2万吨乳液生产项目可行性研究报告

2万吨乳液生产建设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、企业性质及责任人

项目名称：年产2万吨聚合乳液项目

承办单位名称: 山东安德士化工有限责任公司

法人代表：

公司地址：山东鲁南高科技化工园区（滕州市木石镇精细化工园区）

1.1.2主办单位基本情况

山东安德士化工有限责任公司位于山东鲁南高科技化工园区，是一家专业生产合成乳胶类乳液的新建企业。公司占地面积26500平方米，规划建设乳液生产装置、辅助装置及公用工程等配套设施。本项目建成后，该公司具有生产水性聚合乳液全系列产品的能力。产品广泛应用于建筑防水、保温、内外墙涂料、纺织印染、金属防锈、粘合剂、地坪及木器漆等多个领域，有着良好的经济效益，建成后将为滕州市的经济发展做出贡献。

1.1.3项目提出的背景、投资的必要性和经济意义

1.1.3.1 项目提出的背景

水性聚合乳液是通过乳液聚合法合成的聚合物粒子的水分散体，广泛应用于建筑材料、涂料、颜料、胶黏剂、纤维处理、造纸工业等多种领域。进入新世纪后，随着我国经济发展，尤其是房地产业和装修装饰行业的发展，各行业对乳液需求快速增长，产品供不应求。

因此，公司决定新上年产2万吨聚合乳液项目。

1.1.3.2 项目的必要性和经济意义

（1）符合国家产业政策

在《产业结构调整指导目录(2007年本)》中水性聚合乳液生产不属于淘汰类、

限制类，因此该项目的建设符合国家产业政策。

（2）水性聚合乳液作为建筑材料、涂料、颜料、胶黏剂、纤维处理、造纸

工业等行业的基础原料，市场需求量巨大。本项目建成投产后，不但能缓解市场供需矛盾，而且能促进国内水性聚合乳液工业的技术进步，并且会创造良好的经济效益。

1.1.4 可行性研究报告编制依据、指导思想和原则

1.1.4.1可行性研究报告编制依据

（1）山东安德士化工有限责任公司与山东省医药工业设计院签订的设计合同（2）山东安德士化工有限责任公司提供的项目基础资料

（3）中国石油和化学工业协会中石化协产发（2006）76号文件，关于印发《化工投资项目可行性研究报告编制办法》

1.1.4.2 指导思想和编制原则

（1）采用先进、可靠的工艺技术，节能并严格控制对环境的污染，实现“三废”达标排放。

（2）建设项目应严格执行国家有关环境保护、消防、劳动、安全、工业卫生、节能洁净生产等方面的法规和标准规范。

（3）厂区合理布置以节约占地、节约投资。

（4）设备布置尽量做到露天化、一体化、轻型化、国产化。

1.1.5 研究范围

本项目研究范围包括2万吨水性聚合乳液生产装置及相应的公用工程及辅助生产装置

（1）生产装置

聚合乳液车间

（2）辅助生产装置

产品仓库、原料仓库、原料罐区、综合办公楼（包括DCS控制、分析化验室、车间办公、电气控制等）。

（3）公用工程

循环水装置、污水处理站、厂区给排水、消防、界区变配电、总图运输、工艺及供热外管道、暖通等。

1.2 研究结论

（1）本项目的建设节能效果显著，清洁环保，社会效益明显。

（2）本项目原料供应有保障。

（3）本项目采用国内先进、成熟、可靠的生产技术，设备实现国产化，既降低了工程投资，又为装置长周期稳定运行提供了保障。

（4）项目选址建厂条件好，地势开阔、交通方便，有利于项目建成后原料及产品的运输。

（5）本项目财务评价结果良好：项目总投资6213万元，其中建设投资4564万元。税后全投资财务内部收益率为45.35％，投资回收期为3.22年。敏感性分析表明本项目有较强的抗风险能力。综上所述，本项目是可行的，投资是必要的。

附表1-1 主要技术经济指标表

2市场预测分析

2.1 产品市场分析

2.1．1 产品性质及用途

水性聚合乳液是通过乳液聚合法合成的聚合物粒子的水分散体，广泛应用于建筑材料、涂料、颜料、胶黏剂、纤维处理、造纸工业等多种领域。进入新世纪后，随着我国经济发展，尤其是房地产业和装修装饰行业的发展，各行业对乳液需求快速增长，产品供不应求。

2.1.2国内外市场预测分析

90年代以来，随着乳胶漆市场的突然活跃，聚合物乳液生产开始攀升。随后乳液生产企业出现了重组，乳液商品化生产开始日益兴旺，形成一个行业。一方面，外资陆续进入我国寻求合作，先后形成了北京东方罗门哈斯、上海高桥巴斯夫、中山联碳、昆山长兴等合资企业，它们成为了乳液行业中较具规模的供应商。另一方面，国内出现了众多乳液生产企业，为同时出现的众多小乳胶漆厂供应商品乳液。

全世界聚合物乳液产值在2005年达到200亿美元，年均增长率约为6％。这主要得益于环保压力增大，溶剂型产品受到限制。美国2002年乳液产量约230万吨，到2006年达到240多万吨(50亿磅)，产值达到43亿美元。产量最高的是苯丙乳液，约为80万吨，其次为丙烯酸酯乳液。

目前全球涂料用乳液年耗用量中多半来自于罗门哈斯、巴斯夫、联碳、赫斯特等几十家企业，每家装置少则20300kt／a，多则40500kt／a。罗门哈斯在北京、上海均建有生产装置；联碳在中山、上海有两套装置；长兴在昆山建有生产装置；巴斯夫在上海建有生产装置等。

国内的乳液生产厂家中，生产能力能够达到kt／a级的很少，多数是每年几百t，甚至几十吨的产量，日出集团是国内厂家中产量比较高的企业。

在中国经济快速增长的今天，中国涂料用乳液品种结构日益优化、产销量迅速增长，同时国外大公司加大在中国内地的投资，快速拓展中国市场，中国涂料

用乳液企业面临巨大的历史机遇与市场竞争风险。但随着中国涂料用乳液在研发人才与研究平台、检测仪器与分析设备、产品研发等方面不断取得进步，以及在环保型、高性能、功能性方向研究取得的成果，新兴中国乳液企业完全有能力占有一定的市场份额。

2.2产品价格分析与确定

2.2.1 产品价格现状

国内市场: 聚合乳液产品市场价为9000-12000元/吨

2.2.2 产品价格的稳定性及变化趋势预测

近几年聚合乳液产品的价格一直在9000~12000元/吨范围内波动，地区不同，价格稍有变化，但相对较稳定。本工程生产工艺先进，原材料、公用工程消耗较低，产品成本低，产品质量有保证。因此，本项目生产的聚合乳液产品具有较强的竞争能力。

2.2.3 产品价格的确定

综合以上分析,将本项目聚合乳液销售价格确定为11000元/吨。

3 产品方案和生产规模

3.1 产品方案的选择

根据市场预测及公司现有生产能力的配套、生产设备、技术综合平衡，确定生产规模为20000t/a聚合乳液。

3.2产品方案是否符合国家产业政策、行业发展规划的要求

发展改革委等部委“关于促进自主创新成果产业化的若干政策”促进自主创新成果产业化的税收扶持政策。鼓励企业加大对自主创新成果产业化的研发投入，对新技术、新产品、新工艺等研发费用。

本项目属于企业自主创新，新技术、新产品、新工艺的研发，节能环保，符合国家节约能源法和清洁生产促进法，符合国家产业政策、行业发展规划的要求。

3.3生产规模的确定

3.3.1生产制度、年操作日

生产制度四班三运转，年操作日每年330天，8000小时。

3.3.2生产规模

聚合乳液 20000 t/a

3.5 产品方案

纯丙乳液 6000 t/a

苯丙乳液 2000 t/a

硅丙乳液 2000 t/a

丙烯酸酯改性乳液 10000 t/a

4 工艺技术方案

4.1工艺技术方案的选择

4.1.1国内、外工艺技术概况

本世纪50年代末，上海市涂料研究所、上海振华造漆厂；化工部天津化工研究院(现常州涂料化工研究院)、北京油漆厂(现北京红狮涂料公司)几乎同时开展了乳胶漆的研究和开发。初期以简陋的设备条件生产少量的醋酸乙烯单体、聚乙烯醇和醋酸乙烯聚物乳液，并以此生产乳胶漆。那时的乳胶漆在耐水性、耐擦洗性、抗沾污性及耐候性等方面就表现不俗，但此后的20多年乳胶漆的发展仍比较缓慢。进入80年代以后，我国的乳胶漆在产量与品种上有了突飞猛进的发展，乳液合成技术也有了很大进步。北京东方化工厂建成聚合物乳液生产车间并投入运转，成为在我国实现涂料用树腊商品化的一个成功的开端，推动了我国聚合物乳液的商品化进程，同时也使乳胶漆的生产更为便捷、应用更为广泛。

90年代以来，随着改革开放的进一步深入、人民生活水平的进一步提高、市场机遇的进一步显现，许多外国公司看好中国建筑涂料巨大的市场，纷纷投资在中国独资或合资建厂生产乳液产品、乳胶漆以及乳胶漆助剂，如罗门哈斯、巴斯夫、联碳、立邦、ICI公司等，使中国的乳胶漆开发出现了一个高潮。

21世纪初，随着乳液市场的发展，部分本土乳液厂家的市场开发取得了进展，国内乳液市场的竞争日趋激烈。我国聚合物乳液从合成技术，品种和质量，生产规模和产量，应用技术等方面都在近几年取得了相当大的发展。

1.国内聚合物乳液发展主要特点

1）发展较快，产量和品种都有明显的增长

目前，国内聚合物乳液的生产企业主要有北京东方罗门哈斯、上海高桥巴斯夫、中山联碳、江苏日出集团、广东巴德富、昆山长兴等。2002年各大企业生产建筑涂料用乳液超过20万吨(用于生产建筑乳胶漆超过63万吨)，占全国聚合物乳液产量的50％以上。我国聚合物乳液总产量每年约增长10～12％，高于世界聚合物乳液的平均增长率(年均6％)。

2）乳液生产企业规模较大

建筑涂料用乳液生产企业在规模、产品档次等多方面要明显好于建筑涂料生产企业。

我国主要的乳液生产厂家的规模都比较大，一般都超过10000吨的年产量，而且，前十家企业乳液产量占据全国年产量的50％以上。这样的企业规模分布比较正常。主要得益于生产乳液的技术水平要求较高，设备投入较大，“作坊式”企业难以做到。

4.1.2工艺技术方案的选择

本项目采用安德士公司自主开发的先进可靠的聚合乳液生产技术，设备完全国产化，投资较低、生产成本较小、节能环保。

4.2工艺流程和消耗定额

4.2.1工艺流程概述

4.2.1.1装置规模和年操作时数

聚合乳液 20000 t/a

年操作日为330天，8000小时。

4.2.1.2装置组成

本项目生产装置：聚合乳液车间。

4.2.1.3原材料、辅助材料、燃料和动力

（1）原材料、辅助材料

①丙烯酸

主要成分含量(wt%)>99.0%

物理特性：无色液体，有刺激性气味。

②丙烯酸丁酯

主要成分含量(wt%)>99.5%

化学类别：丙烯酰基化合物

物理特性：高闪点可燃液体

③丙烯酸乙酯

主要成分含量(wt%)>99.9%

物理特性：无色透明液体，易燃、有辛辣的刺激性气味。

④甲基丙烯酸

主要成分含量(wt%)>99.5%

物理特性：无色结晶或透明液体，有刺激性气味。

⑤甲基丙烯酸甲酯

主要成分含量(wt%)>99.5%

物理特性：无色液体，易挥发，易燃。

⑥苯乙烯

主要成分含量(wt%)>99.5%

物理特性：无色透明油状液体，易燃。

（2）燃料和动力数量及规格

①电气

机泵电力：

AC380V ±5% 50Hz ±1% 3 相

②一次水

温度 25℃

压力0.3 MPaG

③蒸汽

温度饱和

压力 1.5MPaG

④仪表空气

结露点- 30 ?C

温度环境温度

压力≥ 0.5 MPaG

质量无油,无尘土

⑤工艺空气

温度环境温度

压力≥ 0.5 MPaG

质量无油,无尘土

4.2.1.4产品、副产品及主要中间产品

纯丙乳液 6000 t/a

苯丙乳液 2000 t/a

硅丙乳液 2000 t/a

丙烯酸酯改性乳液 10000 t/a

4.2.1.5工艺流程说明

聚合乳液是单体经过乳液聚合反应而产生的高分子化合物。乳液聚合是游离基引发的聚合反应，整个过程都是在水中完成，反应生成的高分子化合物呈微小颗粒分散在水中。

乳液聚合反应是在反应釜中进行，反应釜外有夹套包围，在加温过程中，蒸汽直接注入夹套层内。在反应过程中，反应釜的搅拌器会不断搅动，将反应釜内的各类反应物均匀地混合，使聚合反应平稳进行。

原料单体（苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等）经泵打入混合槽进行预先混合，然后进入反应釜，反应所需热水从热水罐打入反应釜，皂液亦由皂液罐打入反应釜。

聚合反应的温度通常在80~90℃之间，在聚合过程中，部分未反应的单体往往因受热而气化，成为气体。冷凝器将气化了的单体冷却为液体，然后回流到反应釜中，继续参加聚合反应。聚合反应中所产生的热，被夹套内的冷却水带走，由此将反应温度控制在特定范围内。

当反应完成后，产品先经冷却，再按需要添加其他助剂，然后送往产品罐区，包装后外卖。

流程见附图

4.2.2 原材料及公用工程消耗

表4.2.2 原材料及公用工程消耗量表

4.3主要设备选择

4.4 自动控制

4.4.1 自控水平和主要技术方案

本设计为山东安德士化工有限责任公司年产2万吨聚合乳液项目的自控设计,依据工艺装置的特点及操作要求,吸收了同类厂自动化方面的成功经验,并考虑国内外新型仪表的发展和实际应用,设置了较完善的检测、自动控制系统及必要的信号报警系统，确定采用DCS对生产过程进行监控。从生产装置的实际情况考虑，调节回路均采用简单可靠、实用的单回路调节系统，正常情况下操作人员在控制室就可以使装置连续安全生产。本工程自控水平依据下列原则确定：（1）对生产过程影响较大,需随时监控的参数设调节;

（2）需要经常了解其变化趋势的参数设记录;

（3）对工艺过程影响不大,但需经常监视的参数设指示;

（4）对可能影响生产及安全的参数设报警,并进行报警打印;

（5）对要求计量或经济核算的参数设积算;

（6）对生产过程设班报、日报及月报等报表的设打印;

（7）对生产过程中机泵等运转设备设状态显示。

4.4.2 仪表类型的确定

仪表选型以可靠、适用、经济、安全为原则，变送器采用近几年国内使用成熟的引进系列产品。因生产装置处于防爆区，仪表选型按防爆要求考虑。

（1）温度测量

集中测量：选用隔爆型铠装热电阻。就地测量：双金属温度计。

（2）压力测量

集中测量：采用防爆压力变送器及防爆压力开关。就地测量：隔膜式压力表。

（3）流量测量

根据工艺操作及工况的不同，分别采用防爆质量流量计、漩涡流量计、电磁流量计等。

（4）液位测量

集中测量：选用防爆液位变送器。就地测量：玻璃板液位计。

（5）执行机构

本设计全部采用气动执行器，根据不同介质和工况，分别选用球阀、单座调节阀等，并对阀门材质作了相应考虑。

4.4.3 主要关键仪表选择

本设计DCS由操作站、控制站、冗余的通信总线及电源系统、打印机等配置而成。DCS系统要求留有上机接口，以便实现全厂管控一体化。DCS的控制功能、画面功能、报表功能、历史数据存储功能及各项技术指标应能满足本工程的要求。DCS电源由UPS供给，气动执行器宜选用引进技术生产的系列产品，变送器选用国外引进产品。

4.4.4 控制室的设置

本工程在综合楼内设中央控制室，并附有机柜室、软件维护室、硬件维护室、

值班室及更衣室等附属设施。中控室位置的选择、布置和面积、环境条件、建筑结构要求、采光与照明、暖通和空调等应符合《控制室设计规定》HG/T20508-2000中有关规定。中控室面积根据控制操作要求及I/O点数规模约为60平方米。辅助生产装置及公用工程就地集中监控的车间和工段均设操作室，采用常规仪表监控。为方便全厂信息化管理和操作，可根据业主实际情况在综合楼内设调度室。

4.4.5仪表的供电和供气

（1）仪表的供电

各中控室仪表电源负荷等级按特殊供电要求负荷考虑，为 220VAC±5%，50±0.5 Hz的交流电源。其电源由电气专业提供两路自动切换的独立供电回路，分别取自不同的电气低压母线段。

DCS采用不间断电源（UPS）供电，UPS电源输出质量要求应符合《仪表供电设计规定》HG/T20509-2000中有关规定。备用时间不少于30分钟。估算容量按20KVA 考虑。

（2）仪表的供气

仪表用压缩空气由空压站引来。仪表供气应为连续的，当供气气源发生故障时，贮气罐应能持续供气15分钟以上。压力及质量要求应符合《仪表供气设计规定》HG/T20510-2000中有关规定。仪表压缩空气的估算耗气量按120Nm3/h考虑。

4.4.6安全技术措施

为保证操作人员和生产装置的安全，自控专业考虑了以下必要的安全技术措施：

（1）安装于爆炸危险区域内的现场仪表应符合防爆要求。

（2）对于含有可燃气体和有毒气体场所设置了可燃气体和有毒气体检测报警仪。

（3）中控室均选择在非防爆、无火灾危险的安全区域，并考虑了防火、防水、防尘、防雷等安全措施。中控室内均设置了火灾报警装置和事故应急照明电源。

（4）中控室仪表电源负荷等级按特殊供电要求负荷考虑，电源为两路自动

切换的独立供电回路，分别取自不同的电气低压母线段。DCS、SIS由不间断电源（UPS）供电。

（5）各工艺生产装置根据安全生产要求设置了必要的紧急停车和安全联锁系统及报警系统。信号开关为直接型（如压力等），或间接型（如变送器作用的开关等）。DCS画面根据报警级别的高低分别选择不同的颜色及闪烁来提醒操作人员，操作键盘上预组态的报警指示灯可以提供非当前画面的报警信息。

4.4.7标准、规范

（1）化工投资项目可行性研究报告编制办法（中石化协产发（2006）76号）；

（2）过程检测和控制系统用文字代号和图形符号（HG/T20505-2000）；

（3）自动化仪表选型规定（HG/T20507-2000）；

（4）控制室设计规定（HG/T20508-2000）；

（5）分散型控制系统工程设计规定（HG/T20573-95）；

（6）石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则（SHB-Z06-1999）；

（7）化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计规程（HGJ21- 89）；

（8）石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范（GB50493-2009）。

5 原料、辅助材料及燃料的供应

5.1主要原材料的种类、规格，年需用量、来源及运输条件

5.2主要原辅材料的供应

本项目上述主要原料山东省境内均有生产，如苯乙烯、丙烯酸丁酯等离建厂地点一百公里范围内均有生产，主要原辅材料运输方便，供应有保障。

5.3水、电、汽和其他动力的供应