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文檔簡介
高性能甲基苯基系列硅橡膠混煉膠的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化PAGEPAGE77目錄總論…………1企業(yè)情況……………………6項目的技術(shù)可行性和成熟性分析…………18項目產(chǎn)品市場調(diào)查與競爭能力預(yù)測………36五、項目計劃及考核目標(biāo)……43六、項目實施方案………………53七、投資預(yù)算與資金籌措………80八、經(jīng)濟、社會效益分析………90九、項目風(fēng)險分析與控制………99十、主管部門審核及推薦意見…………………102總論1、項目背景1.1項目的可行性研究依據(jù)有機硅材料是以Si-O鍵為主鏈的一類功能性新型化工材料,兼具無機和有機材料的性能,廣泛應(yīng)用于紡織、電子電器、石油、化工、輕工、建筑、冶金、機械、軍工、辦公設(shè)備、交通運輸、醫(yī)藥、食品加工和日用化工等領(lǐng)域。對高科技和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級發(fā)揮日益重要的作用,是21世紀(jì)發(fā)展不可缺少的新型材料之一。有機硅屬于資本密集、技術(shù)密集、高附加值的產(chǎn)業(yè)。許多西方發(fā)達國家都把有機硅材料作為重點新材料加以發(fā)展,如日本通產(chǎn)省把有機硅材料的開發(fā)列為把握二十一世紀(jì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù),確定為關(guān)系國家大事的“下一代規(guī)劃”。我國政府也十分重視民族有機硅工業(yè)的發(fā)展,1997年12月29日由國務(wù)院批準(zhǔn),于1998年1月1日開始執(zhí)行的《當(dāng)前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》第十六大類化工類中,將有機硅產(chǎn)品列為國家鼓勵重點發(fā)展的產(chǎn)品。2000年7月27日經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn),《當(dāng)前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄(2000年修訂)》中,“有機硅產(chǎn)品生產(chǎn)”列于第十六大類中。有機硅產(chǎn)品大致分為四大類:硅油、硅橡膠、硅樹脂、硅烷偶聯(lián)劑。有機硅單體是有機硅產(chǎn)業(yè)鏈中最基礎(chǔ)的原料,硅橡膠是最重要的有機硅產(chǎn)品之一。甲基苯基硅橡膠是目前國際上為滿足不斷增加的耐高、低溫性能要求開發(fā)出的新型硅橡膠材料,其通過在聚硅氧烷的側(cè)基上引入苯基,將甲基苯基三環(huán)體(A3)和甲基混合環(huán)體(DMC)和乙烯基環(huán)體(VMC)共同開環(huán)聚合改性而形成,其耐溫范圍由現(xiàn)有甲基乙烯基硅橡膠的—60~280℃擴展到-70~350℃,短期工作溫度可達-110~400℃,同時擴展了耐高、低溫的上下極限。甲基苯基硅橡膠除了具有甲基乙烯基硅橡膠所有優(yōu)點之外,還具有卓越的耐低溫、耐燒蝕和耐輻照等性能,且成本更低,大有取代甲基乙烯基硅橡膠的趨勢,主要應(yīng)用在航空航天,軍事還有其他一些高尖端技術(shù)。目前國內(nèi)外硅橡膠的生產(chǎn)中,以甲基乙烯基硅橡膠占主導(dǎo)地位,其耐高、低溫性能較好,為-60~280℃,目前甲基乙烯基硅橡膠的市場容量為12萬噸/年以上,在各行業(yè)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,硅橡膠的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,作為航天、航空、軍事、電子電器、發(fā)動機、工業(yè)深制冷的主要零部件的材料。隨著主機性能的提升,相應(yīng)對零部件材料性能的要求越來越苛刻,現(xiàn)有甲基乙烯基硅橡膠已無法滿足更加嚴(yán)格的耐高、低溫性能要求,零部件材料的不足則直接阻礙相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外,生產(chǎn)A3的單體-甲基苯基二氯硅烷在耐γ射線輻射的橡膠和溶液的生產(chǎn)、耐熱的樹脂和搪瓷的生產(chǎn)、具有高絕緣特性的絕緣漆的生產(chǎn)、耐熱的絕緣液體等的生產(chǎn)中;中間產(chǎn)品A3在高真空泵油和耐γ射線輻射的室溫硫化硅橡膠(RTV)以及低玻璃化溫度橡膠和耐高輻射穩(wěn)定性的橡膠等的生產(chǎn)中也皆屬于基礎(chǔ)核心技術(shù)?;谝陨蟽煞矫?,西方發(fā)達國家均將其視為核心機密,經(jīng)檢索世界七國二組織的專利情況,都沒有相關(guān)專利申請,主要采取技術(shù)秘密保護,以封鎖此類技術(shù)的擴散。因此甲基苯基硅橡膠、甲基苯基二氯硅烷和A3已成為我國現(xiàn)代國防軍工和工業(yè)化建設(shè)必不可少的重要材料,其開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展將產(chǎn)生深遠意義和重大影響。1.2項目的社會經(jīng)濟意義①帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展甲基苯基硅橡膠可用于耐高、低溫領(lǐng)域,諸如電力、電子、電器、阻燃、汽車、工業(yè)深制冷、航空、航天、國防等領(lǐng)域的生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,作為航天、航空、軍事、電子電器、發(fā)動機、工業(yè)深制冷的主要零部件的材料,其材料性能的要求越來越苛刻,長期以來,這些產(chǎn)品的生產(chǎn)和成本一直受到國外有機硅生產(chǎn)廠商的制約,高質(zhì)量低成本甲基苯基硅橡膠的國產(chǎn)化,無疑將在經(jīng)濟和技術(shù)上給這些產(chǎn)業(yè)提供更為廣闊的發(fā)展空間。②可極大地推動民族有機硅橡膠行業(yè)的發(fā)展本項目成功實施后,生產(chǎn)出的甲基苯基系列高端硅橡膠產(chǎn)品,將進一步擴大我國硅橡膠制品的應(yīng)用領(lǐng)域,提高了產(chǎn)品的技術(shù)含量,提升了產(chǎn)品檔次。并將促進相關(guān)硅橡膠應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展。③促進有機硅橡膠相關(guān)技術(shù)的發(fā)展高耐溫硅橡膠生產(chǎn)技術(shù)的核心就在于甲基苯基三環(huán)體的生產(chǎn)。甲基苯基二氯硅烷、A3還廣泛用于其他有機硅產(chǎn)品的生產(chǎn),目前中國尚無這一產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù),掌握這一核心技術(shù),對豐富我國有機硅產(chǎn)品品種有著非常重要意義。④打破外國公司的技術(shù)封鎖和對高端產(chǎn)品的市場壟斷。本項目的實施標(biāo)志著我國在耐高低溫硅橡膠領(lǐng)域打破了國外公司的技術(shù)封鎖,填補了國內(nèi)該項技術(shù)空白。在此之前,我國該種產(chǎn)品全部依賴進口,本項目產(chǎn)品投放市場后,將滿足國內(nèi)市場對耐高溫硅橡膠的需求,替代或者減少進口,打破外國公司對此高端產(chǎn)品的中國市場壟斷,走出一條我國有機硅工業(yè)自主開發(fā)的道路。2、項目概述2.1項目技術(shù)可行性和成熟性公司在國內(nèi)范圍獨家引進該技術(shù)后,以清華大學(xué)高分子研究所擁有的發(fā)明專利(專利申請?zhí)枺?0109519.6)“利用高分子催化劑制備碳官能有機氯硅烷的方法”以及精餾分離研究室在間歇減壓精餾工藝、設(shè)備優(yōu)化研究方向取得的研究成果作為技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ),與清華大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院、環(huán)境工程學(xué)院專家共同組成了課題攻關(guān)小組,對該技術(shù)進行了消化與吸收,并進行了二次創(chuàng)新;建立50噸/年甲基苯基二氯硅烷和20噸/年A3中間體試驗裝置,成功試生產(chǎn)出純度大于99.99%的高質(zhì)量A3中間體,達到俄方技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上,自主開發(fā)出了以KOH為催化劑的A3與甲基混合環(huán)體(DMC)、乙烯基環(huán)體(VMC)開環(huán)共聚合工藝,利用公司現(xiàn)有甲基乙烯基硅橡膠生產(chǎn)裝置,進行裝置部分改造,成功生產(chǎn)出100多噸甲基苯基生膠。在高性能甲基苯基硅橡膠混煉膠的研制過程中,進行了5個牌號的混煉膠配方設(shè)計,并開發(fā)了相應(yīng)的混煉工藝規(guī)程,共試生產(chǎn)5個牌號甲基苯基硅橡膠混煉膠近200噸,樣品供多家用戶使用,反應(yīng)效果較好(用戶報告見附件7.6),同時針對用戶在試用過程中反應(yīng)的問題,對技術(shù)工藝、設(shè)備、混煉配方及工藝進行了反復(fù)多次的調(diào)整,優(yōu)化了工藝方案,在此基礎(chǔ)上,已基本具備新建國內(nèi)首套500噸/年甲基苯基二氯硅烷和300噸/年A3生產(chǎn)裝置,5000噸/年甲基苯基生膠生產(chǎn)裝置和8000噸/年混煉膠生產(chǎn)線,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)基礎(chǔ)、人才基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。2.2市場預(yù)測①甲基苯基二氯硅烷單體和A3的市場預(yù)測在今后10年里世界有機硅的需求量還將以每年5~10%的速度增長,預(yù)計2010年世界有機硅單體的消費量將超過270萬噸。1993年以來,我國有機硅初級聚合物進口量以年均接近30%的速度增長,這不僅說明國內(nèi)對有機硅產(chǎn)品的需求量在加大,也反映出國內(nèi)有機硅單體中間體的供應(yīng)嚴(yán)重不足。未來五年內(nèi),國內(nèi)有機硅單體的需求量年均增長率按保守取值15%計算,2010年將達60萬噸/年,而我國2006年所能達到的最高產(chǎn)能不過40萬噸/年,而實際生產(chǎn)只有產(chǎn)能的60~70%,因此發(fā)展我國有機硅單體中間體的生產(chǎn)非常迫切,甲基苯基二氯硅烷單體和甲基苯基三環(huán)體中間體(A3)的市場前景非常廣闊。②甲基苯基硅橡膠的市場預(yù)測據(jù)中國氟硅工業(yè)協(xié)會有機硅分會預(yù)計,未來5年內(nèi),國內(nèi)甲基苯基硅橡膠的市場需求量將達到3萬噸/年,產(chǎn)值達16.8億元/年。除航空、航天、軍事等領(lǐng)域的需求外,電力、電子、電器、阻燃、汽車、發(fā)動機、工業(yè)深制冷等領(lǐng)域的需求不斷增長,其增長幅度在20%左右。2.3項目規(guī)模在考慮企業(yè)的綜合能力和市場需求的情況下,本項目規(guī)模定為新增國內(nèi)首套500噸/年甲基苯基二氯硅烷和300噸/年A3生產(chǎn)裝置,5000噸/年甲基苯基生膠生產(chǎn)裝置和8000噸/年混煉膠生產(chǎn)線。2.4項目實施方案在原有試驗裝置的實踐基礎(chǔ)上,進一步選好設(shè)備材質(zhì),降低甲基二氯硅烷和氯苯合成甲基苯基二氯硅烷的反應(yīng)溫度,提高目的產(chǎn)物的選擇性,優(yōu)化分離效果,開拓市場,培養(yǎng)和吸引人才,完善各項管理制度,加強環(huán)保措施,建設(shè)一套國內(nèi)首套500噸/年甲基苯基二氯硅烷和300噸/年A3生產(chǎn)裝置,5000噸/年甲基苯基生膠生產(chǎn)裝置和8000/年混煉膠生產(chǎn)線。2.5投金估算與資金籌措企業(yè)前期投入254萬元,項目新增總投資10095萬元,其中自籌3795萬元,銀行貸款4000萬元,申請撥款1700萬元,其中申請成果轉(zhuǎn)化資金無償撥款1200萬,貸款貼息500萬,地方配套600萬元,建設(shè)期為三年。2.6效益分析項目實施達產(chǎn)后,將實現(xiàn)新增產(chǎn)值44800萬元/年,新增凈利潤11265.15萬元/年,新增稅金5972.04萬元/年,新增創(chuàng)匯達1079萬美元/年,投資回收期3.13年3、項目計劃目標(biāo)預(yù)期目標(biāo):建成國內(nèi)首套500噸/年甲基苯基二氯硅烷和300噸/年A3生產(chǎn)裝置,5000噸/年甲基苯基生膠生產(chǎn)裝置和8000噸/年混煉膠生產(chǎn)線,填補國內(nèi)空白。項目實施達產(chǎn)后,將實現(xiàn)新增產(chǎn)值44800萬元/年,新增凈利潤11265.15萬元/年,新增稅金5972.04萬元/年,新增創(chuàng)匯達1079萬美元/年。投資估算:企業(yè)前期投入254萬元,項目新增總投資10095萬元,其中自籌3795萬元,銀行貸款4000萬元,申請撥款1700萬元,其中申請成果轉(zhuǎn)化資金無償撥款1200萬,貸款貼息500萬,地方配套600萬元。企業(yè)情況項目的技術(shù)可行性和成熟度分析(一)項目的技術(shù)創(chuàng)新性1、本項目的基本原理及關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容基本原理①熱氧老化機理熱氧老化是硅橡膠老化中最重要的一種老化形式。硅橡膠的使用環(huán)境大多是在高溫空氣下,由于熱和氧兩種因素的共同作用使其發(fā)生熱氧老化。在熱氧老化過程中,熱促進了硅橡膠的氧化,而氧促進了硅橡膠的熱降解。而影響硅橡膠老化的因素和機理是:硅橡膠的分子鏈結(jié)構(gòu)和組成是決定耐熱性能高低的主要因素。只含Si-O原子的硅橡膠主鏈,由于其柔性大,易卷曲,某些微量不純物(如水、硅羥基或殘存催化劑)能迅速引發(fā)主鏈降解。降解的難易程度不僅取決于硅橡膠本身的結(jié)構(gòu),還取決于不純物的性質(zhì)和含量。Si-O鍵的高極性也決定了它易受極性的攻擊而迅速引起主鏈的熱重排降解(見下式)。除了上述主鏈的熱重排降解外,還有側(cè)基的氧化,使反應(yīng)更加復(fù)雜。RRRRRRRSi—O—SiOxSi—O—Si△—Si—Si—+—SiOx+1RRRRRRR氧只能對硅原子化合的有機基團直接作用。顯然,圍繞主鏈的基團結(jié)構(gòu)對熱穩(wěn)定性又有極大影響,側(cè)鏈烷基團增加時,硅橡膠熱穩(wěn)定性下降。硅橡膠在合成時其末端會不同程度帶上-OH,促進硅橡膠在使用過程中發(fā)生交聯(lián),使得分子量上升,引起老化,這是因為:SiOSiOH+HOSiOSiSiO—SiO—SiO—Si+H2O硅橡膠加工時幾乎均要用白碳黑來補強,而白碳黑表面存在一定數(shù)量的活性硅羥基,同時其表面殘留的吸附水和羥基縮合產(chǎn)生的水,均使硅橡膠的耐熱性能下降,這是因為:OHO—Si—白炭黑—Si—O—Si—白炭黑+HO—Si——Si—O—Si—+H2O—Si—+H2O—Si—而且白碳黑的用量越大,帶入硅橡膠中的活性羥基愈多,對耐熱性能越為不利。另外,分子鏈端或其中的硅醇基與分子鏈中硅氧烷鍵反應(yīng),生成揮發(fā)性的環(huán)硅氧烷:大多數(shù)情況下,硅橡膠在合成過程中不可避免地殘留催化劑。無論是酸性或是堿性催化劑都對硅橡膠的熱穩(wěn)定性產(chǎn)生一定程度的影響。酸性催化劑制備的乙烯基硅橡膠在真空中350℃加熱2h,失重25%;而用堿性催化劑制備的在265而提高硅橡膠耐熱氧老化性能的途徑簡言之就是三種,1.改變硅橡膠側(cè)鏈基團的基構(gòu),如引入苯基,以防止硅橡膠側(cè)鏈基團的分解而引起分子主鏈的交聯(lián)或降解;2.在硅橡膠主鏈中引入大體積鏈段,如碳十硼烷基、亞苯基、亞苯醚基等,使硫化膠交聯(lián)鍵熱穩(wěn)定性提高;3、在膠料中加入耐熱添加劑,如三氧化二鐵,二氧化鈰等,以防止側(cè)鏈氧化交聯(lián),主鏈環(huán)化降解。②耐寒機理橡膠具有高彈性,但在低溫下,由于橡膠分子熱運動減弱,分子鏈段被凍結(jié),會逐漸失去彈性。影響橡膠耐寒性的兩個重要過程是玻璃化轉(zhuǎn)變和結(jié)晶轉(zhuǎn)變。硅橡膠硫化膠的耐寒性與玻璃化過程和結(jié)晶過程有關(guān)。二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為-125~-130℃,甲基苯基乙烯基硅橡膠為-110~-115℃,甲基乙基硅橡膠為-125℃。雖然二甲基硅橡膠和甲基乙烯基硅橡膠的玻璃化溫度很低,但其硫化膠在-50℃下放置后,由于強烈結(jié)晶而失去彈性,因此在低溫下的長時間工作能力受到了限制;用乙基或苯基取代甲基,可以破壞聚二甲基硅氧烷分子鏈的規(guī)整性,從而極大地降低聚合物的結(jié)晶溫度和結(jié)晶度,降低硫化膠的結(jié)晶性。含5%、8%和10%(摩爾分?jǐn)?shù),下同)乙基硅氧烷鏈節(jié)的硅橡膠在-78℃下的結(jié)晶半周期為20、550和870min,含30%乙基硅氧烷鏈節(jié)時不出現(xiàn)結(jié)晶。含8%~10%甲基苯基硅氧烷鏈節(jié)的硅橡膠的脆性溫度Tc為-110℃,在-78℃時的結(jié)晶半周期為4000min;而含20%甲基苯基硅氧烷或15%二苯基硅氧烷鏈節(jié)的硅橡膠在-78℃下不結(jié)晶。俄羅斯通過對非結(jié)晶性硅橡膠的研究,制得了可在-60℃、-90℃、-100℃和-120℃低溫下,在空氣、惰性氣體和真空等環(huán)境中長期工作的橡膠制品。在-70℃使用的是苯基硅橡膠CKTΦB-2101和CKTΦ從以上分析我們可以看出,在側(cè)鏈引入苯基,既可以以防止硅橡膠側(cè)鏈基團的分解而引起分子主鏈的交聯(lián)或降解,又可以破壞聚二甲基硅氧烷分子鏈的規(guī)整性,從而極大地降低聚合物的結(jié)晶溫度和結(jié)晶度,降低硫化膠的結(jié)晶性,所以甲基苯基硅橡膠能同時擴展的低溫和高溫上限。工藝路線項目的技術(shù)工藝路線可分為三個方面的內(nèi)容。1、合成甲基苯基二氯硅烷,再由其制備A3中間體。合成甲基苯基二氯硅烷:本過程的原料是甲基二氯硅烷和氯苯,利用Si-H健是極性不穩(wěn)定,在高溫下脫氫與氯苯進行側(cè)基交換反應(yīng),由苯基取代硅烷中的氫合成甲基苯基二氯硅烷,再經(jīng)冷凝精餾提純得到純度在98%以上的甲基苯基二氯硅烷,反應(yīng)方程式如下:CH3CH3Cl―Si―Cl+C6H5ClCl―Si―Cl+HClHC6H5合成A3:將合成的甲基苯基二氯硅烷進一步提純到純度99.8%以上,在耐腐蝕的搪瓷反應(yīng)釜中邊攪拌邊與水進行水解反應(yīng),利用Si-Cl與HOH進行交換水解形成Si-OH,其比Si-Cl穩(wěn)定,副產(chǎn)物為HCl,然后將水解產(chǎn)物進行中和水洗,得到中性的水解產(chǎn)物,借助催化劑在一定溫度下再經(jīng)脫水裂解及分子重排得到甲基苯基三環(huán)體(A3)和四甲基四苯基環(huán)四硅氧烷(A4)的混合物。將兩種混合物在精餾塔中,利用兩種物質(zhì)沸點的差異進行分離可得純度98%的A3,反應(yīng)式如下:此階段工藝路線可以用下圖表示:甲基苯基二氯硅烷冷凝合成甲基二氯硅烷甲基苯基二氯硅烷冷凝合成甲基二氯硅烷苯氯苯苯氯苯精餾精餾裂解沉渣裂解沉渣99.99%A3(99.99%)甲基三氯硅烷2、甲基苯基生膠的制備本工藝是將八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)和四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷、A3及甲基或乙烯基硅油封頭劑在堿性催化劑存在的條件下進行陰離子開環(huán)聚合反應(yīng),達到聚合要求后,再加入酸性(酸膠或氣相白炭黑)中和劑來中和,最后升溫去除反應(yīng)物中的低沸物,即得到甲基苯硅橡膠,我們改變加入的A3比例不同來合成不同耐溫等級的甲基苯基硅橡膠,反應(yīng)式如下:注:K為CH3或-CH=CH2此階段工藝路線可以用下圖表示:原料計量原料計量真空脫水二次脫水聚合脫低分子產(chǎn)品DMC、VMC、A3封頭劑、催化劑 回收利用3、甲基苯基硅橡膠混煉膠的制備。工藝流程框圖如下:配膠配膠冷煉熱煉包輥薄通濾膠包裝甲基苯基硅橡膠本身有很高的耐高低溫和耐老化、絕緣等性能,但其它生膠狀態(tài)下強度化,無法加工成產(chǎn)品,只有通過添加納米級的補強填料,如氣相或沉淀法白炭黑,和其他輔助材料如分散劑,內(nèi)脫模劑未提高其物理機械性能和加工性能,并能適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。該部分的技術(shù)方案:將自主開發(fā)的技術(shù)成果——不縮合羥基硅油作為抗結(jié)構(gòu)化控制劑;苯基羥基硅油和乙烯基三乙氧基硅烷作為協(xié)同處理劑處理氫氧化鋁填料;采用專利技術(shù)動態(tài)高溫處理氫氧化鋁阻燃填料,實施工業(yè)化生產(chǎn)。本項目在混煉膠專用料的配方設(shè)計中注重保證硫化制品的耐高低溫性能和物理機械性能指標(biāo),并充分考慮膠料的加工性能,基礎(chǔ)配方如下:甲基苯基生膠100份;白炭黑25~45份;羥基硅油(結(jié)構(gòu)化控制劑)5~6份;脫模劑0.1~0.3份;氫氧化鋁5~10份;耐熱添加劑5~10份;其它助劑3~5份。1.3關(guān)鍵技術(shù)①甲基苯基二氯硅烷的高溫合成②甲基苯基二氯硅烷水解、裂解合成A3前的精餾提純③A3的分離提純④甲基苯基硅橡膠的合成⑤耐高溫分散劑的合成⑥阻燃耐高溫分散劑的合成⑦阻燃耐高溫?zé)o機填料的處理2、項目創(chuàng)新點在獨家引進俄羅斯國家元素有機化合物化學(xué)與工藝科學(xué)研究院開發(fā)成功的Know-how“甲基苯基二氯硅烷單體、A3中間體”二個制備工藝軟件包的基礎(chǔ)上,通過與清華大學(xué)共同消化與吸收,進行二次創(chuàng)新,完善了甲基苯基二氯硅烷單體、A3中間體的制備工藝,提高了制備效率;并自主開發(fā)出后續(xù)的甲基苯基生膠、混煉膠的生產(chǎn)工藝,增強了基礎(chǔ)聚合物及終端產(chǎn)品的品質(zhì),完善了三廢排放處理,形成了七項創(chuàng)新成果,中試產(chǎn)品經(jīng)用戶使用達到國外標(biāo)準(zhǔn),達到國際先進水平。①開發(fā)出了甲基二氯硅烷與氯苯一步法反應(yīng)制備甲基苯基二氯硅烷(MphSiCl2)的工藝,代替引進俄羅斯技術(shù)的多步法合成工藝,簡化了流程,提高了反應(yīng)目的產(chǎn)物的收率。②開發(fā)出了板式塔和填料塔相結(jié)合、連續(xù)與間歇操作相結(jié)合的多塔精餾工藝流程,精餾效率大大提高,能耗大大降低,A3的產(chǎn)品純度穩(wěn)定控制在99.99%以上。③A3的三廢的處理和綜合利用上,開發(fā)出了含苯、一甲基三氯硅烷廢水的萃取分離工藝,完善了三廢處理技術(shù),所有三廢均做到了達標(biāo)排放。④自主開發(fā)了A3與甲基混合環(huán)體(DMC)、乙烯基環(huán)體(VMC)開環(huán)共聚合生產(chǎn)甲基苯基生膠生產(chǎn)工藝。⑤在甲基苯基硅橡膠生產(chǎn)過程中,開發(fā)出噴淋脫水工藝,對原料甲基混合環(huán)體中含有的微量水分進行有效脫除,該項技術(shù)已申請中國專利。⑥在甲基苯基硅橡膠混煉膠生產(chǎn)過程中,開發(fā)出了不縮合羥基硅油作為混煉膠的抗結(jié)構(gòu)化控制劑,使混煉膠的物理機械性能和加工性能獲得較大改善,同時產(chǎn)品貯存時間大大延長,填補了國內(nèi)空白。3、項目的成果、技術(shù)來源情況概括說來就是:完善引進的中間體原料制備技術(shù),自主開發(fā)終端產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。技術(shù)內(nèi)容說明A3A3填補了國內(nèi)乃至亞洲甲基苯基硅橡膠全流程生產(chǎn)技術(shù)的空白,產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo),特別是耐高、低溫性能(-70~350℃),與國外同類產(chǎn)品相當(dāng),本項目制備技術(shù)針對化工產(chǎn)品的特點,充分運用知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略,混煉膠、催化劑配方采用技術(shù)秘密保護,工藝部分創(chuàng)新成果采用專利保護,已申請4項專利,其中發(fā)明專利3項:“有機硅高溫膠原料甲基混合環(huán)體脫除微量水的方法及裝置”(專利申請?zhí)?00510037925.4);“一種用于硅橡膠阻燃填加劑氫氧化鋁動態(tài)高溫處理方法”(專利申請?zhí)?00510037924.X);“用于注射成型復(fù)合硅橡膠絕緣子混煉膠專用料的制備方法”(專利申請?zhí)?00510037923.5);實用新型1項,“一種有機硅高溫膠原料甲基混合環(huán)體脫除微量水的裝置”(專利申請?zhí)?00520069391.9),圍繞整個產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,基本構(gòu)建了自主知識產(chǎn)權(quán)體系,且由本公司獨家實施產(chǎn)業(yè)化。(專利受理通知書見附件4.2)4、項目國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及采取的措施4.1項目國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀甲基苯基硅橡膠是20世紀(jì)50年代初由美國道康寧(D.C)公司首先研制成功,前蘇聯(lián)也在1970年生產(chǎn)出甲基苯基硅橡膠(產(chǎn)品牌號為CKTΦB-803、CKTΦB-2101),甲基苯基硅橡膠生產(chǎn)技術(shù)的核心是甲基苯基二氯硅烷單體和中間體的生產(chǎn)技術(shù)。目前,美國和俄羅斯的甲基苯基單體和中間體的生產(chǎn)技術(shù)水平在世界上處于領(lǐng)先地位,美國采用的是甲基二氯硅烷與氯苯在650℃高溫下進行反應(yīng)合成甲基苯基二氯硅烷的熱縮法,俄羅斯采用的是甲基二氯硅烷在銅系催化劑作用下于400~500℃通入氯苯和氯甲烷反應(yīng)合成甲基苯基二氯硅烷我國有上海樹脂廠和吉林化學(xué)工業(yè)公司研究院分別開展過甲基苯基硅橡膠的研制,但其采用的是光照法和伍爾茲法制備中間體原料,由于技術(shù)難度大,工藝復(fù)雜,產(chǎn)品收率低,因此成本極高,均未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),且上海樹脂廠已經(jīng)停止生產(chǎn),每年只有吉化研究院提供少量的試驗室產(chǎn)品供國家航空航天使用。就國內(nèi)硅橡膠行業(yè)而言,目前生產(chǎn)高耐溫硅橡膠混煉膠的方法是采用混煉時填加耐熱添加劑,擴展耐高溫程度有限,一般只能達到280℃左右,而對耐低溫性能的提高則絲毫沒有辦法,國內(nèi)生產(chǎn)高耐溫硅橡膠混煉膠規(guī)模最大的企業(yè)主要有兩家:一是本公司,另一家為東爵精細化工(南京)有限公司,其以耐高溫甲基乙烯基硅橡膠產(chǎn)品為主,產(chǎn)品的耐高、低溫范圍為-60~280℃,而本項目生產(chǎn)的苯基硅橡膠的耐高、低溫度為-70~350℃,比較二者的機械物理性能,本產(chǎn)品的性能指標(biāo)已全面超過東爵公司的產(chǎn)品因此甲基苯基二氯硅烷、甲基苯基三環(huán)體(A3)的生產(chǎn)工藝已成為制約我國甲基苯基硅橡膠發(fā)展的技術(shù)瓶頸,新型硅橡膠材料的缺乏嚴(yán)重制約了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。技術(shù)對比及存在問題①甲基苯基硅橡膠中間體制備技術(shù)的比較:甲基苯基硅橡膠生產(chǎn)技術(shù)的核心是甲基苯基二氯硅烷和A3中間體的生產(chǎn)技術(shù)。下表8列出了目前國外各種不同的制備甲基苯基單體和中間體的工藝路線,與本項目二次創(chuàng)新開發(fā)的A3技術(shù)對比如下:表8國外單體制備技術(shù)與本項目的單體制備技術(shù)的對比國外本項目技術(shù)1.苯基三氯硅烷和甲基三氯硅烷在乙醚等溶劑中利用甲基鹵化鎂或苯基鹵化鎂的格式法(美國GE公司)本項目開發(fā)的甲基二氯硅烷與氯苯一步法直接反應(yīng)制備甲基苯基二氯硅烷2.甲基二氯硅烷與氯苯在650℃高溫下進行反應(yīng)的熱縮法3.硅粉在銅催化劑作用下于400~500℃4.氯苯與甲基二氯硅烷單體在銅系催化體系作用下的反應(yīng)(俄羅斯元素有機所)特點使用大量溶劑、工藝較復(fù)雜、反應(yīng)溫度高、反應(yīng)壓力大、收率低、副產(chǎn)物多、能源消耗大、成本高不用溶劑、工藝簡單,單程轉(zhuǎn)化率高,副產(chǎn)物少,能量消耗小,成本低、三廢處理進行有效處理,達標(biāo)排放更穩(wěn)定、可靠的處理,達標(biāo)排放②甲基苯基生膠生產(chǎn)技術(shù)本項目甲基苯基生膠的制備方法采用自主研發(fā)的A3與甲基混合環(huán)體(DMC)、乙烯基環(huán)體(VMC)在KOH催化劑的作用下,通過開環(huán)共聚合、脫低分子得到生膠產(chǎn)品。該工藝的優(yōu)點是工藝簡單,易于工業(yè)化放大,產(chǎn)品收率高,生膠產(chǎn)品質(zhì)量好。該工藝路線與俄羅斯、美國D.C公司等掌握A3生產(chǎn)技術(shù)的國外公司相似。但國外公司的工藝,經(jīng)檢索國內(nèi)外專利文獻,都沒有相關(guān)的專利申請,估計只作為專有技術(shù)加以保護,本項目以A3中間體與甲基混合環(huán)體(DMC)、乙烯基環(huán)體(VMC)在KOH催化劑的作用下制備甲基苯基生膠的反應(yīng)式如下:(CH3)3SiOSi(CH3)3+x/4[(CH3)2SiO]4+y/4[(CH3)PhSiO]4+z/4[(CH3)ViSiO]4KOH(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]x[(CH3)PhSiO]y[(CH3)ViSiO]zΔ③甲基苯基混煉膠生產(chǎn)技術(shù)對比表9是甲基苯基硅橡膠混煉膠生產(chǎn)技術(shù)對比表9混煉膠生產(chǎn)技術(shù)對比國外混煉膠生產(chǎn)技術(shù)本項目產(chǎn)品針對性強,專用料開發(fā),牌號較多產(chǎn)品針對性強,5個牌號生膠質(zhì)量好:原料雜質(zhì)少,催化劑為第二代的氫氧化鉀,單套裝置生產(chǎn)能力已達10000噸/年以上生膠質(zhì)量較好:原料雜質(zhì)多,催化劑為第二代的氫氧化鉀,單套裝置生產(chǎn)能力已達5000噸/年使用助劑品種多,處理效果好,成本較高采用專利技術(shù)進行處理的氫氧化鋁阻燃劑,采用不縮合羥基硅油作為結(jié)構(gòu)化控制劑,處理效果好混煉工藝先進,多為全系統(tǒng)密煉冷煉和熱煉為密煉,薄通為開煉,混煉工藝嚴(yán)格④產(chǎn)品性能比較表10國內(nèi)、美國D.C公司、俄羅斯產(chǎn)品性能對比表性能指標(biāo)國內(nèi)HD—8360美國D.C公司DH11俄羅斯БГ655硬度,邵氏A度40~6837~6738~60拉伸強度,MPa7.2~8.77.0~9.26.5~8.0扯斷伸長率,%500~730550~700600~700抗撕裂強度,KN/m≥36.233~3829~35壓縮永久變形,%,70h/1001.1~20.85~21.5~2.5耐溫范圍,℃-110~325-113~320-110~310從以上各項技術(shù)比較可以看出,就甲基苯基二氯硅烷和A3生產(chǎn)技術(shù)而言,我們已經(jīng)處在國際領(lǐng)先水平,主要差距主要體現(xiàn)在:單體、硅橡膠的單套裝置生產(chǎn)能力存在差距,例如國外甲基氯硅烷單體生產(chǎn)裝置進一步擴大,目前流化反應(yīng)器直徑已達4米,單臺流化床反應(yīng)器的生產(chǎn)能力已達7萬噸/年,全部流程采用計算機控制,生產(chǎn)效率提高迅速,原料消耗值接近理論值,技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)更加合理,并且注重節(jié)能和綜合利用。而我國甲基氯硅烷單體生產(chǎn)的流化床直徑較小,最大直徑只有2.8米,單臺設(shè)備能力不足5萬噸/年,在原料消耗、產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)以及二甲單體的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品純度等方面與國外相比上有較大差距。目前我們的單套裝置生產(chǎn)能力已經(jīng)能滿足項目達產(chǎn)時甲基苯基硅橡膠8000噸的產(chǎn)量,單套裝置生產(chǎn)能力放大問題將是我們2期工程的重點攻關(guān)問題。國外混煉工藝先進,多為全系統(tǒng)密煉,我們的混煉技術(shù)中冷煉和熱煉為密煉,薄通為開煉,混煉工藝嚴(yán)格。國外原料及輔料雜質(zhì)少,我們所采用的原料由于采購渠道的變化,純度也會上下波動。(二)項目的成熟性和可靠性在國內(nèi)范圍獨家引進該技術(shù)后,以清華大學(xué)高分子研究所擁有的發(fā)明專利(專利申請?zhí)枺?0109519.6)“利用高分子催化劑制備碳官能有機氯硅烷的方法”以及精餾分離研究室在間歇減壓精餾工藝、設(shè)備優(yōu)化研究方向取得的研究成果作為技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ),與清華大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院、環(huán)境工程學(xué)院專家共同組成了課題攻關(guān)小組,對該技術(shù)進行了消化與吸收,并進行了二次創(chuàng)新;建立了50噸/年甲基苯基二氯硅烷和20噸/年A3中間體試驗裝置,成功試生產(chǎn)出純度大于99.99%的高質(zhì)量A3中間體,達到俄方技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上,自主開發(fā)出了以KOH為催化劑的A3與甲基混合環(huán)體(DMC)、乙烯基環(huán)體(VMC)開環(huán)共聚合工藝,利用公司現(xiàn)有甲基乙烯基硅橡膠生產(chǎn)裝置,進行裝置部分改造,成功生產(chǎn)出100多噸甲基苯基生膠。在高性能甲基苯基硅橡膠混煉膠的研制過程中,進行了5個牌號的混煉膠配方設(shè)計,并開發(fā)了相應(yīng)的混煉工藝規(guī)程,試生產(chǎn)出5個牌號甲基苯基硅橡膠混煉膠近200噸,樣品供多家用戶使用,反應(yīng)效果較好(見附件7.6:用戶報告),同時針對用戶在試用過程中反應(yīng)的問題,對技術(shù)工藝、設(shè)備、混煉配方及工藝進行了反復(fù)多次的調(diào)整,解決了出現(xiàn)的問題。通過上述開發(fā)工作,已形成甲基苯基硅橡膠混煉膠全流程生產(chǎn)技術(shù),該技術(shù)中試工藝流程全部打通,工藝參數(shù)基本確定,并融入了數(shù)項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù),已申請了4項中國專利。經(jīng)二次創(chuàng)新和自主開發(fā)所形成的甲基苯基硅橡膠混煉膠全流程生產(chǎn)技術(shù)水平總體上超過了引進的俄羅斯技術(shù),達到了世界先進水平?,F(xiàn)已經(jīng)開發(fā)出的5個牌號的甲基苯基硅橡膠混煉膠產(chǎn)品,經(jīng)用戶試用,表明其技術(shù)指標(biāo),尤其是耐高、低溫性能指標(biāo)均達到國外同類產(chǎn)品先進水平。四、項目產(chǎn)品市場分析1、本項目產(chǎn)品的用途、應(yīng)用領(lǐng)域及需求量、未來市場預(yù)測;項目產(chǎn)品的經(jīng)濟壽命期;相關(guān)替代產(chǎn)品及其競爭力比較1.1本項目產(chǎn)品的主要用途、應(yīng)用領(lǐng)域及需求量,未來市場預(yù)測對有機硅下游產(chǎn)品應(yīng)用廠家的調(diào)查表明,目前中國有機硅市場供需失衡的形勢嚴(yán)峻,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,供應(yīng)沒有保障,價格偏高,給下游產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來很大的壓力和風(fēng)險。據(jù)中國氟硅有機材料工業(yè)協(xié)會介紹,目前國內(nèi)產(chǎn)品的品種和產(chǎn)品的品級難以滿足各應(yīng)用領(lǐng)域的需求,尤其是高科技行業(yè)的需求。甲基苯基硅橡膠可用于耐高、低溫領(lǐng)域,諸如電力、電子、電器、阻燃、汽車、工業(yè)深制冷、航空、航天、國防等。例如:耐-90℃~350℃高低溫硅橡膠電線電纜、高性能耐熱阻燃硅橡膠、各種耐高低溫和高絕緣要求的硅橡膠密封制品和零件如飛機、火箭、衛(wèi)星的密封條、絕緣漆、電線、電纜、儀器儀表的密封絕緣。在神舟五號上,很多地方都用到了甲基苯基硅橡膠。下圖2生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備催化劑生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)控制劑氣相法白碳黑填充劑、添加劑甲基苯基生膠硅橡膠混煉膠硅橡膠制品汽車行業(yè)電器電子航空航天工業(yè)制冷電力DMC環(huán)體A3環(huán)體VMC環(huán)體甲基苯基二氯硅烷等單體生產(chǎn)高純硅催化劑甲醇甲基二氯硅烷氯苯圖2本項目實施后將帶動的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈隨著美國的航天航空技術(shù),軍工技術(shù)、汽車工業(yè)、電力電子等尖端領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展,其甲基苯基硅橡膠需求量每年都在4萬噸/年以上,且還有增長趨勢,此外甲基苯基硅橡膠已經(jīng)逐步向其他一些民用產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域擴展,美國通用電氣公司(GE),道康寧公司(D.C)生產(chǎn)的甲基苯基硅橡膠每年除了滿足本國市場需求以外,僅有少量出口;俄羅斯地處高寒地帶,此類產(chǎn)品主要應(yīng)用在軍工上,民用較少,其需求量每年都在1.5萬噸/年左右。隨著我國經(jīng)濟總量的迅速增長,未來幾年內(nèi)硅橡膠總需求量將突破20萬噸/年的大關(guān),其中對耐溫等級更高的甲基苯基硅橡膠的需求將占到總需求量的20%左右,且以每年20%左右的速度增長,并有逐漸取代甲基乙烯基硅橡膠之勢,預(yù)計未來5年內(nèi)將達到3萬噸/年的市場容量,產(chǎn)值達16.8億元/年。長期以來,國內(nèi)有機硅單體生產(chǎn)技術(shù)相對落后,有機硅下游工業(yè)的迅猛發(fā)展使有機硅單體供不應(yīng)求,缺口很大。據(jù)統(tǒng)計,目前中國60%~70%的有機硅產(chǎn)品依靠進口。海關(guān)進口資料顯示,中國2004年有機硅產(chǎn)品供求差距超過20萬噸。而從過去5年的走勢來看,供求之間的差距在不斷擴大。甲基苯基二氯硅烷單體除用來生產(chǎn)A3外,還可應(yīng)用于以下方面:耐γ射線輻射的橡膠和溶液;耐熱的樹脂和搪瓷。具有高絕緣特性的絕緣漆;耐熱的絕緣液體。中間產(chǎn)品A3除可用來生產(chǎn)甲基苯基硅橡膠外,還可應(yīng)用于:生產(chǎn)高真空泵油;生產(chǎn)耐γ射線輻射的室溫硫化硅橡膠(RTV)低玻璃化溫度橡膠和耐高輻射穩(wěn)定性的橡膠。在今后10年里世界有機硅的需求量還將以每年5~10%的速度增長,預(yù)計2010年世界有機硅單體的消費量將超過270萬噸。1993年以來,我國有機硅初級聚合物進口量以年均接近30%的速度增長,這不僅說明國內(nèi)對有機硅產(chǎn)品的需求量在加大,也反映出國內(nèi)有機硅單體中間體的供應(yīng)嚴(yán)重不足。未來五年內(nèi),國內(nèi)有機硅單體的需求量年均增長率按保守取值15%計算,2010年將達60萬噸.年,而我國2006年所能達到的最高產(chǎn)能不過40萬噸/年,而實際生產(chǎn)將只有產(chǎn)能的60~70%,因此發(fā)展我國有機硅單體中間體的生產(chǎn)非常迫切,甲基苯基二氯硅烷有單體和甲基苯基三環(huán)體中間體(A3)的市場前景非常廣闊。1.2、產(chǎn)品的經(jīng)濟壽命期:苯基硅橡膠20世紀(jì)50年代初期由美國研制成功,前蘇聯(lián)也在1970年生產(chǎn)出苯基硅橡膠,該產(chǎn)品在航天航空技術(shù),軍工技術(shù)、汽車工業(yè)、電力電子等尖端領(lǐng)域技術(shù)的應(yīng)用不斷增加,且以每年20%左右的速度增長。本項目生產(chǎn)的苯基硅橡膠屬于國內(nèi)首創(chuàng),其硬度、拉伸強度、扯斷伸長率、抗撕裂強度、壓縮永久變形,耐溫范圍等多項指標(biāo)都達到國外同類產(chǎn)品的水平。由于國外技術(shù)的長期封鎖,我國耐溫等級較高的甲基苯基硅橡膠產(chǎn)品長期依賴進口,而且數(shù)量上受到制約,只能滿足科研工作的需要,無法滿足我國日益增長的電力、電子、電器、阻燃、汽車、工業(yè)深制冷、航空、航天、國防等技術(shù)領(lǐng)域的需求,如耐-90℃~350℃因此,苯基硅橡膠盡管出現(xiàn)了半個世紀(jì),但因其優(yōu)良的材料性能,作為甲基乙烯基硅橡膠的替代產(chǎn)品,它在各個領(lǐng)域的作用將隨著人們對之認識的加深,而得到進一步的發(fā)展,用途將越來越廣泛,因此該產(chǎn)品在未來具有較強的生命力。目前它正處于壽命周期的成長期。1.3、相關(guān)替代產(chǎn)品及其競爭力比較:就國內(nèi)硅橡膠行業(yè)而言,目前生產(chǎn)高耐溫硅橡膠混煉膠的方法是在混煉時以甲基乙烯基硅橡膠填加耐熱添加劑,擴展耐高溫程度有限,一般只能達到280℃左右,而對耐低溫性能的提高則絲毫沒有辦法,而甲基苯基硅橡膠通過在聚硅氧烷的側(cè)基上引入苯基,將甲基苯基三環(huán)體和甲基混合環(huán)體(DMC)和乙烯基環(huán)體(VMC)共同開環(huán)聚合改性而形成,其耐溫范圍由現(xiàn)有甲基乙烯基硅橡膠的—60~280℃擴展到—70~350℃,同時擴展了耐高、低溫的上下極限。甲基苯基硅橡膠除了具有甲基乙烯基硅橡膠所有優(yōu)點之外,還具有卓越的耐低溫、耐燒蝕和耐輻照等性能,且成本更低,大有取代甲基乙烯基硅橡膠的趨勢。在主鏈中引入大體積鏈段,用這種技術(shù)進行改性的硅橡膠高溫性能很好,最成功的例子是美國的硅硼橡膠和中國科學(xué)院化學(xué)研究所研制的硅氮橡膠,這兩種硅橡膠雖然都能耐350℃從以上分析可以看出,從工藝角度來講,甲基苯基硅橡膠的生產(chǎn)技術(shù)不如在主鏈中引入大體積鏈段的技術(shù)復(fù)雜,成本低,因為它不是加入側(cè)鏈而是加入側(cè)基,從效果而言,它的耐高溫可達350℃,低溫可達-70℃,雖然較其還有些差距,但比較在甲級乙烯基硅橡膠填加耐熱添加劑來說,改性效果要好的多,已經(jīng)能充分滿足工業(yè)升級對硅橡膠耐高低溫性能的要求,預(yù)計將來二十年內(nèi)因此目前尚未有相關(guān)替代產(chǎn)品。2、本項目產(chǎn)品國內(nèi)主要研制單位及開發(fā)生產(chǎn)情況我國雖然在20世紀(jì)80年代中期由上海樹脂廠和吉林化學(xué)工業(yè)公司研究院分別開展過甲基苯基硅橡膠研究,但其采用的是光照法和伍爾茲法制備中間體原料,由于技術(shù)難度大,工藝復(fù)雜,產(chǎn)品收率低,因此成本極高,均未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),且上海樹脂廠已經(jīng)停止生產(chǎn),每年只有吉化研究院提供少量的試驗室產(chǎn)品供國家航空航天使用。因此目前國內(nèi)還沒有規(guī)?;a(chǎn)甲基苯基硅橡膠的廠家。3、國內(nèi)外市場競爭能力本項目產(chǎn)業(yè)化實施后,將填補國內(nèi)這一產(chǎn)品領(lǐng)域的空白。由于國外公司產(chǎn)品價格高,出口到國內(nèi)市場的量非常少,且限制航空航天和國防工業(yè)等領(lǐng)域的進口,因此本項目開發(fā)的該系列產(chǎn)品具有廣闊的前景。其原因如下:①產(chǎn)品性能優(yōu)良。產(chǎn)品性能接近國際同類產(chǎn)品先進水平。③成本更低。本公司正在建設(shè)3萬噸/年有機硅甲基氯硅烷生產(chǎn)廠,硅氧烷原料將全部實現(xiàn)自給,形成上下游一體的產(chǎn)業(yè)鏈,核心中間體原料A3的自主生產(chǎn)、混煉膠制備過程中使用的抗結(jié)構(gòu)化控制劑——不縮合羥基硅油的制備,是填補國內(nèi)空白的兩項生產(chǎn)技術(shù),已不需花高額代價從國外進口,因此本產(chǎn)品相對進口同類甲基苯基硅橡膠產(chǎn)品具有較大的成本優(yōu)勢。④市場營銷優(yōu)勢。本公司為國內(nèi)硅橡膠行業(yè)的龍頭企業(yè),已建立起了覆蓋全國的銷售網(wǎng)絡(luò),建立健全了完善的營銷體系。⑤行業(yè)地位優(yōu)勢。本公司為國內(nèi)硅橡膠行業(yè)的龍頭企業(yè),生產(chǎn)的各種硅橡膠產(chǎn)品占據(jù)國內(nèi)30%的市場,形成了很強的規(guī)模效應(yīng),具有行業(yè)優(yōu)勢。綜上所述,本項目產(chǎn)品性能成本有著較強優(yōu)勢,產(chǎn)品具有較強的市場競爭能力,能夠替代進口,根據(jù)中國氟硅工業(yè)協(xié)會有機硅分會的預(yù)計,2010年甲基苯基硅橡膠的市場需求量以3萬噸/年來計算,增長比率為20%,2008年甲基苯基硅橡膠的市場需求量為2萬噸/左右,考慮到國內(nèi)的進口量,項目達產(chǎn)時產(chǎn)量為市場占有率為35%左右。我們將根據(jù)市場擴大產(chǎn)量,爭取更大的市場份額。五、項目計劃與考核目標(biāo)
1、總體目標(biāo)項目新增總投資10095萬元,其中自籌3795萬元,銀行貸款4000萬,申請撥款1700萬元,其中申請成果轉(zhuǎn)化資金無償撥款1200萬,貸款貼息500萬,地方配套600萬元。企業(yè)已完成前期投入:254萬元,在已建成的50噸/年的甲基苯基二氯硅烷和20噸/年的甲基苯基三環(huán)體(A3)中試裝置的基礎(chǔ)上,建設(shè)500噸/年的甲基苯基二氯硅烷和300噸/年甲基苯基三環(huán)體(A3)生產(chǎn)裝置和與之配套的5000噸/年甲基苯基生膠生產(chǎn)裝置,新上5條甲基苯基硅橡膠混煉膠生產(chǎn)線,使耐高溫硅橡膠混煉膠的產(chǎn)品規(guī)模達到8000噸/年,基本覆蓋國內(nèi)30%以上的耐高、低溫硅橡膠的消費市場。2、技術(shù)創(chuàng)新指標(biāo)開發(fā)出高性能甲基苯基硅橡膠產(chǎn)品的全流程工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù),填補國內(nèi)乃至亞洲空白;工業(yè)化產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達到國際先進水平。在產(chǎn)業(yè)化實施過程中,研發(fā)工作圍繞裝置放大的工程化研究、成果的產(chǎn)業(yè)化實施進行,所開發(fā)的新技術(shù)、新工藝、新裝備在前期開發(fā)階段已申請4項中國專利的基礎(chǔ)上,再申請中國專利3項,具體的創(chuàng)新目標(biāo)鎖定在:①甲基二氯硅烷與氯苯一步法反應(yīng)制備甲基苯基二氯硅烷工藝;②不縮合羥基硅油作為抗結(jié)構(gòu)化控制劑用于混煉膠產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝方法;③A3與甲基混合環(huán)體(DMC)、乙烯基環(huán)體(VMC)在KOH催化劑的作用下,通過開環(huán)共聚合、脫低分子生產(chǎn)甲基苯基生膠的工藝方法。3、產(chǎn)品性能指標(biāo)A3的技術(shù)指標(biāo):外表為白色的結(jié)晶粉末;基本物質(zhì)含量不低于99.8%,熔點在85℃~95℃之間。甲基苯基生膠的產(chǎn)品指標(biāo):分子量:45~80萬;苯基含量:6~10%,乙烯基含量:0.1~0.4%;揮發(fā)份:甲基苯基硅橡膠混煉的技術(shù)指標(biāo),如表11所示:表11甲基苯基硅橡膠混煉膠的技術(shù)指標(biāo)性能指標(biāo)值硬度邵氏A度40~48拉伸強度mPa7.2~8.7扯斷伸長率%500~730%抗撕裂強度KN/m≥36.2壓縮永久變形%70h/100耐溫范圍℃-70~3504、經(jīng)濟與社會發(fā)展目標(biāo)項目實施期內(nèi)預(yù)計累計新增產(chǎn)值58240萬元,新增凈利潤14268.79萬元,新增稅金7578.51萬元,新增創(chuàng)匯可達到1403萬美元。投產(chǎn)后產(chǎn)量會逐年遞增,利稅亦逐年遞增,項目實施達產(chǎn)后三年,可實現(xiàn)新增產(chǎn)值44800萬元/年,新增凈利潤11265.15萬元/年,新增稅金5972.04萬元/年。年新增創(chuàng)匯達1079萬美元。產(chǎn)品填補國內(nèi)空白,打破國外技術(shù)壁壘,帶動江蘇硅橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進有機硅產(chǎn)業(yè)成為江蘇經(jīng)濟發(fā)展的新增長點。5、年度考核目標(biāo)本項目實施周期為三年,計劃安排如下:時間實施目標(biāo)2005.12~2006.5新建生產(chǎn)A3廠房,進行非標(biāo)設(shè)備的工程設(shè)計,定制、其他設(shè)備的購買,進行原料市場調(diào)研、企業(yè)生產(chǎn)人員培訓(xùn),論證A3產(chǎn)業(yè)化工藝流程和產(chǎn)品方案。在完成中試的基礎(chǔ)上初步確定擴大生產(chǎn)的工藝參數(shù),完成設(shè)備安裝、調(diào)試。2006.6~2006.11編制完成A3的工藝技術(shù)流程、崗位操作流程、安全技術(shù)流程等技術(shù)文件,購買原料,裝置試車,在試車過程中優(yōu)化A3生產(chǎn)裝置合成反應(yīng)溫度、壓力、精餾工藝操作參數(shù)與操作彈性;確定原料消耗指標(biāo)、動力消耗指標(biāo)、考察三廢處理設(shè)施的運行狀況與效果,進而達到連續(xù)、穩(wěn)定開車。改造現(xiàn)有的以KOH為催化劑的甲基乙烯基高溫膠生產(chǎn)裝置,進行原料市場調(diào)研、操作人員培訓(xùn),論證產(chǎn)業(yè)化工藝流程和產(chǎn)品方案,在完成中試的基礎(chǔ)上初步確定擴大生產(chǎn)的工藝參數(shù),完成設(shè)備安裝、調(diào)試,進行試生產(chǎn)。2006.12~2007.5建成500噸/年的甲基苯基二氯硅烷和300噸/年甲基苯基三環(huán)體(A3)生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)線達到連續(xù)、穩(wěn)定開車,生產(chǎn)出250噸技術(shù)指標(biāo)達標(biāo)的甲基苯基二氯硅烷,150噸技術(shù)指標(biāo)達標(biāo)的甲基苯基三環(huán)體(A3)。A3的技術(shù)指標(biāo):外表為白色的結(jié)晶粉末;基本物質(zhì)含量不低于99.8%,熔點在85℃~95改編完成生膠的工藝技術(shù)流程、崗位操作流程、安全技術(shù)流程等技術(shù)文件,待A3可以較為連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)時,購買原料,開始裝置試車,在試車過程中優(yōu)化生膠生產(chǎn)裝置合成反應(yīng)溫度、壓力、等工藝操作參數(shù)與操作彈性;確定原料消耗指標(biāo)、動力消耗指標(biāo)、進而達到連續(xù)、穩(wěn)定開車。進行甲基苯基硅橡膠混煉膠非標(biāo)設(shè)備的工程設(shè)計,定制、其他設(shè)備的購買,改造現(xiàn)有的甲基乙烯基混煉膠生產(chǎn)裝置。進行操作人員培訓(xùn),論證不同牌號的配方設(shè)計、產(chǎn)業(yè)化工藝流程和產(chǎn)品方案,在完全中試的基礎(chǔ)上初步確定擴大生產(chǎn)的工藝參數(shù),完成設(shè)備安裝調(diào)試,開始試生產(chǎn)。2007.6~2007.11建成3000噸/年甲基苯基硅橡膠生膠生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)線達到連續(xù)、穩(wěn)定開車,生產(chǎn)出達到預(yù)期性能指標(biāo)的2500頓的甲基苯基硅橡膠生膠。甲基苯基生膠的產(chǎn)品指標(biāo):分子量:45~80萬;苯基含量:6~10%,乙烯基含量:0.1~0.4%;揮發(fā)份:≤2%。編制完成混煉膠的工藝技術(shù)流程、崗位操作流程、安全技術(shù)流程等技術(shù)文件,待生膠可以較為連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)時,購買原料,開始裝置試車,在試車過程中優(yōu)化混煉生產(chǎn)裝置合成反應(yīng)溫度、壓力等工藝操作參數(shù)、操作彈性和配方設(shè)計;確定原料消耗指標(biāo)、動力消耗指標(biāo),形成5個牌號以上的混煉膠牌號,改造完畢2條混煉膠生產(chǎn)線,形成4000噸/年的高性能甲基苯基硅橡膠混煉膠的生產(chǎn)線,并生產(chǎn)出性能指標(biāo)合格的甲基苯基硅橡膠混煉膠。甲基苯基硅橡膠混煉膠的技術(shù)指標(biāo):硬度:40~48邵氏A度拉伸強度:7.2~8.7mPa扯斷伸長率:500~730%抗撕裂強度:≥36.2KN/m壓縮永久變形:70h/100耐溫范圍:-70~350℃申請具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利2-3項,項目實現(xiàn)銷售收入2.24億元。2007.12~2008.5擴大甲基苯基硅橡膠生膠的生產(chǎn)規(guī)模,建成5000噸/年甲基苯基硅橡膠生膠生產(chǎn)裝置,保持生產(chǎn)線連續(xù)、穩(wěn)定開車。擴大甲基苯基硅橡膠混煉膠的生產(chǎn)規(guī)模,建成8000噸/年甲基苯基硅橡膠混煉膠生產(chǎn)裝置,保持生產(chǎn)線連續(xù)、穩(wěn)定開車。2008.6~2008.11生產(chǎn)出4000噸性能指標(biāo)合格的甲基苯基硅橡膠生膠,6400噸性能指標(biāo)合格的甲基苯基硅橡膠混煉膠。申請具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利2-3項,形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,項目實現(xiàn)銷售收入3.584億元。項目通過驗收。6、年度計劃安排時間安排實施內(nèi)容、目標(biāo)2005.12~2006.2新建用于生產(chǎn)A3廠房,進行非標(biāo)設(shè)備的工程設(shè)計,定制、購買其他設(shè)備。2006.3~2006.5建成生產(chǎn)A3的廠房,進行原料市場調(diào)研、企業(yè)生產(chǎn)人員培訓(xùn),論證A3產(chǎn)業(yè)化工藝流程和產(chǎn)品方案。在完成中試的基礎(chǔ)上初步確定擴大生產(chǎn)的工藝參數(shù),完成設(shè)備安裝、調(diào)試。2006.6~2006.8編制完成A3的工藝技術(shù)流程、崗位操作流程、安全技術(shù)流程等技術(shù)文件,購買原料,裝置試車,確定催化劑體內(nèi)再生系統(tǒng)的工藝技術(shù)和設(shè)計方案。改造現(xiàn)有的以KOH為催化劑的甲基乙烯基高溫膠生產(chǎn)裝置,進行原料市場調(diào)研、操作人員培訓(xùn),論證產(chǎn)業(yè)化工藝流程和產(chǎn)品方案。2006.9~2006.11在試車過程中優(yōu)化A3生產(chǎn)裝置合成反應(yīng)溫度、壓力、精餾工藝操作參數(shù)與操作彈性;確定原料消耗指標(biāo)、動力消耗指標(biāo)、考察三廢處理設(shè)施的運行狀況與效果,進而達到連續(xù)、穩(wěn)定開車。在完成中試的基礎(chǔ)上初步確定擴大生產(chǎn)的工藝參數(shù),完成設(shè)備安裝、調(diào)試,進行試生產(chǎn)。2006.12~2007.2建成500噸/年的甲基苯基二氯硅烷和300噸/年甲基苯基三環(huán)體(A3)生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)線達到連續(xù)、穩(wěn)定開車。改編完成生膠的工藝技術(shù)流程、崗位操作流程、安全技術(shù)流程等技術(shù)文件,待A3可以較為連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)時,購買原料,開始裝置試車。進行甲基苯基硅橡膠混煉膠非標(biāo)設(shè)備的工程設(shè)計,定制、其他設(shè)備的購買,改造現(xiàn)有的甲基乙烯基混煉膠生產(chǎn)裝置。2007.3~2007.5生產(chǎn)出250頓技術(shù)指標(biāo)達標(biāo)的甲基苯基二氯硅烷,150噸技術(shù)指標(biāo)達標(biāo)的甲基苯基三環(huán)體(A3)。A3的技術(shù)指標(biāo):外表為白色的結(jié)晶粉末;基本物質(zhì)含量不低于99.8%,熔點在85℃~95℃在試車過程中優(yōu)化生膠生產(chǎn)裝置合成反應(yīng)溫度、壓力、等工藝操作參數(shù)與操作彈性;確定原料消耗指標(biāo)、動力消耗指標(biāo)、進而達到連續(xù)、穩(wěn)定開車。進行甲基苯基混煉膠生產(chǎn)線操作人員的培訓(xùn),論證不同牌號的配方設(shè)計、產(chǎn)業(yè)化工藝流程和產(chǎn)品方案,在完全中試的基礎(chǔ)上初步確定擴大生產(chǎn)的工藝參數(shù),完成設(shè)備安裝調(diào)試,開始試生產(chǎn)。2007.6~2007.8建成3000噸/年甲基苯基硅橡膠生膠生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)線達到連續(xù)、穩(wěn)定開車。編制完成混煉膠的工藝技術(shù)流程、崗位操作流程、安全技術(shù)流程等技術(shù)文件,待生膠可以較為連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)時,購買原料,開始裝置試車,在試車過程中優(yōu)化混煉生產(chǎn)裝置合成反應(yīng)溫度、壓力等工藝操作參數(shù)、操作彈性和配方設(shè)計;確定原料消耗指標(biāo)、動力消耗指標(biāo),形成5個牌號以上的混煉膠牌號。2007.9~2007.11生產(chǎn)出達到預(yù)期性能指標(biāo)的2500噸的甲基苯基硅橡膠生膠。甲基苯基生膠的產(chǎn)品指標(biāo):分子量:45~80萬;苯基含量:6~10%,乙烯基含量:0.1~0.4%;揮發(fā)份:≤2%。改造完畢2條混煉膠生產(chǎn)線,形成4000噸/年的高性能甲基苯基硅橡膠混煉膠的生產(chǎn)線,并生產(chǎn)出性能指標(biāo)合格的甲基苯基硅橡膠混煉膠。甲基苯基硅橡膠混煉膠的技術(shù)指標(biāo):硬度:40~48邵氏A度;拉伸強度:7.2~8.7mPa;扯斷伸長率:500~730%;抗撕裂強度:≥36.2KN/m;壓縮永久變形:70h/100℃;耐溫范圍:-70~350℃申請具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利2-3項,項目實現(xiàn)銷售收入2.24億元。2007.12~2008.5擴大甲基苯基硅橡膠生膠的生產(chǎn)規(guī)模,建成5000噸/年甲基苯基硅橡膠生膠生產(chǎn)裝置,保持生產(chǎn)線連續(xù)、穩(wěn)定開車。擴大甲基苯基硅橡膠混煉膠的生產(chǎn)規(guī)模,建成8000噸/年甲基苯基硅橡膠生膠生產(chǎn)裝置,保持生產(chǎn)線連續(xù)、穩(wěn)定開車。2008.6~2008.8生產(chǎn)出4000噸性能指標(biāo)合格的甲基苯基硅橡膠生膠,6400噸性能指標(biāo)合格的甲基苯基硅橡膠混煉膠。2008.9~2008.11編制相關(guān)技術(shù)資料,準(zhǔn)備項目驗收,申請具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利2-3項,形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,項目實現(xiàn)銷售收入3.584億元。項目通過驗收。六、項目實施方案
1、技術(shù)方案
項目的技術(shù)方案包括三個方面的內(nèi)容。①合成甲基苯基二氯硅烷,再由其制備A3中間體。工藝流程框圖如下:甲基苯基二氯硅烷冷凝合成甲基二氯硅烷甲基苯基二氯硅烷冷凝合成甲基二氯硅烷苯氯苯苯氯苯精餾精餾裂解沉渣裂解沉渣99.99%A3(99.99%)甲基三氯硅烷該部分的技術(shù)方案將采用二次創(chuàng)新所取得的技術(shù)成果:甲基二氯硅烷與氯苯一步法反應(yīng)制備甲基苯基二氯硅烷(MphSiCl2)工藝;板式塔和填料塔相結(jié)合、連續(xù)與間歇操作相結(jié)合的多塔精餾工藝流程;在三廢的處理和綜合利用上,應(yīng)用開發(fā)出的含苯、一甲基三氯硅烷廢水的萃取分離工藝。在產(chǎn)業(yè)化階段,還將完成下列開發(fā)工作:降低甲基二氯硅烷和氯苯合成甲基苯基二氯硅烷反應(yīng)溫度,由500℃降至440℃左右,目的產(chǎn)物選擇性由65%提高至72%以上求的前提下,實現(xiàn)工藝的連續(xù)化操作,取消原中試開發(fā)階段的部分間歇操作,更有利于自動化控制和節(jié)約能源。預(yù)計該開發(fā)目標(biāo)達到后,可節(jié)能30%以上。環(huán)保方面:在產(chǎn)業(yè)化實施階段,繼續(xù)完善三廢處理工藝,調(diào)整含苯廢水、含一甲基三氯硅烷廢水處理的技術(shù)流程,提高苯、一甲基三氯硅烷等副產(chǎn)品的收率,進一步降低排放指標(biāo),在取得更好經(jīng)濟效益的同時,減輕對環(huán)境的影響。②甲基苯基生膠的制備。工藝流程框圖如下:原料計量原料計量真空脫水二次脫水聚合脫低分子產(chǎn)品DMC、VMC、A3封頭劑、催化劑 回收利用該部分的技術(shù)方案采用自主開發(fā)的技術(shù)成果有:A3與甲基混合環(huán)體(DMC)、乙烯基環(huán)體(VMC)開環(huán)共聚合生產(chǎn)甲基苯基生膠生產(chǎn)工藝;在甲基苯基生膠的中試生產(chǎn)過程中,采用開發(fā)的專利技術(shù)噴淋脫水工藝,對原料甲基混合環(huán)體中含有的微量水分進行有效脫除。在產(chǎn)業(yè)化階段,還將完成下列開發(fā)工作:計算與開車驗證聚合裝置放大后,反應(yīng)停留時間的變化,調(diào)整相應(yīng)的工藝操作參數(shù),使聚合產(chǎn)品達到生膠技術(shù)指標(biāo)的要求??疾烀摰头肿臃磻?yīng)器在放大后,脫低溫度與聚合產(chǎn)品中揮發(fā)份含量的關(guān)系,確定最佳的脫除低分子反應(yīng)溫度。③甲基苯基硅橡膠混煉膠的制備。工藝流程框圖如下:配膠配膠冷煉熱煉包輥薄通濾膠包裝該部分的技術(shù)方案:將自主開發(fā)的技術(shù)成果——不縮合羥基硅油作為抗結(jié)構(gòu)化控制劑;苯基羥基硅油和乙烯基三乙氧基硅烷作為協(xié)同處理劑處理氫氧化鋁填料;專利技術(shù)動態(tài)高溫處理氫氧化鋁阻燃填料的工業(yè)化實施等。本項目在混煉膠專用料的配方設(shè)計中注重保證硫化制品的耐高低溫性能和物理機械性能指標(biāo),并充分考慮膠料的加工性能,基礎(chǔ)配方如下:甲基苯基生膠100份;白炭黑25~45份;羥基硅油(結(jié)構(gòu)化控制劑)5~6份;脫模劑0.1~0.3份;氫氧化鋁5~10份;耐熱添加劑5~10份;其它助劑3~5份。在成果轉(zhuǎn)化階段,加大高性能甲基苯基硅橡膠混煉膠產(chǎn)品的開發(fā)力度,在已有的5個牌號產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,調(diào)整產(chǎn)品的耐溫段,更多的在-40~-70℃,260~325℃2、生產(chǎn)方案2.1生產(chǎn)設(shè)備情況主要非標(biāo)設(shè)備一覽表設(shè)備名稱型號用途添置方式經(jīng)費概算國外訂購國內(nèi)訂購自己研制苯基單體合成反應(yīng)器—單體合成國內(nèi)訂購132×2硅膠干燥塔—單體合成國內(nèi)訂購36×2分子篩干燥塔—單體合成國內(nèi)訂購324×2(含分子篩)旋風(fēng)分離器—單體合成國內(nèi)訂購244.2×4油水分離器—單體合成國內(nèi)訂購25.8×3觸體貯罐—國內(nèi)訂購21×1設(shè)備名稱型號用途添置方式經(jīng)費概算國外訂購國內(nèi)訂購自己研制一旋集塵器—單體合成國內(nèi)訂購42×2循環(huán)液貯罐—單體合成國內(nèi)訂購11.6×1產(chǎn)品計量罐—單體合成國內(nèi)訂購2.8×1混合單體貯罐—單體合成國內(nèi)訂購2.7×2蒸干釜—單體合成國內(nèi)訂購37.6×1脫氯甲烷塔—單體合成國內(nèi)訂購167×1酸分層器—水解國內(nèi)訂購33.6×1堿分層器—水解國內(nèi)訂購34.2×1NaCl沉降槽—水解國內(nèi)訂購19.9×1水解物貯罐—水解國內(nèi)訂購22.2×1冷凝器—水解國內(nèi)訂購28.8×1裂解釜—水解國內(nèi)訂購135×1脫氯釜—水解國內(nèi)訂購60×2廢堿接受罐—水解國內(nèi)訂購1.2×1碳酸鈉配制槽—水解國內(nèi)訂購2×1水解物緩沖器—水解國內(nèi)訂購4.4×2氫氧化鉀中間槽—水解國內(nèi)訂購2.3×1環(huán)體中間罐—水解國內(nèi)訂購0.9×2環(huán)體回流罐—水解國內(nèi)訂購0.9×1裂解精餾塔—單體合成國內(nèi)訂購164×3尾氣洗滌塔A—單體合成國內(nèi)訂購86×1尾氣洗滌塔B—單體合成國內(nèi)訂購87×1合計(單位:萬元)3440.6主要定型設(shè)備一覽表設(shè)備名稱型號用途添置方式經(jīng)費概算國外訂購國內(nèi)訂購自己研制捏合機ZH-500L混煉國內(nèi)訂購15.5×10捏合機ZH-1000L混煉國內(nèi)訂購28.5×5捏合機2500L混煉國內(nèi)訂購224×1捏合機2500L混煉國內(nèi)訂購346×1捏合機ZH-1000L混煉國內(nèi)訂購20.8×5開放式煉膠機—混煉國內(nèi)訂購18×5煉膠機九吋混煉國內(nèi)訂購17.7×6煉膠機十吋混煉國內(nèi)訂購18.3×2煉膠機十四吋混煉國內(nèi)訂購18.8×5煉膠機XK-360混煉國內(nèi)訂購16.4×2濾膠機XJL150混煉國內(nèi)訂購16×6模具膠設(shè)備—混煉國內(nèi)訂購15×1濾膠機XL-150混煉國內(nèi)訂購21×2開放式煉膠機XK-360混煉國內(nèi)訂購27.7×625T硫化機—混煉國內(nèi)訂購22×1循環(huán)酸泵—水解國內(nèi)訂購13.7×2循環(huán)堿泵—水解國內(nèi)訂購13.6×2水環(huán)真空泵—水解國內(nèi)訂購44×2合計(單位:萬元)1804.9設(shè)備共計預(yù)算:5245.5萬元。2.2主要原材料供應(yīng)序號名稱價格年需要量(t)來源一、主要原材料1甲基二氯硅烷12000元/噸1235吉化股份2氯苯5900元/噸1152.5葫蘆島化工3白炭黑11700元/噸2614日本黑山4八甲基環(huán)四硅氧烷35000元/噸4833美國道康寧5甲基苯基環(huán)四環(huán)氧烷3050000元/噸22大連弘昌二、輔助材料6乙烯基硅油90000元/噸22武大有機硅7氫氧化鉀8500元/噸11昆山花橋8氫氧化鋇4500元/噸51.5天津龍順電工9羥基硅油60000元/噸258自制10其它助劑9600元/噸26日本信越2.3公用工程配套情況①本項目中使用的蒸汽、循環(huán)水、工業(yè)水、冷凍量、電氣、氮氣、使用的量和規(guī)格如下:序號名稱規(guī)格用量(kg/h)備注1中壓蒸汽1.0MpaG18030002低壓蒸汽0.4MpaG15155003循環(huán)水T入=30℃T出=600×103序號名稱規(guī)格用量(kg/h)備注4工業(yè)水T=2060×1035冷凍量-15℃~200萬大卡/小時6儀表0.6MpaG露點-20500nm3/h7氮氣0.6MpaGO<0.5%300nm3/h8電38050kg450kw·h水源、供排水情況2.4廠址現(xiàn)狀、廠區(qū)擬占面積2.5工廠組成及總平面布置2.6自動控制水平和主要控制方案單體合成、分離裝置全用一個中央控制室。甲基單體合成為周期性連續(xù)操作流程,單體分離為連續(xù)流程。該裝置工藝操作要求自動化水平較高,大部分生產(chǎn)過程控制、操作參數(shù)顯示均要求集中在控制室進行,同時操作工還要經(jīng)常巡視現(xiàn)場。針對以上工藝特點及操作要求,本設(shè)計對工藝生產(chǎn)裝置采用DCS集中控制,該系統(tǒng)由操作站、控制站、打印機、輔助操作臺等設(shè)備組成。整個生產(chǎn)裝置進行監(jiān)控,操作高度集中,強化管理。實踐證明DSC是先進、成熟的系統(tǒng),并具有硬件性能可靠、軟件功能齊全、便于操作和維護、能與現(xiàn)場儀表進行通訊的特點。2.7分析化驗方案本著全面、集中的原則,根據(jù)新建生產(chǎn)裝置、輔助設(shè)施分析項目的需要,本項目擬新建中央化驗室和車間化驗室。中央化驗室主要擔(dān)負原料和輔助材料的分析、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗任務(wù)、全廠水質(zhì)分析、環(huán)境監(jiān)測,同時還擔(dān)負分析方法的研究、改進、推廣以及車間化驗室所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、標(biāo)定等工作任務(wù)。車間化驗室主要擔(dān)負生產(chǎn)過程中成品、半成品的控制分析,其中生產(chǎn)裝置單體合成和分離等。中央化驗室以及車間化驗室均位于全廠綜合樓內(nèi)。(1)分析項目及方法本項目生產(chǎn)控制分析參照同類型生產(chǎn)廠的分析方法進行,主要采用的分析方法有氣相色譜法、電化學(xué)法。分光光度法、原子吸收法、庫侖滴定法等。對于原料、產(chǎn)品的考核分析嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)。所有水質(zhì)分析和環(huán)境監(jiān)測按國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。(2)分析儀器設(shè)備根據(jù)分析方法的要求,配備的分析儀器主要有氣相色譜儀、分光光度計、原子吸收分光光度計、庫侖測硫儀、電子天平、加熱設(shè)備、水質(zhì)分析儀及實驗室家具等。為保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,對于分析設(shè)備的選擇,原則上常規(guī)分析儀器立足于國內(nèi)設(shè)備,關(guān)鍵設(shè)備如色譜儀、分析天平等選用國外產(chǎn)品和合資企業(yè)產(chǎn)品。2.8節(jié)能措施有機硅生產(chǎn)裝置的節(jié)能措施主要體現(xiàn)在工藝流程設(shè)計、設(shè)備選型以及最大限度地回收能源上,采取的節(jié)能措施主要有:1、采用先進的工藝技術(shù)A3單體合成單元流化床反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)設(shè)計上內(nèi)部采用指形管,外部采用半管換熱器,使用導(dǎo)熱油作為熱介質(zhì),傳熱效果好,使反應(yīng)過程穩(wěn)定;采用電加熱器進行加熱,在反應(yīng)器開車升溫階段,對系統(tǒng)進行加熱,在正常生產(chǎn)中,反應(yīng)熱通過導(dǎo)熱油移出,用于系統(tǒng)中的高溫用戶,其余部分經(jīng)廢熱鍋爐副產(chǎn)0.5MpaG的蒸汽并入蒸汽管網(wǎng)。反應(yīng)熱得到了充分的回收和利用。單體分離單元,采用高效的多塔連續(xù)蒸餾,按最其經(jīng)濟合理的組分切分順序制定經(jīng)濟合理的分離流程。水解單元采用環(huán)路法連續(xù)水解工藝,水解反應(yīng)對溫度要求不苛刻,因此冷凍量消耗低。2、選用節(jié)能設(shè)備本著節(jié)能的原則,設(shè)計上采用節(jié)能、高效、先進的設(shè)備,如電加熱器、壓縮機、泵類等設(shè)備。3、市場實現(xiàn)方案4、項目人才隊伍方案5、項目管理機制6、其它問題的解決方案
6.1環(huán)保實施方案工藝裝置排出的尾氣、含塵氣的廢水排至三廢預(yù)處理單元。于該單元放空氣經(jīng)水洗除去粉塵后高空排放;洗滌水由中和池經(jīng)泵循環(huán)使用。中和池中接納的是來自工藝裝置的酸性或堿性廢水,這些廢水于此中和,并兼作尾氣的洗滌使用,不足的水外供。處理后的廢水,排往界區(qū)外的園區(qū)污水處理場統(tǒng)一處置。(1)、主要污染源及污染物廢氣序號排放源廢氣名稱排放量組成1單體合成N210Nm3/hN2、氯苯、甲基二氯硅烷2分離放空尾氣5Nm3/hN2、氯苯、甲基二氯硅烷廢水序號排放源廢水名稱排放量組成wt%1水解堿性排水1m3Na2Co3<5%2工藝沖洗水地面沖洗水2m3酸性廢水3尾氣洗滌洗滌水0.5m3酸性含苯及M1PH=6~74分析化驗廢水0.2m35生活污水生活污水1m3廢渣序號排放源排放量組成wt%1反應(yīng)器底部微量高沸物噪聲:噪聲主要來自小型泵、制冷設(shè)備的動力部分,以及反應(yīng)器內(nèi)攪拌器的動力部分。由于電動設(shè)備上功率小噪聲值均小于80dB(A)滿足工業(yè)生產(chǎn)廠房內(nèi)噪聲值的要求。(2)環(huán)境保護及綜合作用:①廢氣處理;由于廢氣中有害物的含量少,可高空排放可以達到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。②廢水處理;開發(fā)出了含苯、一甲基三氯硅烷廢水的,使排放的污水變成二級污染物,達到三級排放標(biāo)準(zhǔn),送往開發(fā)區(qū)的污水處理物,進行生化處理。生活污水送開發(fā)區(qū)污水處理場進行生化處理。③廢渣處理;由于廢渣量很少,且是高沸物,已經(jīng)碳化,可以堆埋,不會對環(huán)境造成污染。(3)環(huán)境管理及監(jiān)測現(xiàn)狀:化工工業(yè)園目前正在建設(shè)和完善環(huán)境管理機構(gòu)與環(huán)境監(jiān)測站,在人員制度、儀器配置等方面可以滿足建設(shè)項目的環(huán)境管理與環(huán)境監(jiān)測任務(wù)的需要,所以本項目建成后的環(huán)境管理與監(jiān)測工作均依托園區(qū)的機構(gòu)與設(shè)施。(4)環(huán)境保護費用:污水處理16萬元綠化15萬元環(huán)評10萬元合計41萬元6.2行業(yè)許可證投資預(yù)算與資金籌措7.1總投資項目總投資10095萬元,其中前期已完成投資額254萬元,資金來源全部為企業(yè)自籌,主要用于了前期研發(fā)和試驗費用、技術(shù)引進和開發(fā)費用、試驗人員薪資和差旅費用的投入。前期投入明細如下表:費用名稱金額備注差旅、會務(wù)費440000含俄羅斯考察費用工資720000含外方專家薪金技術(shù)引進費1200000前期技術(shù)轉(zhuǎn)讓費用試驗費及設(shè)備儀器費380000合計2540000本項目在執(zhí)行期內(nèi)計劃新增投入9841萬元,將用于新技術(shù)和工藝的研發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化實施。其中項目經(jīng)費預(yù)算如下:經(jīng)費單位:萬元經(jīng)費投入預(yù)算經(jīng)費支出預(yù)算科目預(yù)算數(shù)科目預(yù)算數(shù)新增來源預(yù)算合計9841支出預(yù)算合計9841一、重大科技成果轉(zhuǎn)化項目專項資金無償資助其中:無償撥款貸款貼、人員費338.7二、地方配套600其中:項目負責(zé)人30三、單位自籌3541主要技術(shù)人員37.50四、銀行貸款4000其他人員271.2二、生產(chǎn)線及設(shè)備費5497.501.生產(chǎn)線及設(shè)備購置5245.52.廠房改造252三、相關(guān)業(yè)務(wù)費11511.原材料費6502.燃料及動力費1853.測試及化驗費904.會議差旅費1505.技術(shù)引進、專利申請費76四、項目管理費70.40五、流動資金2783.407.2資金來源預(yù)算本項目總投資10095萬元人民幣。其中申請撥款資助1700萬元,其中成果轉(zhuǎn)化資金無償撥款1200萬,貸款貼息500萬元;地方財政配套600萬元;自籌3795萬元,主要來源于企業(yè)多年的利潤積累(見附件7:自籌資金董事會決議);申請銀行貸款4000萬元,經(jīng)洽談?chuàng)P中市農(nóng)業(yè)銀行對該項目擴能增效前景看好,表示支持該項目的實施,同意貸款支持(見附件7:銀行項目貸款承諾書)。項目資金來源預(yù)算表單位:萬元內(nèi)容估算數(shù)項目總投資10095來源1、單位自籌37952、銀行貸款40003、社會資金4、省轉(zhuǎn)化資金1700其中:撥款資助1200有償資助貸款貼息5005、地方財政配套資金600其中:省轄市縣(市、區(qū))6006、其它項目資金來源預(yù)算分年度情況列表單位:萬元資金來源合計至2005年2006年2007年2008年金額占總額的比重(%)一、新增投資984197.48%620021501491申請省重大成果轉(zhuǎn)化資金170016.84%其中:撥款資助120011.89%800400有償資助/貸款帖息5004.95%200300地方財政配套資金(省撥款資金到位后10天內(nèi)到位)6005.94%4002003.單位自籌354135.08%800125014914.合作單位投入資金/5.銀行貸款400039.62%40006.其他/二、己投入資金2542.52%254///總計10095100%2546200215014917.3項目支出預(yù)算根據(jù)項目實施進度和籌資方式,編制項目資金支出預(yù)算。包括基建、研究開發(fā)、生產(chǎn)裝備、儀器設(shè)備、原材料消耗等,并列出分年度資金支出計劃。(1)項目新增投資支出預(yù)算列表如下序號名稱金額(萬元)占新增投資總額的比重(%)1人員費338.73.45%2設(shè)備費5245.553.28%3材料費6506.61%4燃料及動力費1851.88%5試驗外協(xié)費900.91%6基本建設(shè)費2522.57%7差旅費1301.32%8會議費200.2%9管理費70.40.72%10其他費用2859.429.06%合計9841(2)省科技成果轉(zhuǎn)化專項資金撥款資助部分支出預(yù)算列表單位:萬元資金支出預(yù)算金額比重(%)1.研發(fā)人員費88.505.21%2.設(shè)備費1094.7464.40%3.材料費212.2912.49%4.燃料及動力費129.967.64%4.試驗外協(xié)費128.607.56%5.差旅費32.461.91%6.會議費13.450.79%(3)設(shè)備添置經(jīng)費預(yù)算列表如下:主要非標(biāo)設(shè)備一覽表設(shè)備名稱型號用途添置方式經(jīng)費概算(萬元)國外訂購國內(nèi)訂購自己研制苯基單體合成反應(yīng)器—單體合成國內(nèi)訂購132×2硅膠干燥塔—單體合成國內(nèi)訂購36×2分子篩干燥塔—單體合成國內(nèi)訂購324×2(含分子篩)旋風(fēng)分離器—單體合成國內(nèi)訂購244.2×4油水分離器—單體合成國內(nèi)訂購25.8×3單體貯罐—國內(nèi)訂購21×1一旋集塵器—單體合成國內(nèi)訂購42×2循環(huán)液貯罐—單體合成國內(nèi)訂購11.6×1產(chǎn)品計量罐—單體合成國內(nèi)訂購2.8×1混合單體貯罐—單體合成國內(nèi)訂購2.7×2蒸干釜—單體合成國內(nèi)訂購37.6×1脫氯甲烷塔—單體合成國內(nèi)訂購167×1酸分層器—水解國內(nèi)訂購33.6×1堿分層器—水解國內(nèi)訂購34.2×1NaCl沉降槽—水解國內(nèi)訂購19.9×1水解物貯罐—水解國內(nèi)訂購22.2×1冷凝器—水解國內(nèi)訂購28.8×1裂解釜—水解國內(nèi)訂購135×1設(shè)備名稱型號用途添置方式經(jīng)費概算(萬元)國外訂購國內(nèi)訂購自己研制脫氯釜—水解國內(nèi)訂購60×2廢堿接受罐—水解國內(nèi)訂購1.2×1碳酸鈉配制槽—水解國內(nèi)訂購2×1水解物緩沖器—水解國內(nèi)訂購4.4×2氫氧化鉀中間槽—水解國內(nèi)訂購2.3×1環(huán)體中間罐—水解國內(nèi)訂購0.9×2環(huán)體回流罐—水解國內(nèi)訂購0.9×1裂解精餾塔—單體合成國內(nèi)訂購164×3尾氣洗滌塔A—單體合成國內(nèi)訂購86×1尾氣洗滌塔B—單體合成國內(nèi)訂購87×1合計(單位:萬元)3440.6主要定型設(shè)備一覽表設(shè)備名稱型號用途添置方式經(jīng)費概算(萬元)國外訂購國內(nèi)訂購自己研制捏合機ZH-500L混煉國內(nèi)訂購15.5×10捏合機ZH-1000L混煉國內(nèi)訂購28.5×5捏合機2500L混煉國內(nèi)訂購224×1捏合機2500L混煉國內(nèi)訂購346×1捏合機ZH-1000L混煉國內(nèi)訂購20.8×5開放式煉膠機—混煉國內(nèi)訂購18×5煉膠機九吋混煉國內(nèi)訂購17.7×6設(shè)備名稱型號用途添置方式經(jīng)費概算(萬元)國外訂購國內(nèi)訂購自己研制煉膠機十吋混煉國內(nèi)訂購18.3×2煉膠機十四吋混煉國內(nèi)訂購18.8×5煉膠機XK-360混煉國內(nèi)訂購16.4×2濾膠機XJL150混煉國內(nèi)訂購16×6模具膠設(shè)備—混煉國內(nèi)訂購15×1濾膠機XL-150混煉國內(nèi)訂購21×2開放式煉膠機XK-360混煉國內(nèi)訂購27.7×625T硫化機—混煉國內(nèi)訂購22×1循環(huán)酸泵—水解國內(nèi)訂購13.7×2循環(huán)堿泵—水解國內(nèi)訂購13.6×2水環(huán)真空泵—水解國內(nèi)訂購44×2合計(單位:萬元)1804.9設(shè)備共計預(yù)算:5245.5萬元。(4)基本建設(shè)(含配套基建)經(jīng)費預(yù)算列表如下:內(nèi)容面積(平米)用途經(jīng)費(萬元)改建生產(chǎn)廠房生產(chǎn)車間152新建生產(chǎn)線基建單體、中間體生產(chǎn)100合計252(5)項目支出預(yù)算內(nèi)容分解表單位:萬元支出預(yù)算金額研發(fā)類開支內(nèi)容產(chǎn)業(yè)化開支內(nèi)容金額說明金額說明1.人員費338.77.53名外國專家累計工作1個月3000美元/人·月×3人=9000美元303名外國專家累計工作4個月3000美元/人·月×3人×4月=360
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