中石化聯(lián)科技指導計劃項目建議書(shū)范文
篇一：中石化聯(lián)科技指導計劃項目建議書(shū)
一、項目摘要
丁基橡膠和鹵化丁基橡膠是重要的合成橡膠制品，針對我國在丁基橡膠和鹵化丁基橡膠合成領(lǐng)域起步晚、技術(shù)薄弱、高品質(zhì)產(chǎn)品受制于人的問(wèn)題，提出基于微反應器技術(shù)發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的新一代合成工藝和裝備。設計、建設200噸/年的丁基橡膠合成、200噸/年的鹵化丁基橡膠合成和5000kg/年的溴單質(zhì)回收微反應示范系統，完成長(cháng)周期實(shí)驗研究，為產(chǎn)業(yè)化過(guò)程提供基礎，初步形成丁基橡膠和鹵化丁基橡膠合成產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。
二、項目的必要性和重要性
丁基橡膠（簡(jiǎn)稱(chēng)IIR）是重要的合成橡膠，具有優(yōu)良的氣密性和良好的耐熱、耐老化、耐酸堿、耐臭氧、耐溶劑、電絕緣、減震及低吸水等性能，使得其廣泛應用于輪胎、電線(xiàn)電纜、防水建材、減震材料、藥用瓶塞、食品（口香糖基料）、防毒用具、粘合劑、防腐蝕制品、碼頭船護旋、橋梁支承墊以及耐熱運輸帶等方面。鹵化丁基橡膠（HIIR）是丁基橡膠與鹵素（氯或溴）進(jìn)行反應的產(chǎn)物，可分為氯化丁基橡膠（CIIR）和溴化丁基橡膠（BIIR）兩大類(lèi)。鹵化丁基橡膠不僅保持了丁基橡膠的特性，而且克服了普通丁基橡膠硫化速度慢的缺點(diǎn)，主要用于汽車(chē)子午線(xiàn)輪胎的氣密層和醫用瓶塞。目前，全球只有美國、德國、俄羅斯、意大利等少數幾個(gè)國家擁有丁基及鹵化丁基橡膠的生產(chǎn)技術(shù)，其中美國�？松梨诠竞偷聡适⒐镜亩』胞u化丁基橡膠生產(chǎn)技術(shù)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力在全球處于絕對領(lǐng)先地位，產(chǎn)能約占全球的80%。我國只有中國石化北京燕山分公司合成橡膠廠(chǎng)和浙江信匯等幾家企業(yè)生產(chǎn)普通丁基橡膠和鹵化丁基橡膠，產(chǎn)量遠遠不能滿(mǎn)足國內實(shí)際需求，每年都要大量進(jìn)口。
丁基橡膠合成技術(shù)主要有淤漿法和溶液法兩種方法，兩種方法的核心都是異丁烯與少量異戊二烯的陽(yáng)離子聚合技術(shù)。淤漿法是以氯甲烷為溶劑的聚合反應，原料異丁烯必須有要求很高的純度（正丁烯質(zhì)量分數小于0. 5%），氯甲烷和單體的水含量必須很低。該法聚合反應溫度低，約在-100oC進(jìn)行，制冷設備龐大。由于存在嚴重的掛膠問(wèn)題聚合釜連續運轉周期短、能耗高。溶液法使用烷烴作為聚合反應溶劑，可以使反應溫度提高，但受設備傳熱的限制，膠液濃度必須控制在12%以下。這些生產(chǎn)現狀表明，發(fā)展新一代的聚合工藝和設備對于發(fā)展低能耗、周期和具有自主知識產(chǎn)權的丁基橡膠合成技術(shù)十分關(guān)鍵。
鹵化丁基橡膠是丁基橡膠的改進(jìn)產(chǎn)品，具有良好的市場(chǎng)前景。丁基橡膠的鹵化反應機理是單質(zhì)鹵素與橡膠接觸，迅速將橡膠雙鍵上的仲位氫原子取代成為溴或氯的橡膠，反應同時(shí)形成鹵化氫，未反應的鹵素單質(zhì)和鹵化氫最后經(jīng)堿液中和。鹵化丁基橡膠合成的難點(diǎn)主要在于：產(chǎn)物鹵化丁基橡膠在鹵化氫存在的環(huán)境下易發(fā)生取代位由仲位向伯位的轉化，同時(shí)鹵化氫的加成也會(huì )使橡膠損失一定的雙鍵，因此鹵化丁基橡膠的合成需要反應迅速引發(fā)、迅速中和，但是反應物丁基橡膠的烷烴溶液的粘度很高，反應物的快速混合不容易實(shí)現；中和液和鹵化反應液為不互溶的油水體系，大量含鹵素廢水，尤其是含溴廢水，對生態(tài)環(huán)境也造成了嚴重的影響，這些因素都嚴重影響著(zhù)鹵化丁基橡膠的合成過(guò)程。針對溴化丁基橡膠合成反應的快速引發(fā)、快速終止的基本原理，發(fā)展新型的鹵化丁基橡膠合成設備，建立可靠的鹵素（溴素）回收工藝十分關(guān)鍵。
微結構反應器（簡(jiǎn)稱(chēng)微反應器）是一種新型的化工裝備，是實(shí)現化工過(guò)程微小型化的核心。眾多的研究結果表明微反應器能夠擔負起提高反應收率、減少副產(chǎn)物產(chǎn)生、控制產(chǎn)物形貌、以及提升過(guò)程安全性等重要責任，對于減小原材料消耗、降低后續分離回收難度和成本、減少過(guò)程污染等具有重要的意義。微反應器合成聚合物的優(yōu)勢在于微小的混合空間能夠快速混合單體和引發(fā)劑，控制反應局部環(huán)境的均勻性，相對惰性的反應器壁面具有良好的導熱性能，能夠快速移除反應熱或者瞬間提高反應溫度。同時(shí)通過(guò)數量放大可以使技術(shù)快速走向產(chǎn)業(yè)化，降低放大風(fēng)險，縮短研發(fā)周期。針對利用微反應器進(jìn)行陽(yáng)離子聚合，鹵化的初步結果表明，微反應器在實(shí)驗室里能夠表現出良好的反應特性，有望替代傳統的丁基橡膠合成和鹵化反應裝置，成為新一代具有自主知識產(chǎn)權的技術(shù)。
三、主要研究?jì)热�、技術(shù)路線(xiàn)、技術(shù)難點(diǎn)和創(chuàng )新點(diǎn)
1、研究?jì)热?/p>
基于實(shí)驗室小規模丁基橡膠合成與鹵化反應的相關(guān)結果，設計、建設200噸/年的丁基橡膠合成微反應示范裝置、200噸/年的鹵化丁基橡膠合成微反應示范裝置和5000kg/年的溴單質(zhì)回收示范微反應系統，完成試驗研究，為產(chǎn)業(yè)化過(guò)程提供基礎，具體研究?jì)热莅ǎ?/p>
�。�1）新型丁基橡膠聚合反應性能研究，研究微反應聚合裝置和聚合工藝的驗證和優(yōu)化和長(cháng)周期操作可靠性；
�。�2）新型丁基橡膠溴化、氯化反應性能研究，具體研究微反應設備的反應性能和長(cháng)周期操作可靠性；
�。�3）溴單質(zhì)回收過(guò)程研究，具體研究微反應設備的反應性能，考察反應工藝的穩定性、安全性和長(cháng)周期操作可靠性。
2、技術(shù)原理及技術(shù)路線(xiàn)
�。�1）丁基橡膠聚合原理和路線(xiàn)
目前，丁基橡膠的合成技術(shù)的發(fā)展趨勢逐漸由溶液法取代淤漿法，本項目擬采用溶液法聚合。溶液法是以烷基氯化鋁與水的絡(luò )合物為引發(fā)劑，在烴類(lèi)溶劑（如正己烷）中于-90～-70℃下，異丁烯和少量異戊二烯共聚而成。新一代的聚合裝置將以微反應器為核心裝備，在微反應器內實(shí)現異丁烯與異戊二烯和烷基氯化鋁引發(fā)劑的混合，完成聚合反應。
�。�2）鹵化丁基橡膠合成原理和路線(xiàn)
由丁基橡膠制備鹵化丁基橡膠的反應過(guò)程是，主反應為異戊二烯鏈節中的仲位原子發(fā)生取代反應，主要副反應是溴原子在橡膠分子內的異構化過(guò)程。異構化反應容易在酸性條件下進(jìn)行，主要受到溴化反應時(shí)間，水解反應時(shí)間，以及水解過(guò)程中堿用量的影響，用過(guò)量的堿液快速中和溴化氫有利于抑制異構化反應的進(jìn)行。新一代的微反應裝置以串聯(lián)微反應器為核心裝備，在微反應器內實(shí)現鹵素與丁基橡膠溶液的快速混合反應，以及快速的完成中和反應，中和形成的鹵化氫。
�。�3）溴單質(zhì)回收原理和路線(xiàn)
溴化丁基橡膠合成中產(chǎn)生的溴化氫通過(guò)氫氧化鈉中和，由于廢水中含有大量溴化鈉，需要回收。溴單質(zhì)的回收采用氧化還原方法，通過(guò)氯氣與溴化鈉水溶液反應置換出溴單質(zhì)，再通過(guò)蒸餾或者萃取法分離出溴單質(zhì)。本項目擬用微反應器完成氯氣與溴化鈉溶液的反應以及后續的萃取分離過(guò)程。
3、技術(shù)難點(diǎn)和創(chuàng )新點(diǎn)
�。�1）技術(shù)難點(diǎn)
本項目的技術(shù)難點(diǎn)在于：微反應器結構設計，反應工藝開(kāi)發(fā)以及微反應器與常規反應分離設備的對接。
�。�2）創(chuàng )新點(diǎn)
本項目的創(chuàng )新點(diǎn)在于：發(fā)展新型高效的反應裝備——微反應器，建立丁基橡
膠和鹵化丁基橡膠新一代合成技術(shù)。
四、研究目標和考核指標
1、研究目標
形成具有自主知識產(chǎn)權的新一代丁基橡膠合成、丁基橡膠鹵化新技術(shù)，從而打破國外公司壟斷，填補我國合成橡膠領(lǐng)域生產(chǎn)技術(shù)的空白。
申請發(fā)明專(zhuān)利3～5項。
2、考核指標
主要考核指標有：實(shí)現裝置的連續和穩定運行；與國外技術(shù)和國內現有技術(shù)相比，工藝流程大大縮短，能耗、操作費用和設備投資大幅降低。
五、國內外研究現狀及研究基礎
1937年，美國ESSO Standard Oil Development公司首先發(fā)現異丁烯與少量異戊二烯共聚合可制得可以硫化的橡膠共聚物開(kāi)創(chuàng )了丁基橡膠的合成基礎。目前，世界能生產(chǎn)丁基橡膠的生產(chǎn)裝置總數為11套。我國于1999年底在北京燕山石化公司建成1套3萬(wàn)t/a的丁基橡膠裝置，并于2008年完成了4.5萬(wàn)t/a擴能改造。丁基橡膠淤漿聚合工藝常用的引發(fā)體系為AlCl3/H2O，國內丁基橡膠裝置目前主要采用這種引發(fā)體系。新型的催化體系包括：活性陽(yáng)離子絡(luò )合催化體系、烷烴Lewis酸催化體系、茂金屬催化劑體系、釩系引發(fā)體系等，這些工藝使用的`反應裝置均為釜式反應器，未見(jiàn)微反應器在工業(yè)應用方面的報道。
鹵化丁基橡膠是丁基橡膠的改性產(chǎn)品，其研究開(kāi)發(fā)始于20世紀50年代，于20世紀70年代開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)。目前，生產(chǎn)溴化丁基橡膠的企業(yè)主要是美國的Exxon公司和德國B(niǎo)ayer公司，生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的80%，而國內溴化丁基橡膠基本依賴(lài)進(jìn)口。鹵化丁基橡膠合成的技術(shù)核心在于反應器，目前國外公司都有技術(shù)相對成熟的釜式反應設備，未見(jiàn)微反應器在工業(yè)應用方面的報道。
在產(chǎn)學(xué)研合作方面，清華大學(xué)與浙江信匯公司在溴化丁基橡膠合成上已經(jīng)形成了初步的研究成果，雙方合作申請了多項專(zhuān)利技術(shù)。在丁基橡膠合成以及溴單質(zhì)的回收方面，清華大學(xué)均開(kāi)展了實(shí)驗室研究工作，研究結果表明在微反應器中可以可控的合成數十萬(wàn)分子量的溴化丁基橡膠，而基于微反應器技術(shù)能夠達到90%以上的溴回收率，技術(shù)指標等同或優(yōu)于國外報道的現有工業(yè)技術(shù)，具有很好的工業(yè)應用前景。
篇二：江蘇重點(diǎn)項目-如東臺灣中石化化工新材料項目可行性研究報告
本報告是針對行業(yè)投資可行性研究咨詢(xún)服務(wù)的專(zhuān)項研究報告，此報告為個(gè)性化定制服務(wù)報告，我們將根據不同類(lèi)型及不同行業(yè)的項目提出的具體要求，修訂報告目錄，并在此目錄的基礎上重新完善行業(yè)數據及分析內容，為企業(yè)項目立項、申請資金、融資提供全程指引服務(wù)。
可行性研究報告 是在招商引資、投資合作、政府立項、銀行貸款等領(lǐng)域常用的專(zhuān)業(yè)文檔，主要對項目實(shí)施的可能性、有效性、如何實(shí)施、相關(guān)技術(shù)方案及財務(wù)效果進(jìn)行具體、深入、細致的技術(shù)論證和經(jīng)濟評價(jià)，以求確定一個(gè)在技術(shù)上合理、經(jīng)濟上合算的最優(yōu)方案和最佳時(shí)機而寫(xiě)的書(shū)面報告。
可行性研究是確定建設項目前具有決定性意義的工作，是在投資決策之前，對擬建項目進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟分析論證的科學(xué)方法，在投
資管理中，可行性研究是指對擬建項目有關(guān)的自然、社會(huì )、經(jīng)濟、技術(shù)等進(jìn)行調研、分析比較以及預測建成后的社會(huì )經(jīng)濟效益。在此基礎上，綜合論證項目建設的必要性，財務(wù)的盈利性，經(jīng)濟上的合理性，技術(shù)上的先進(jìn)性和適應性以及建設條件的可能性和可行性，從而為投資決策提供科學(xué)依據。
投資可行性報告咨詢(xún)服務(wù)分為政府審批核準用可行性研究報告和融資用可行性研究報告。審批核準用的可行性研究報告側重關(guān)注項目的社會(huì )經(jīng)濟效益和影響；融資用報告側重關(guān)注項目在經(jīng)濟上是否可行。具體概括為：政府立項審批，產(chǎn)業(yè)扶持，銀行貸款，融資投資、投資建設、境外投資、上市融資、中外合作，股份合作、組建公司、征用土地、申請高新技術(shù)企業(yè)等各類(lèi)可行性報告。
報告通過(guò)對項目的市場(chǎng)需求、資源供應、建設規模、工藝路線(xiàn)、設備選型、環(huán)境影響、資金籌措、盈利能力等方面的研究調查，在行業(yè)專(zhuān)家研究經(jīng)驗的基礎上對項目經(jīng)濟效益及社會(huì )效益進(jìn)行科學(xué)預測，從而為客戶(hù)提供全面的、客觀(guān)的、可靠的項目投資價(jià)值評估及項目建設進(jìn)程等咨詢(xún)意見(jiàn)。
報告用途：發(fā)改委立項、政府申請資金、申請土地、銀行貸款、境內外融資等
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