丙烯可送至氣分裝置。由于中壓回收的丙烯 占高壓回收后的丙烯的 60～ 70％，可降低去氣體分餾裝置加工的丙烯量，亦即可降低生產(chǎn)成本。其缺點是中壓回收和低壓回收需要分開，需要建立兩套回收設(shè)施，投資較大。但是兩套回收系統(tǒng)又可以互為備用，給生產(chǎn)帶來一定的靈活性和保障。另外由于采用儲氣罐的方式儲存低壓回收的丙烯，低壓回收的丙烯將受到儲氣罐的壓力影響。為保證閃蒸釜中的丙烯的回收量，需要采用真空壓縮機。 第二種方案的 優(yōu) 點是，由于建立了一個大的氣柜，丙烯的回收壓力比較低，丙烯回收僅需要一套系統(tǒng)。但是回收的丙烯不能直接再用于生產(chǎn)，全部需要到氣分裝置進(jìn)行加工，生產(chǎn) 加工 成本較高。 本報告從建設(shè)投資、生產(chǎn)運行成本和 咸陽秦圣祥化工有限公司 的實際狀況考慮，建議采用第一種回收方案。 工藝流程 簡 圖見附圖。 ,原材料、輔助材料及公用工程消耗指標(biāo) 原材料、輔助材料及公用工程消耗為工程全部完成后總的消耗量，即按照 8 萬噸 /年聚丙烯裝置規(guī)模進(jìn)行計算。 表 序號 名 稱 規(guī) 格 日 用 量 年 用 量 １ 丙烯 純度 %≥ 97 250噸 ２ 催化劑 催化效率 KgPP/gCat ≥ 25 2880公斤 ３ 活化劑 三乙基鋁 含量 %≥ 99 120公斤 40噸 ４ 氫氣 純度 %（體積） 504立方米 ５ 第三組分 6960公斤 ６ 編織袋 包裝量 25公斤（內(nèi)、外袋） 19200