聚丙烯可行性研究报告

聚丙烯

可行性研究报告

题目聚丙烯的可行性研究

学院名称化学化工学院

指导教师

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学生姓名

目录

第一章项目概况

1.1聚丙烯的简介 (3)

1.2聚丙烯的应用 (3)

1.3市场分析 (4)

1.3.1聚丙烯的生产现状 (5)

1.3.2国内外聚丙烯消费现状 (6)

1.4生产原料 (8)

1.4.1聚丙烯原料供应与市场概况 (8)

1.4.2 丙烯生产企业 (8)

1.4.3丙烯供需情况 (9)

1.5设计目标 (10)

第二章工艺设计

2.1 聚丙烯生产方法及比较 (10)

2.2聚丙烯工艺流程的确定 (12)

2.3公用工程规格及消耗 (13)

第三章装置设备

3.1设备概况 (14)

3.2 主要设备 (15)

3.3工艺流程图 (15)

结论 (16)

第一章项目概况

1.1 聚丙烯的简介

聚丙烯（PP）是目前世界上最重要的合成树脂之一，是一种性能优良的热塑性合成树脂。聚丙烯具有相对密度小、无毒、来源广泛、质量轻、易回收、机械性能优越的特点，且耐高温、耐腐蚀，有优异的电性能和化学稳定性，可采用注塑、挤塑、吹膜、涂覆、喷丝、改性等多种加工手段生产各种工业和民用塑料制品。现已成为五大通用合成树脂中增长速度最快、新品开发最为活跃的品种，广泛用于工业制品、日用品、包装薄膜、纤维、建筑、轻工、汽车制造、电子电器、包装材料等，并且还在不断拓展新的应用领域。

1. 2 聚丙烯的应用

工程用聚丙烯纤维，分为聚丙烯单丝纤维和聚丙烯网状纤维。聚丙烯网状纤维以改性聚丙烯为原料，经挤出、拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤维，其固有的耐强酸，耐强碱，弱导热性，具有极其稳定的化学性能。加入混凝土或砂浆中可有效的控制混凝土（砂浆）固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝，是砂浆/混凝土工程抗裂，防渗，耐磨，保温的新型理想材料。

汽车用改性聚丙烯。汽车工业的发展离不开汽车塑料化的进程，我国汽车制造业对工程塑料需求量增长迅速。PP用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能

直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性PP产品，其耐热性可由80℃提高到145℃~150℃，并能承受高温750~1000h后不老化，不龟裂。改性PP用作汽车配件具有十分广阔的开发前景。

家用电器用聚丙烯，近几年我国家用电器产业发展迅速，品种多，产量大。目前，我国一些塑料原料厂商已经开发出洗衣机专用料如PP 1947系列、K7726系列等，受到了洗衣机制造厂商的欢迎。因此，在未来几年内应加大开发家用电器PP专用料的力度，以适应市场变化的需求。

管材用聚丙烯。早期，PP管材主要用作农用输水管，但是由于早期产品性能还存在一些问题（抗冲击强度、耐老化性能较差），市场未能打开。随着上海塑料建材厂首家引进国外先进技术，采用进口PP-R料生产的输送冷、热水用的管材得到市场认可后，目前已有不少厂家建设PP-R管材生产线。

高透明聚丙烯，随着人们生活水平不断提高，必然带来在文化、娱乐、食品、医疗、材料、居室装饰等各个方面不同变化的要求与提高，市场中很多物品越来越多地使用透明材料。因此，开发透明PP 专用料是一个很好的发展趋势，尤其需要透明性高、流动性好，成型快的PP专用料，以便设计加工成人们喜爱的PP制品。透明PP比普通PP、PVC、PET、PS更具特色，有更多优点和开发前景。

1. 3市场分析

聚丙烯行业与国民经济的关系是相辅相成、相互促进的。聚丙烯

行业的发展有利于中国聚丙烯等行业的发展，从而对国民经济起到促进作用。聚丙烯在五大通用塑料中产量仅次子聚乙烯和聚氯乙烯，国内消费量也仅次于聚乙烯位居第二位。近年来其生产能力和市场需求一直以令人瞩目的速度发展。

1.3.1聚丙烯的生产现状

回顾最近几年来，中国有聚丙烯生产企业将近80家，生产装置共有将近100套，总生产能力大约为620万吨/年以上，约占全球聚丙烯总生产能力的13%以上。其中，连续法聚丙烯生产装置有37套，生产能力合计超过420万吨/年，约占国内聚丙烯总能力78%；间歇式生产装置有54套，生产能力合计为120万吨/年，约占国内聚丙烯总能力22%。2011年底，中国粒料聚丙烯产能将达到1118.3万吨。2009-2011年平均增年长率达到了20%，大幅超过同期中国GDP 年均增长率。因此，在过去的2009-2011 年间中国聚丙烯粒料产能增长处于高速发展状态。

粒料聚丙烯产能、产量和开工率（2009-2012年）（万吨，%）

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与发达国水平相比，中国聚丙烯产业尚存在生产企业多、装置规模小、生产成本高等问题。为填补中国仍近40%的聚丙烯供需缺口，跨国公司在广东惠州、上海和福建泉州合资建设炼化一体化工程，配套建设的三地PP装置的总能力达89万吨/年，BP在上海赛科石化公司合资的25万吨/年装置巳于2005年6月投产、壳牌/中海油在惠州合资的24万吨/年装置也于2006年3月投产、埃克森美孚在福建泉州合资的40万吨/年装置于2008年投产。

2012年我国扩能投产聚丙烯生产企业装置明细

1.3.2国内外聚丙烯消费现状

国内塑料制品市场未来需求主要集中在农用塑料制品、包装塑料制品、建筑塑料制品、工业交通及工程塑料制品等几个方面。

根据农业部的统计，我国园艺设施栽培所用地膜，加上氨化膜、

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青贮膜和缠绕膜的饲草用膜、塑料育苗容器、遮阳网、捕捞网具、泡沫塑料板材等，每年约需塑料制品300万吨。此外，农用塑料节水器材的需求量也很大，每年需要各种塑料节水器如各类管材与管件、灌水器、喷头、防渗用薄膜、土工编织布等170万吨。还有方便食品、乳制品、罐头、食品、味精、糖果、饼干等需要各种包装材料几百万吨。药品包装也有很大市场。综合起来，包装材料制品总需求量每年约为550万吨。

全球聚丙烯消费近十年来一直保持高速增长的态势，特别是中国和印度继续成为全球聚丙烯需求增长动力，也正是因为亚洲地区聚丙烯需求依然呈现增长势头也导致了国际市场上一些有实力的公司继续对新建项目产生浓厚的兴趣，全球的供应量将快速增加。此外，自2008年金融危机爆发以来，全球聚丙烯需求增长减缓。中国GDP增长在2011-2012年间也将遭遇增速放缓，因此未来几年中国市场聚丙

烯需求仍将有所增长，但增长速度可能减缓。

中国聚丙烯市场表观需求增长趋势（2009-2012）（千吨，%）

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1. 4生产原料

本项目装置规模为10万吨/年聚丙烯，主要原料是丙烯。还需辅助原料聚合催化剂为22×104kg/a；氢气（≥98%）为30×104Nm3/a。

1.4.1聚丙烯原料供应与市场概况

丙烯是仅次于乙烯的一种重要有机石油化工基本原料，它主要用于生产聚丙烯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸以及异丙醇等，其他用途还包括烷基化油、催化叠合和二聚，高辛烷值汽油调合料等。

近年来，受下游衍生物需求快速增长的驱动，全球丙烯消费量大幅提高。与此同时，世界丙烯的生产发展也很快。亚洲、北美和西欧一直是世界上最集中的丙烯生产和消费地区，但从近年的发展趋势来看，北美和西欧的产需增长速度要明显低于世界平均水平，在世界丙烯市场的比例正在逐渐下降。与此同时，亚洲，尤其是中东地区在世

界丙烯市场却扮演着越来越重要的角色，2012年以前世界新增的丙烯产能也主要集中在这一地区，约占全球新增总能力的76%。

1.4.2 丙烯生产企业

国内丙烯生产企业见下表。

2010年我国丙烯主要生产企业生产能力表

1.4.3丙烯供需情况

丙烯供需矛盾十分突出。由于国内乙烯及大型炼油项目受国家政策控制，小炼油企业的原油炼制还需要向国家申请指标，致使国内丙烯生产被高度垄断，再加上两大集团丙烯下游产品种类丰富，配套产品能力与丙烯产能相当，极少有丙烯可以外供，所以许多下游企业所需丙烯需要从国外进口。表面看来，近几年我国每年仅需进口几十万吨的丙烯来满足国内需求，约占国内表观消费量的3%左右，基本处

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于供求平衡的局面，但事实上国内丙烯供需缺口巨大，每年除进口少量丙烯单体以外，还有大量进口PP、丙烯腈、环氧丙烷等下游衍生物。近几年来我国丙烯供需情况见下表和图。

2002-2010年我国丙烯产、供、需平衡表

1.5 设计目标

年产量10万吨聚丙烯。

第二章工艺设计

2.1 聚丙烯生产方法及比较

聚丙烯主要是以丙烯为单体通过聚合制得的一种高分子有机化合物。国外在20世纪50年代就已研究出聚丙烯的生产工艺，我国从60年代开始聚丙烯催化剂和生产工艺的研究，到80年代取得了很大进展。

目前国内普遍采用的技术有两种：一种是国内自行开发的间歇液相本体法工艺，另一种是已经国产化的环管法聚丙烯工艺技术。采用络合Ⅱ型催化剂的间歇液相本体法工艺目前应用普遍，在中小规模的

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聚丙烯生产装置中广泛采用。环管法聚丙烯工艺技术目前已开发到第二代，采用串联双环管反应器生产工艺，在大型聚丙烯生产装置中应用广泛。

间歇液相本体法工艺采用络合Ⅱ型催化剂后，成为独具特点的聚丙烯生产工艺，与其它工艺相比，具有工艺流程短、操作简单，不需脱灰、脱无规物，亦无溶剂回收工序，且对原料的适应性强，动力消耗低，三废少，环境污染小，投资省，见效快等优点。国内很多装置均采用此技术，具有非常成熟的应用经验。国内间歇液相本体法工艺采用多为14m3聚合釜。茂化实华股分有限公司与瑞派石化工程有限公司共同开发的间歇液相本体法工艺20m3聚合釜的工艺技术，产能高，不堵釜，为国内先进技术。因此本项目采用间歇式液相小本体聚合工艺20m3聚合釜的工艺技术。

国内常用间歇式液相小本体聚合工艺14m3聚合釜的工艺技术，产能较低。环管法聚丙烯工艺技术目前已开发到第二代，采用串联双环管反应器生产工艺，在大型聚丙烯生产装置中应用广泛，但投资较高。

在现有价格体系及计算基准下，本项目所得税后财务内部收益率为40.95％，高于设定的行业基准收益率13％，投资利润率42.50%，资本金净利润率134.73%，投资回收期3.57年，说明项目有较好的经济效益，在经济上可行。清偿能力指标也都满足要求，具有财务生存能力。同时经过不确定分析及风险分析，说明项目具有较强的抗风

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险能力。建设本项目有利于缓解国内供需矛盾，增加国内产品市场占有率，解决就业，提升国内化工企业在国际上地位，具有显著的社会效益。

综上所述，本项目不仅符合国家能源政策和环保政策，而且技术先进、经济效益好，在技术上、经济上等各方面都是可行的。

2.2聚丙烯工艺流程的确定

间歇液相本体聚合生产聚丙烯工艺主要包括原料精制、聚合反应、闪蒸去活、尾气回收等几个部分组成。

（1）原料精制：经气体分离装置送来的粗丙烯进入粗丙烯罐，再用泵送到各精制器进行精制，后进入精丙烯罐贮存备用。精制系统分两组，一组使用，一组再生，切换使用。再生介质为350℃的热氮。（2）聚合反应聚合釜加料分三步进行：加反应所需精丙烯总量的10%

入聚合釜；将配制好的活化剂用精氮压入活化剂计量罐，按工艺要求计量并密闭送入聚合釜，再用80%精丙烯冲入釜内；按工艺要求将分装好的络合Ⅱ型催化剂在精氮保护下，人工加入，并用10%精丙烯冲入釜内。

聚合釜为间歇操作，加料完后在温度为75℃、压力为3.5MPa下进行聚合反应，反应开始前用＜95℃的热水进釜的夹套升温，65℃左右进行反应，反应开始后改用循环冷却水进夹套调控温度，将反应热取走，升温和冷却皆为自动控制。

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反应进行约4h，准确判断反应终了时，开启丙烯回收系统进行气相丙烯回收，液相丙烯回精丙烯贮罐重新作聚合原料，当聚合釜和冷凝器的压力平衡后（1.0～1.4MPa）停止回收。

（3）闪蒸去活：将聚合釜内粉料分3～4次喷入闪蒸罐，每次以闪蒸罐压力＜0.3MPa为限，闪蒸后气相丙烯泄入气柜，再以净化风去活，呈粉粒状的聚丙烯于罐底出料、包装。

（4）尾气回收：采用气柜收集自闪蒸罐闪蒸出来的气相丙烯，并用丙烯压缩机增压，用冷冻水冷凝成液体回收，可作气分原料或粗丙烯用。

2.3 公用工程规格及消耗

本项目所需的公用工程包括：新鲜水、循环冷却水、仪表风、装置空气、低压氮气、蒸汽凝液、低压蒸汽、电等，各公用工程规格如

下：

（1）循环冷却水

污垢系数: 0.000516 m2.℃/w 供水压力: 0.45 MPa (G) 最小供水温度: 33℃最大回水压力: 0.25MPa (G) 最小回水温度: 43℃最大

（2）仪表空气

规格：无油，无尘露点 (0.6 Mpa G)：－40℃

压力： 0.6 MPa (G) 温度：环境温度

（3）装置空气

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压力：0.6 MPa (G) 最小温度：环境温度

（4）低压氮气（N2）

纯度 (vol %)：99.9 H2O (vol) ：2 ppm 最大

O2 (vol) ：10 ppm 最大规格：无油，无尘

压力：0.6 MPa (G) 最小温度：环境温度

（5）低压蒸汽

压力： 0.6 MPa (G) 温度：160℃

（6）电

电压： 380V±5% 制数：三相三线制

频率：50＋0.5 Hz / 50－1.5Hz

第三章装置设备

3.1 设备概况

本装置共有工艺设备221台（套），其中非定型设备67台（套）（包括5000m3丙烯气柜一套），定型设备154台（套）。

非标设备汇总表

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3.2 主要设备

(1)新建循环水场中冷却塔，采用1台单塔处理能力为3000 m3/h 的逆流式机械通风冷却塔，围护为钢筋混凝土面板。

冷却塔设计参数:

冷却水量：Q总=3000 m3/h 进水温度：t1=430C

出水温度：t2=330C 温差：Δt=100C

压力：（循环水场边界线）供水压力：0.55MPa

回水压力：0.25Mpa

(2)循环水泵，采用强自吸泵作为循环水泵，室内设置。循环水泵房与消防水泵房合用。单台循环水泵能力为Q=1500 m3/h、H=55m，共3台（2用1备），配套电机功率为355KW。循环水泵配套电机采用

6KV高压电机，防护等级为IP54。

(3)旁滤设备，采用1套处理量为150 m3/h的无阀过滤器，对循环回水进行过滤，以降低循环水浊度，减少循环水中生物粘泥量的增加。

(4)监测换热器部分，加热蒸汽压力为0.3-1.3Mpa；换热器进口循环水温度为33℃，换热器进、出口循环水温差为10℃。

3.3工艺流程图

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间歇式本体法聚丙烯的生产工艺流程图

结论

本项目符合国家产业结构调整总体计划，符合国家的产业政策、能源和环境。

通过市场分析，技术方案论证，技术经济分析，我们得出该项目的建设是可行的、必要的。

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