年产50万吨完全生物降解塑料项目可行性研究报告

年产50万吨完全生物降解塑料项目可行性研究报告

1 总论

1.1 概述

1.1.1 项目名称、主办单位名称、企业性质、地点

1.1.1.1 项目名称：**公司50万吨/年完全生物降解塑料项目

1.1.1.2 主办单位名称：**公司

1.1.1.3 企业性质：股份制有限责任公司

1.1.1.4 建设地点: XX市稀土开发区

1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则

1.1.

2.1 可行性研究报告编制的依据

（1）**公司50万吨/年完全生物降解塑料项目基础资料；

（2）**公司委托**公司编制“**公司50万吨/年完全生物降解塑料项目可行性研究报告”的委托书。

1.1.

2.2 可行性研究报告编制的原则

（1）认真贯彻执行国家有关设计标准、规范和规定。

（2）参照原化工部化计发（1997）426号“关于化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定”（修订本）有关内容要求，并综合本项目的特点，在满足投资决策需要的前提下进行编制。

（3）严格执行国家及地区环保法规、“三废”治理达标后排放，工程建设严格按照国家“三同时”的规定执行。

（4）执行国家关于化工企业安全卫生的设计规定，采取有效环保安全措施。

1.1.3 项目提出的背景

1.1.3.1公司基本概况：

1.1.3.2 项目提出的依据和必要性

（1）项目符合国家控制总量的要求和环境保护

塑料产品自问世以来以其通用性和实用性给人们的工作和生活带来极大的方便，被普遍使用，遍布于生产、生活、科研等等几乎所有的领域。当这些塑料制品被废弃后大部分没有被回收利用，而是散落于周边环境各处，形成众所周知的白色污染。由于塑料是特殊的有机物高分子，结构很紧密，在自然环境一般要200～700年才能降解，因此这些废弃塑料大量的存在，形成很大的污染源。随着人们越来越习惯于使用塑料制品，使塑料废弃物也以每年15%的速度增加，随之造成了周边环境的累积性破坏作用。至2007年，全球每年生产2.1亿吨塑料袋、包装膜、农膜、一次性餐具、饮料瓶、日用塑料等不可降解的塑料制品。塑料制品弃置后所产生的白色污染也日趋严重。二十多年来，我国政府也投入大量的科研人力和财力，但是治理白色污染工作难度很大。直到完全生物降解塑料出现，才看到了彻底治理白色污染的希望。现在政府提倡和鼓励使用降解塑料制成的包装袋、一次性餐具、农膜等一次性使用的塑料制品。例如2008年奥运会就使用500万只由完全生物降解塑料制成的塑料袋，使奥运会

办成绿色的奥运会，使环保理念得到了体现。

本项目主要原料是玉米淀粉，是一种可以再生的资源；聚乙烯醇，是煤化工产品，而我国是多煤少有国，用这些原料制成塑料，可以替代用石油制成的聚乙烯薄膜（PE）、聚氯乙烯（PVC）等，如在全国推广，会减少石油的需求量，而目前世界油价正处于一个高位运行，能减少石油的需要，无疑是增加了国家的能源安全。

本项目产品原料为淀粉、聚乙烯醇、聚己内酯，助剂的主要成分为尿素，最终生物代谢产物为二氧化碳、氮气、水，在降解和分解过程中亦不会产生对环境有危害或改变土壤、水体、大气成分的物质，中间产物还可以作为植物的肥料。

（2）项目建设的目的和意义

随着国家实施西部大开发战略，发展西部地区经济，对于促进全国经济的协调发展具有重要的意义。西部地区有着得天独厚的自然资源和人力资源优势，雄厚的能源、矿藏储备，对于发展化学工业极为有利，内蒙古种植有大量的玉米，是中国的玉米主产区，拥有丰富的玉米淀粉资源，本地区是中国最大的煤化工基地，拥有大量的煤化工产品，本项目所用原料之一聚乙烯醇即是煤化工产品。本项目的实施可以使本地的玉米淀粉、煤化工产品等形成产业链。可以把资源优势变为经济优势，是最符合国内产业发展趋势的，也是受国家鼓励的发展方向，也可以得到可观的经济利益。

随着国家环保力度的加大，可完全降解的塑料需要量日益增长，采用降解塑料制成品，可以减少环境污染，具有不可估量的社会效益。

1.1.4 研究范围

50万吨/年完全生物降解塑料

（1）原料淀粉、聚己内酯、聚乙烯醇、助剂的运入、称量和卸车

（2）原料淀粉、聚己内酯、聚乙烯醇、助剂的储存

（3）完全生物降解塑料颗粒料的生产和储存、运出

（4）公用工程及辅助设施

（5）总图运输

1.2 研究结论

1.2.1 研究的简要综合结论

1.2.1.1 50万吨/年完全生物降解塑料项目的建设可以减少不可降解塑料制品的使用，减少废弃塑料物品即“白色污染”对环境的影响，具有很好的社会效益。该工程项目工艺成熟，原材料来源充足，产品具有延伸性，可以进一步加工成为面向大众的餐盒、农膜等用品，产品市场前景广阔。

1.2.1.2 该项目投产后，可以带动本地相关配套企业的发展，提供更多的就业机会。

综上所述，该项目市场前景看好，经济效益、社会效益显著，因此，项目是可行的。

**公司按照**有限公司的要求，进一步落实了各项基础条件，编制完成了本项目的可行性研究报告，报上级主管部门审批。

附：主要经济技术指标表

主要技术经济指标表表1.1

2 市场预测

2.1 完全生物降解塑料

2.1.1 产品现状及用途

生物降解定义：生物降解是有机物质(如石油等)通过活生物(通常是微生物，特别是细菌)的作用所进行的分解，最终生物降解使化合物转化为水和二氧化碳。某些物质比其他物质生物降解得更快、更安全，某些物质可能会降解为较小的中间分子，这种降解被称为初级降解。这些分子通常是最终生物降解过程中的中间产物，但在某些情况下，它们可能比原污染物存在时间更长或毒性更大。

降解性塑料的类型

在倡导环境保护的今天，降解材料的优势日渐明显。在所有因降解性问题引发的环境问题方面，塑料的环境降解性能是最主要、也是最普遍的问题。这不仅是指塑料的产量，而且也是考虑塑料使用的范围。在这两个方面，塑料是所有不降解材料中突出的材料。塑料材料应用于各个领域。降解材料按其降解机理，大致分为：光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光——生物降解高分子材料三大类。而降解塑料作为一种新型材料，在生产和日常生活中最为常见。一般是在塑料中加入一些促进其降解功能的助剂，或合成本身具有降解性能的塑料，或采用可再生的天然原料制造的塑料，在使用和保存期内能满足原来应用性能要求，而使用后在特定环境条件下，使其能在较短时间内化学结构发生明显变化，从而引起某些性质损失。如包装袋、垃圾袋、生活用品、一次性降解餐具、农用地膜、建筑材料和医用材料等。目前，根据引起降解的客

观条件或机理,降解塑料大致可分为：生物降解塑料、光降解塑料、化学降解塑料和组合降解塑料等。

降解性塑料研究存在的问题：生物降解性高分子材料主要被制成膜、纤维、片材或涂层，用在短期或一次性使用塑料制品(如包装袋、地膜、无纺布或医用制品)中。国外降解塑料主要用于包装材料，而国内除包装材料外农用地膜的需求也很大。解决环境污染问题的有效途径，就是要加大降解材料的开发,提倡使用可降解性塑料，以减少并解决“白色污染”给人类环境带来的危害。

开发可自然降解的塑料制品来替代普遍使用的普通塑料制品曾经成为上世纪90年代的热点，但是当时降解塑料因为成本和技术问题，发展缓慢。近年来随着原料生产和制品加工技术的进步，降解塑料尤其是生物降解塑料重新受到关注，成为可持续和循环经济发展的亮点，同时，也再次成为全世界聚焦热点。无论是从能源替代、二氧化碳减少，还是从环境保护以及部分解决“三农”问题，发展降解塑料都是必要，也是十分有意义的

质量标准：全生物降解塑料应符合质量标准GB/T 20197-2006

产品的主要用途：主要用来生产各种餐盒、农膜、地膜、包装膜、饮料器具、副食、水产品包装器皿、一次性使用的育苗育秧容器、其他工业、建筑、水产养殖、休闲娱乐等行业所需的需要完全降解的塑料制品。

2.1.2 国内外市场供需预测

2.1.2.1 国外市场供需预测

由于全球对于环境保护的呼声日益高涨，美国、意大利、瑞士、加拿大、澳大利亚、日本等国都相继立法，要逐步使用降解塑料替代不可降解塑料制品，对生产和使用完全降解塑料者予以减、免税等优惠政策，而对使用不可降解塑

料包装者则处以高额罚款，这使得降解塑料制市场产生了巨大的容量和发展空间。如，北美市场1989年生物降解模制品销售量为43万吨，1994年为73万吨，2000年增至100万吨，这主要是因为美国和加拿大提供的降解塑料制成品性能较低，而价格高达7500～12000USD/吨（国外普通塑料价格只有2000 USD/吨左右），因而限制了市场空间。本项目产品降解性能高、价格低，所以容易被国际市场接受，因此可以预计，国外完全生物降解塑料市场潜力将是非常巨大的。

据中国降解塑料协会提供的数据，日本和韩国每年急需500～600万吨降解塑料产品；美国、加拿大每年需要量分别不少于800万吨；欧洲内年需求量也在1200万吨左右；世界其他发展中国家和地区，每年需求量也有200万吨左右。因此，本产品每年的国外市场规模大约在3600万吨，产品产值约为390亿USD/年。

本项目产品价格较低，各项化学指标、物理机械性能均能达到普通塑料的效果，因而具有很强的国际竞争力，产品完全可以替代进口，并能大量出口。

2.1.2.2 国内市场供需预测

1.国内市场需求规模和产品发展前景

据中国塑料工业协会提供数据，我国塑料需求量在2008年预计5000万吨，且以每年15%的速度增长。我国地膜年需求量100万吨以上，绝大多数是不可降解的聚乙烯膜，而这些地膜，亟待采用完全生物降解塑料地膜取代；我国每年包装用膜量为500万吨，急需采用完全生物降解塑料包装膜取代；我国餐饮业拥有500万吨的市场容量，也亟待完全生物降解塑料制品取代；塑料颗粒市场，每年需要量超过1500万吨。

2.国内生产布局

因为塑料产品与人们的生产生活息息相关，而完全生物降解塑料产品的生产和市场，是建立在塑料产品基础上的，所以本项目产品能够迅速普及到全国各地。为了在全国范围内建立有序的市场，应该建设年产量不小于5000万吨的装置，方能满足国内对完全生物降解塑料的需要。

2.1.2.2 产品价格分析

本项目立足于原料和能源产地，劳动力价格低廉，水电汽等能源价格便宜，土地使用费用低廉，工业园区各项设施完善，项目投资相对较小，产品成本较低，因而产品价格可以和国内外同类产品相比为低，与普通塑料同等价格，而具有较好的价格竞争优势；产品的性能各项指标均接近或超过普通塑料，容易在市场上推广应用。加之中国政府及各级管理部门，一直希望能从根本上解决“白色污染”问题，所以可以被各级政府接受，因而会享受一些优惠政策。

本项目按每吨完全生物降解塑料颗粒料售价13000元/吨计。

3 产品方案及生产规模

3.1 产品方案及生产规模

3.1.1 产品方案

本项目为年产50万吨完全生物降解塑料。

产品方案为：500，000吨/年完全生物降解塑料颗粒料

3.2 产品规格及标准

3.2.1 完全降解塑料

产品规格：注塑或吹塑用颗粒料

产品采用标准：GB/T 20197-2006

3.3 生产规模及装置规模

3.3.1 设计年操作日:330天。

3.3.2 生产制度: 五班三运转制。

3.3.3 装置规模：500，000吨/年完全生物降解塑料颗粒料。

4 工艺技术方案

4.1 工艺技术方案的选择

4.1.1 原料路线确定的原则和依据

本项目淀粉，主要是玉米淀粉主要来自**公司、**有限公司、**有限公司、**有限责任公司，**公司、**有限公司、**有限公司有机化工厂、**有限公司等，聚己内酯主要来自**有限公司、**实业有限公司、**有限公司、**有限公司等化工厂。助剂主要来自**有限公司。产品可满足本项目中所需淀粉、聚乙烯醇、聚己内酯、助剂规模和规格的需求。

4.1.2 工艺技术方案的选择

从原材料上分类，生物降解塑料至少有以下几种：

1.聚己内酯（PCL）

这种塑料具有良好的生物降解性，熔点是62℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。

2.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物

以PBS（熔点为114℃）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产，规模在千吨左右。

中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。目前中科院理化研究所正在筹建年产万吨的PBS生产线、**公司建成了年产1000吨规模的生产线等。

3.聚乳酸（PLA）

美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作，开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸，年生产能力已达1.4万吨。日本UNITIKA公司，研发和生产了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。

我国目前产业化的有**有限公司（规模5000千吨/年生产线），正在中试的单位有**有限公司*等。

4.聚羟基烷酸酯(PHA)

目前国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。目前国内生产单位有**有限公司（规模2千吨/年），正在中试的单位有**股份有限公司、**有限公司等。

利用可再生资源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美国家，淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。国际上规模最大、销售最好的是意大利的Novamont公司，其商品名为Mater-bi，公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用。

国内研究和生产的单位很多，其中产业化的单位有**有限公司（规模8千吨/年）、**有限公司（8千吨/年）、**有限公司（5千吨/年）、**有限公司（规模2千吨/年）、***有限公司（规模5千吨/年）等。

5.脂肪族芳香族共聚酯

德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯（Ecoflex），其单体为：己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生产能力在14万吨/年。同时开发了以聚酯和淀粉为主的生物降解塑料制品。

6.聚乙烯醇（PV A）类生物降解塑料

如意大利NOVMANT的MaterBi产品在上世纪90年代主要是在淀粉中加入PV A，它能吹膜，也能加工其它产品。聚乙烯醇类材料，需要经过一定的改性后方具有良好的生物降解性能，北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所在这方面取得了一定成果。

7.二氧化碳共聚物

国外，最早研究二氧化碳共聚物的国家主要为日本和美国，但一直没有工业化生产。

国内**公司采用长春应用化学研究所的技术，已建成年产3000吨二氧化碳/环氧化合物共聚物树脂的装置，产品主要应用在包装和医用材料上。中科院广州化学研究所陈立班博士开发的低分子量二氧化碳共聚物技术已在江苏泰兴开始投产，品种是低相对分子质量二氧化碳/环氧化合物共聚物，用来作为聚氨酯发泡材料的原材料，用于家用电器等的包装。河南天冠集团采用中山大学孟跃中教授的技术，已经建成中试规模的二氧化碳共聚物生产线，预计今年能中试生产。

其它如甲壳素、聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纤维素等均在研发之中。

本项目根据国内外全生物降解塑料发展的形式，结合本地区的原料特点，采用玉米淀粉、聚乙烯醇、聚己内酯和助剂共混，制成供注塑、吹塑用的颗粒母料。

本项目技术有如下特点：

A；在生物降解塑料的配方上，全部选用了可生物降解组份，使制品能在使用废弃后2-18个月完全降解。

B；淀粉与PV A（聚乙烯醇）,聚已内酯等均有很好的成膜性，且它们的结合使膜的强度相当好，在加入补强剂及增塑剂后，其膜的拉伸强度可达

20-36Mpa.

C；本工艺已在工业化生产设备上（从混料机到造粒机到吹塑机）成功地进行了生产，能连续稳定的造粒及吹膜，也就是说本工艺从配方到工艺及设备选型一整套生产程序已基本定型，所以技术上使成熟的，可产业化生产。

4.2 工艺流程和消耗定额

4.2.1工艺流程

本项目生产过程是物理混合过程。

合格的原料玉米淀粉、聚乙烯醇、聚己内酯、助剂等可以生物分解的主要原料，经电子衡称重，卸入生产车间原料区，按照预定比例加入混合机内共混，再进入造粒机内热熔，进行造粒，形成供注塑或吹塑用的颗粒母料产品，进入成品料仓，检验合格进行称重、自动包装，进入成品库，码垛，销售。造粒过程中外观不合格的次品返回混合工序继续使用。

附：总平面布置图

4.2.2消耗定额

4.3主要设备的选择

鉴于本项目产品洁净度要求较高，设备材质均选用不锈钢制造。

选用GHJ-800/1600型混合机50台，GHJ-500/1000型混合机60台，SJDD-6508B造粒机40台，SJDD-650A型造粒机70台，终端产品样机15台；

另配备空气压缩机4台

热水锅炉：冬季采暖需要热水，选用一台高效燃煤锅炉。为达到环保标准，配备一台除尘器，并配备相应的水泵和水处理、供水设施。

汽车衡：选用一台100吨的电子汽车衡。

设备一览表

5 原料、辅助材料及燃料供应

5.1 原料供应

5.1.1 主要原料的品种、规格、年需用量、来源及运输条件。

主要原材料规格、年需求量及供应来源

5.1.2 辅助材料

本项目所需要的辅助材料数量很少，在本地市场上可以方便的采购。

5.1.3 燃料

本项目采暖锅炉需要燃料煤，数量不大，在本地市场上可以方便的采购。