年產5萬噸聚甲醛項目建議書

1、一、企業(yè)基本情況河南省淇縣華源化工有限公司始建于1973年，隸屬于淇縣發(fā)改委，現(xiàn)有職工850人，其中工程技術人員125人，中級及中級以上職稱的科技人員68人。占地面積15萬平方米，固定資產原值1.3億元，固定資產凈值1.05萬元。企業(yè)主導產品年生產能力：甲醇7萬噸、甲醛2萬噸，是中原周邊省市醇類、醛類加工生產規(guī)模最大的企業(yè)之一。企業(yè)重視科技進步和產品質量，以煤為原料生產甲醇工藝在國內屬于首創(chuàng)。目前，現(xiàn)有甲醇生產裝置采用了國家“九五”科技重點推廣項目中的6項高科技技術，生產過程中的主要工序全部實現(xiàn)了計算機控制。生產技術裝置屬于九十年代國內先進水平。產品質量長期保持優(yōu)于gb33885標準，主要指標

2、達到聯(lián)邦aa級標準，“企騰”牌甲醇先后榮獲“中國金獎產品博覽會金獎”、“上帝信得過產品”、省消協(xié)“用戶滿意產品”等榮譽，在用戶中視為免檢產品。產品暢銷于京、津、滬、江蘇、湖北、山東等20多個省市和地區(qū)，取得了較好的經濟效益，各項經濟技術指標在同行業(yè)中處于優(yōu)勢地位。企業(yè)先后榮獲“省aaa級信用企業(yè)”、“省科技進步先進集體”、“省安康杯優(yōu)勝企業(yè)”、“學邯鋼先進單位”、“市科技開發(fā)先進單位”、“市五一”勞動獎狀、“市質量管理先進單位”、“市安全文明生產先進集體”、“市重合同守信用單位”等榮譽。二、項目產品方案及建設規(guī)模1、產品方案：聚甲醛樹酯2、規(guī)模：年產聚甲醛樹酯5萬噸3、質量標準：質量標準按as

3、tm規(guī)格要求。三、項目產品簡介聚甲醛學名聚氧亞甲基，英文名稱為acetal resin,polyoxymethylene,polyacetal,簡稱為pom，俗稱賽鋼。聚甲醛是由三聚甲醛經溶液聚合、本體聚合、輻射聚合或氣相聚合后，再用酯化或醚化等方法，使端基封閉，造粒而得。聚甲醛分為均聚甲醛和共聚甲醛兩種，均聚甲醛由無水聚甲醛聚合而得，共聚甲醛是由三聚甲醛與少量二氧戊環(huán)的共聚產物。（一）聚甲醛（pom）特性 聚甲醛為乳白色不透明的，一種沒有側鏈的高密度、高結晶性的線型聚合物。具有良好的綜合性能，突出的優(yōu)良的耐疲勞性和耐蠕變性，良好的電性能等。1力學性能：由于聚甲醛是一種高結晶性的聚合物，具有較

4、高的彈性模量，很高的硬度和剛度?？梢栽?40100長期使用。而且耐多次重復沖擊，強度變化很少。強度受溫度和溫度變化影響很少。聚甲醛是熱塑性材料中耐疲勞性最為優(yōu)越的品種，蠕變小。2熱學性能：聚甲醛具有較高的熱變形溫度，均聚為136，共聚為110。但由于分子結構方面的差異，共聚甲醛反而有較高的連續(xù)使用溫度。一般而言聚甲醛的長期使用溫度是100左右。而共聚甲醛可在114連續(xù)使用2000h，或在138時連續(xù)使用1000h。短時間可使用的溫度可達160。按美國ul規(guī)范，聚甲醛的長期耐熱溫度為85105。3耐化學藥品性：聚甲醛的基本結構了它沒有常溫溶劑。在樹脂熔點以下或附近，也幾乎找不到溶劑，僅有個別物質

5、如全氟丙酮，能夠形成極稀的溶液。所以在所有的工程塑料中聚甲醛耐有機溶劑和耐油性十分突出。特別在高溫條件下有相當好的耐腐蝕性。而且尺寸和機械強度變化不大。聚甲醛與多中顏料有較好的相容性，易于著色，但由于有些顏料具有酸性，所以聚甲醛用的顏料需要慎重選擇。其色母的制作，也遠比一般樹脂苛刻。聚甲醛因其結晶性，不能夠用染料著色。4電氣性能：聚甲醛良好的電性能之一在于介電常數(shù)不受溫度和濕度的影響。不同制造工藝導致的微量雜質含量差異對于體積電阻可帶來一個數(shù)量級的影響。5聚甲醛性能的不足之處：相對密度教大，不透明，不耐酸；成型收縮率大；熔點不很高；熱降解在教高溫度下相當迅速。在氧的存在下還有熱氧降解發(fā)生。均聚

6、甲醛除有上述性能外，密度、結晶度、機械強度高。而共聚甲醛短期強度、模量、伸長率、熱變形溫度、抗蠕變性、耐熱老化、耐熱水性等都優(yōu)于均聚甲醛，成型溫度范圍也教寬。（二）聚甲醛的應用1汽車工業(yè)方面：制造汽車泵、汽化器部件、輸油管、動力閥、萬向節(jié)軸承、馬達齒輪、曲軸、把手、儀表板、汽車窗升降機裝置、電開關、安全帶扣等。2機械制造業(yè)中：廣泛應用作齒輪、驅動軸、鏈條、閥門、閥桿螺母、軸承、凸輪、葉輪、滾輪、噴頭、導軌、襯套、管接頭和機械結構件等傳動部件。3電子電氣、家用電器領域：制造插頭、開關、按扭、繼電器、洗衣機滑輪、盒式磁帶的軸和輪殼、電子計算機外殼以及電視機、洗衣機、電冰箱、電話機、收錄機、洗碟機的

7、各種零件等。4精密儀器方面：制造架子的支撐架、罩體、摩擦墊板以及鐘表、照相機其他精密儀器的零件。5聚甲醛還可以用于耐腐蝕的消防水龍頭，鋼筆的筆桿和筆套、玩具、梳子、拉鏈、睫毛油棒等消費品等等。均聚甲醛也被廣泛用來代替有色金屬和合金，制造多種類型的機械零件，并且在鐘表、照相機、錄音機芯等精密機械制造中也得到了應用。（三）聚甲醛（pom）成型加工聚甲醛可用一般熱塑性塑料成型方法加工，如注塑、擠出、吹塑、噴涂等。注塑是主要的加工方式。聚甲醛通常采用螺桿式注塑機注塑，制品的注塑量不應該超過成型機最大注射量的75%?？捎脴藴市蛦晤^、全螺紋螺桿。聚甲醛的注塑工藝一般可以參考為：料筒溫度為175195，模具

8、溫度為4575，注塑壓力定在69118mpa范圍內為宜。成型周期可取2030s。四、產品市場分析1、 消費結構世界上pom的消費結構大約是電子電器行業(yè)占45%，汽車制造業(yè)為31%，機械工業(yè)為10%，其它行業(yè)為14%。隨著世界汽車制造向塑料化方向發(fā)展，汽車行業(yè)中消費占總量比例近期得到迅猛發(fā)展，在日本，pom的消費以生產汽車部件為主，其次才是電子電器。我國聚甲醛樹脂主要用于電子、電氣，大約占43%，其次是汽車，占29%。隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，聚甲醛生產汽車零部件會被越來越多的汽車廠家接受。2、 需求目前國內電子、電氣行業(yè)正在快速發(fā)展，汽車工業(yè)逐步成為我國的支柱產業(yè)，市場對聚甲醛的需求將進一步

9、增加，近幾年，年均需求不斷增長，增長率已超過25，2000年國內年需求量約在7萬噸，但國內需求幾乎全部依賴進口，2000年我國進口總量接近10萬噸，預計2005、2010年我國年需求量將達到13萬噸和20萬噸。3、聚甲醛生產現(xiàn)狀與發(fā)展對策 聚甲醛于50年代由杜邦公司研制開發(fā)，是目前世界三大通用工程塑料之一。聚甲醛作為性能優(yōu)異的工程塑料，可分為兩大類，一是三聚甲醛或甲醛的均聚體，稱為均聚甲醛，均聚甲醛具有優(yōu)異的剛性，拉伸強度高，單位質量的拉伸強度高于鋅和黃銅，接近鋼材，而且耐磨性能好、摩擦系數(shù)小，但是熱穩(wěn)定性差、不耐酸堿。二是三聚甲醛與少量戊環(huán)的共聚體，稱為共聚甲醛，共聚甲醛加工成型的條件不象均

10、聚甲醛那樣苛刻，加工過程熱分解釋放出來的甲醛氣體少，可回收再利用。因此，今后均聚甲醛發(fā)展勢頭將逐漸減弱，而共聚甲醛將成為今后的發(fā)展方向。目前共聚甲醛生產能力約占聚甲醛生產能力的80。 （1）生產與市場 世界聚甲醛生產與消費主要集中在美國、西歐、日本等工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)。聚甲醛一經問世，就因其優(yōu)異的性能獲得迅速發(fā)展，世界需求量不斷增加，2001年世界聚甲醛總生產能力約為80萬噸，1995年到2000年世界聚甲醛消費量年均增長率約為5。 目前。世界聚甲醛工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)以下兩大特點，一是生產更趨集中和壟斷，其中赫斯特塞拉尼斯公司、杜邦公司、巴斯夫公司和三菱瓦斯四家公司生產能力占全球聚甲醛生產總能力的8

11、3，這幾大公司控制著世界聚甲醛的生產與市場，主宰著世界聚甲醛的命運。二是亞洲發(fā)展迅速，消費增加較快，1995年以前世界聚甲醛生產裝置90左右位于美國、西歐、日本等工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)，近年來隨著亞洲經濟逐步恢復，中國、東盟經濟的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，對工程塑料的需求越來越強勁，世界著名聚甲醛生產商看好亞洲市場。紛紛來亞洲投資建廠，1995年至2001年亞洲尤其是馬來西亞、新加坡、韓國和中國臺灣新建裝置能力達到16.3萬噸，加上日本的增加量，亞洲新增能力占全球新增加能力的65左右。 20世紀70年代末期，由我國自行開發(fā)建設了第一套聚甲醛生產裝置，經過20多年開發(fā)，進展緩慢，我國現(xiàn)在只有兩家生產企業(yè)即上海溶

12、劑廠和吉化公司石井溝聯(lián)合化工廠，生產能力分別為1700噸/年和1000噸/年，采用的生產工藝均為三聚甲醛路線，其共聚技術與國外相比有較大差距，原材料及共用工程消耗高、產品質量不穩(wěn)定，主要原因是企業(yè)的三聚甲醛單程轉化率低和甲醛回收提純技術不過關，并且我國自行開發(fā)的聚甲醛技術在工程化方面存在許多缺陷，無法形成規(guī)模經濟，限制了我國聚甲醛工業(yè)的發(fā)展。國內聚甲醛工業(yè)落后，遠遠不能滿足國內需求，2000年云南天然氣化工集團公司從波蘭zat公司引進1.0萬噸/年聚甲醛生產技術及裝置，目前已經建成并投產。屆時國內聚甲醛的生產能力將達到1.27萬噸/年。 近年來我國聚甲醛消費量迅速增加，2000年國內表觀消費量

13、達到8.84萬噸/年，消費比例為電子電氣55、汽車工業(yè)15、消費品20、工業(yè)器械8、其他2。由于國內產量較小，主要依賴從國外進口來解決國內市場需求，近年來進口量逐年遞增，1998年、1999年、2000年、2001年的進口量分別為6.34萬噸、9.06萬噸、10.83萬噸、10.90萬噸。 我國聚甲醛主要用于電子電氣行業(yè)，近年來國內電子電氣工業(yè)發(fā)展迅速，而汽車工業(yè)也逐步成為我國的支柱產業(yè)，因此對聚甲醛的需求量將進一步增加，2003年我國聚甲醛的需求量已達到19萬噸，2005年將超過20萬噸。即使國內三套裝置全部開足馬力，仍與國內的需求相去甚遠。正因為我國聚甲醛市場巨大、國際各大公司的各種品牌在

14、國內市場競爭日益激烈，國外生產廠家采用各種不同的方式紛紛擴大其在我國的市場份額，據(jù)悉，杜邦公司和三菱瓦斯化學公司均計劃在我國投資建設萬噸級聚甲醛生產廠。 （2）存在問題與發(fā)展對策 我國聚甲醛市場潛力巨大，聚甲醛主要用于汽車和電子電器等行業(yè)，均是關系國計民生的戰(zhàn)略性行業(yè)，國外公司非常注重中國這一潛在的巨大市場，我國聚甲醛工業(yè)將面臨激烈的競爭，因此國內企業(yè)應抓住機遇，快速發(fā)展，否則在將來日益激烈的全球競爭中將有被淘汰的危險，因此發(fā)展我國聚甲醛工業(yè)非常緊迫和重要。 目前我國聚甲醛工業(yè)發(fā)展與國外先進水平相差甚遠，產品需求幾乎100依賴進口。雖然我國很早就開始研制聚甲醛，但是經過幾十年的發(fā)展，技術水平沒

15、有重大突破。與國外公司相比，規(guī)模太小。目前，國內聚甲醛還只能在中試的裝置中運行，工程放大始終不過關，不能進行萬噸級生產裝置的設計與生產。 我國聚甲醛尚未找到最優(yōu)化的操作條件，催化劑性能不高，企業(yè)不能自主控制分子量及分子量的分布，產品牌號少，質量不穩(wěn)定，也是影響國產聚甲醛發(fā)展的一大難題。 作為一種性能優(yōu)異的工程塑料，聚甲醛對于我國來說是一種戰(zhàn)略性產品，應積極發(fā)展，我國盡早開發(fā)自主知識產權的萬噸聚甲醛技術非常必要和重要。 一是我國的能源結構以煤為主，而聚甲醛的起始原料甲醇是目前國內可以大規(guī)模進行工業(yè)化生產的煤化工產品之一，因此從國家能源結構方面考慮，我國大力發(fā)展聚甲醛具有一定的戰(zhàn)略意義。利于開創(chuàng)我

16、國21世紀新煤化工產業(yè)。 二是汽車工業(yè)作為我國的支柱產業(yè)，目前發(fā)展迅速，而現(xiàn)在我國汽車行業(yè)對聚甲醛的消費比例遠遠低于世界平均水平，因此國內應加大聚甲醛在汽車工業(yè)中的應用，一方面促進我國聚甲醛工業(yè)的發(fā)展，另一方面利于促進汽車國產化進程，隨著我國汽車工業(yè)的國產化進程日益加快，汽車工業(yè)將是未來聚甲醛消費增長最快的領域之一。 五、工藝技術方案1、工藝方案選擇聚甲醛（pom）分為兩大類：一類是三聚甲醛或甲醛的均聚體，稱為均聚甲醛，另一類是三聚甲醛與少量戊環(huán)的共聚體，稱為共聚甲醛。 均聚甲醛生產工藝以杜邦公司為代表，其產品相對密度約1.4，熔點為170185，特點是有優(yōu)異的剛性，拉伸強度可達68.9mpa

17、，單位質量的拉伸強度高于鋅和黃銅，而且耐磨性好、摩擦系數(shù)小，但熱穩(wěn)定性差、不耐酸。均聚工藝先用50%的甲醛溶液與異辛醇反應，生成乙基已基半水甲醛溶液，經脫水、熱裂解得到精制甲醛。然后在bf3o乙醚配合物的催化下，在反應器中進行液相聚合。聚合產物經過濾、分離及干燥后，再用醋酐酯化封端。過程中需用高純度氮氣保護。該工藝甲醛提純精制過程復雜，后處理封端技術有一定難度，工藝流程過長、設備偏多且腐蝕嚴重，需用昂貴的合金材料做合成釜材質。 共聚甲醛生產工藝以德國德喬.邁斯納有限責任公司的技術為典型代表，巴斯夫、三菱瓦斯化學公司等也有各自的技術。宇部興產公司在聚合過程中不用溶劑的氣相法共聚甲醛工藝也獨具特色

18、。 將50%的甲醛溶液濃縮至65%，在硫酸存在下合成三聚甲醛溶液，經溶劑（苯或二氯乙烷）萃取和精制得到聚合級三聚甲醛。然后以聚合級三聚甲醛為聚合單體，以環(huán)氧乙烷（或二氧戊環(huán)）為共聚單體，用雙螺桿反應器進行本體連續(xù)共聚合。所得共聚物經粉碎、連續(xù)穩(wěn)定化和間歇穩(wěn)定化，除去熱不穩(wěn)定成分，干燥后混合添加劑造粒。 旭化成公司開發(fā)了甲縮醛氧化直接合成70%高濃度甲醛新工藝，省去了甲醛濃縮和稀甲醛回收操作。合成三聚甲醛中產生的甲醛可循環(huán)返回甲縮醛合成反應塔。其甲縮醛合成反應溫度較低（6090），幾乎不生成甲酸，無設備腐蝕。另外由于反應得到的甲醛含量達70%，有利于提高三聚甲醛合成反應速度，減少副反應。 宇部興

19、產公司氣相法共聚甲醛技術主要由甲醛合成、單體制備、共聚合、穩(wěn)定化、溶劑回收等組成。工藝路線為：原料甲醇采用空氣氧化法制得50%的甲醛，甲醛與聚乙二醇反應，經脫水、熱分解、精制，得到精制甲醛氣。精制甲醛氣與共聚單體三氧八環(huán)氣態(tài)混合后進入雙螺桿反應器進行共聚反應。聚合反應器排出的高溫循環(huán)聚甲醛粉體經冷卻返回聚合反應器進行循環(huán)，以控制聚合反應溫度，然后用螺旋輸送機將聚甲醛粉料送往穩(wěn)定化處理。該技術對材質要求不高，流程簡單，腐蝕性小。以三聚甲醛為聚合單體的共聚技術占世界聚甲醛生產能力的80%。在三聚甲醛制造技術上，目前是硫酸催化法和固體酸催化法處于并存狀態(tài)。旭化成公司開發(fā)的甲縮醛氧化得到70%濃甲醛，

20、是共聚工藝路線的重大改進，省去了甲醛濃縮和稀醛回收步驟，大大節(jié)減了能耗和成本。在穩(wěn)定化技術方面，目前熔體工藝和液相水解工藝并存，后者擁有發(fā)展?jié)摿?。根?jù)上述情況，本項目擬引進德國德喬.邁斯納有限責任公司（以下簡稱jm）的技術和關鍵設備。生產流程為：甲醛水溶液分步濃縮干燥甲醛發(fā)生部分聚合固體多聚甲醛。該工藝采用三步蒸發(fā)，再通過噴霧冷凍，然后采用流化床干燥和烘干制成固態(tài)多聚甲醛。制成的多聚甲醛呈白色、流球狀或顆粒，甲醛含量為95+1% w/w。產品具有很好的可溶性、高的反應性、易儲藏等性能。2、工藝方案在項目工藝中，進口原料為濃度為37%或50%的甲醛溶液，產品為甲醛含量為95%的多聚甲醛固體。產品

21、可通過以下兩個步驟制得：（1）甲醛溶液的蒸發(fā)濃縮：蒸發(fā)部分包括兩個降膜蒸發(fā)器和一個薄膜式蒸發(fā)器。該系統(tǒng)匯集了jm公司及其分包商多年的實際經驗。物料在經過加熱區(qū)時，停留時間很短，蒸發(fā)器熱轉化效率非常高，產品在溫和的條件下得到效率濃縮。（2）噴霧冷凍和流化床干燥：固化和干燥部分由一個噴霧冷凍塔和一個流化床干燥器組成，形成了兩步靈活的冷凍干燥系統(tǒng)。首先，在噴霧冷凍室中先對濃縮甲醛進行冷凍干燥，使產品中表面水蒸發(fā)，然后在流化床干燥器中的將剩余的少量水再蒸發(fā)。3、工藝流程簡述中間儲存段濃度為37%（或50%）的甲醛溶液被輸送到中間儲罐b-1.1中，攪拌器r-1.1不斷地攪拌，使溶液處于均勻狀態(tài)。儲罐中的

22、溶液通過泵p-1.1不斷循環(huán)，并通過換熱器使儲罐b-1.1中的溶液保持在適宜的溫度。甲醛溶液通過泵p-1.1b/c抽到蒸發(fā)裝置。一段蒸發(fā)一段蒸發(fā)裝置包括蒸汽加熱的降膜蒸發(fā)器w-2.1和蒸汽分離器d-2.1。在一段蒸發(fā)中，濃度為37%的甲醛溶液可被濃縮到5560%。濃縮過的溶液用泵p-2.1進行循環(huán)，從蒸汽分離器d-2.1輸送到第二個蒸發(fā)裝置。蒸汽在蒸汽分離器d-2.1中被分離，而后在冷凝器w2.2中被冷卻（該冷凝器為冷卻水表面冷凝器）。甲醛含量為約7%的冷凝液被收集在收集器b-2.1中,并通過泵p-2.2抽送到反應區(qū)。反應區(qū)外面有一個中間儲存罐，以備后用。降膜蒸發(fā)器w-2.1和蒸汽分離器d-2

23、.1需要的真空度由帶閉合冷卻系統(tǒng)的真空站a-2.1提供。甲醛中含的惰性氣體同蒸汽一起被送進真空站a-2.1,進入尾氣處理系統(tǒng)。若以甲醛含量為50%的溶液作原料，不需要第一個階段。二段蒸發(fā)第二個蒸發(fā)段包括用蒸汽加熱的降膜蒸發(fā)器w-2.3和蒸汽分離器d-2.2。一段蒸發(fā)后的濃縮甲醛溶液可再次被濃縮到濃度為74-80% w/w，泵p-2.3將再次濃縮后的甲醛溶液從蒸汽分離器d2.2送到第三段蒸發(fā)裝置。蒸汽在蒸汽分離器 d2.2中被分離,在冷凝器w-2.4中被冷凝(冷凝器為冷卻水表層冷凝器)。冷凝后甲醛的濃度為34%，被收集在收集器b-2.2中，然后通過泵p-2.4從收集器b-2.2送回到第一段蒸發(fā)器

24、。降膜蒸發(fā)器w-2.3和蒸汽分離器d-2.2的真空度由帶有閉合冷卻系統(tǒng)的真空站a-2.2來供給。甲醛中含的惰性氣體同蒸汽一起被送進真空站a-2.4，并通過廢氣回收裝置處理。若原料甲醛的濃度為50%，則不需要第一蒸發(fā)段。中間儲罐b-1.1中的液體可以直接被送入到第二蒸發(fā)段，濃縮方法如上述。所得到的甲醛冷凝液濃度為約34%，甲醛被收集器收集在b-2.2(如前述)，但要通過泵p-2.4從收集器b-2.2送到反應區(qū)。三段蒸發(fā)濃縮后的甲醛溶液從蒸汽分離器d-2.2送到用蒸汽加熱的薄膜蒸發(fā)器w-3.1,進行最后一段濃縮，濃度可達85-89%，濃縮甲醛一次性通過薄膜蒸發(fā)器w-3.1。薄膜蒸發(fā)器w-3.1的蒸

25、汽在冷凝器w-3.2中被冷卻（該冷凝器為溫水運行的冷凝器），其溫度可通過泵p-3.4是液體在換熱器w3.3(加熱)和換熱器w3.4（冷卻）中進行循環(huán)而調節(jié)。在冷凝器w-3.2后冷凝的液體被收集在收集器b3.2中，然后通過泵p-3.3送回到第二蒸發(fā)段。薄膜蒸發(fā)器w-3.1需要的真空度由帶有閉合冷卻系統(tǒng)的真空站a-3.1供給，甲醛中含有的惰性氣體蒸汽一起被送進真空站a-3.1,并通過廢氣處理裝置。經過薄膜蒸發(fā)器后濃縮的甲醛溶液立即被收集在收集器b-3.1中,并由通過泵p-3.1送到中間儲罐b-3.3。為保持儲罐中的溫度，儲罐中b-3.3中備有內置加熱裝置，并裝有攪拌器r-3.1,以使液體均勻。泵p-3.3把濃縮的甲醛溶