1、1本科毕业设计开题报告应用化学6000吨聚甲醛改性车间的设计一选题的背景与意义2009年2月19日，国务院审议并原则通过了石化产业和轻工业产业调整振兴规划，鼓励发展的十大产业之一就是工程塑料，明确指出重点发展特种功能材料、高性能结构材料、复合材料、环保节能材料等产业群，建立和完善新材料创新体系。从需求方面看，聚甲醛在工程塑料中排行第三，由于聚甲醛具有耐摩擦、耐磨耗及承受高负荷的优点，因而能够部分替代有色金属如铜、锌、铝等制作结构零件，同时，聚甲醛的应用领域不断扩张，除了在汽车、电子、机械等方面的应用，聚甲醛在医疗技术、运动器械方面，也表现出较好的需求增长态势。随着聚甲醛应用领域的突破，对聚甲醛
2、的需求总量会不断增长，我国聚甲醛行业的未来增长空间较大。为此，对聚甲醛产业链的延伸，开拓高性能的聚甲醛产品。聚甲醛改性项目的建设有利于现有产业结构进行调整，拓展产品领域，增加高附加值产品种类，保证公司持续、稳定、良性的发展。二研究的基本内容与拟解决的问题基本内容本项目生产规模确定为6000T/A的改性聚甲醛，年操作300天，两条生产线，每条生产线的生产能力为800KG/HR，间歇性生产方式，生产9个不同的产品。本项目主要采用物理共混的方式生产改性聚甲醛，主要由干燥、混合、挤出、切粒、包装等工艺单元构成，其中挤出单元为改性反应装置，其余都为生产辅助装置。该工艺没有中间产物，主要的副产物为聚甲醛的
3、废料及其在螺杆挤出机中因受热过度而降解生成的少量甲醛气体。拟解决的主要问题产品设计系根据市场的需求，选用不同的助剂和工艺参数来提高聚甲醛某一方面的特殊性能，如增韧性、耐磨性、机械强度、耐候性、阻燃性及热稳定性等。三研究的方法与技术路线研究的方法2鉴于POM本身优点和不足之处，可通过对POM进行改性以弥补不足、彰显优点，提高POM的综合性能，进一步拓宽其应用领域，从而大大提高POM工业应用价值，充分发挥其作为工程塑料的优异性能。聚甲醛改性可分为化学改性和物理改性。化学改性包括共聚、嵌段、接枝、互穿网络，但由于聚甲醛本身的高结晶度和非极性，其分子链中既没有可以与其他聚合物反应的官能团，又难以形成氢
4、键，增加了化学改性的难度。因此，目前聚甲醛的改性以物理改性为主，包括共混、填充、增强、微发泡等。根据不同的需要，添加各种有机物、无机物和助剂等，选用合适的工艺参数来提高聚甲醛某一方面的特殊性能，如增韧性、耐磨性、机械强度、耐候性、阻燃性及热稳定性等。技术路线1、聚甲醛的增韧改性工艺原理、特点、改性流程及操作条件2、聚甲醛的增强改性工艺原理、特点、改性流程及操作条件3、聚甲醛的耐磨改性工艺原理、特点、改性流程及操作条件四研究总体安排与进度2010年11月15日前确定题目2010年11月16日12月31日完成文献综述及开题报告2011年1月1日1月15日修改文献综述及开题报告2011年2月21日3
5、月1日开题答辩2011年3月1日3月15日对文献综述和开题报告进行修改2011年3月16日4月8日收集资料，修改论文研究框架，撰写论文2011年4月9日4月12日提交毕业论文初稿2011年4月13日4月30日收集资料，修改论文2011年5月5日5月10日毕业论文定稿主要参考文献1赵红军,蔡绪福,陈山玉,等聚甲醛耐老化性能及其改进研究J塑料工业,2004,32419212李林,陈明耐紫外节能灯PBT专用料的研制J橡塑工业,2004,3/43李宝霞,王士财耐候PVC/ABS合金的研制及性能研究J聚氯乙烯,2004,2373934R根赫特,H米勒主编,成国样,姚康德等译塑料添加剂手册M北京化学工业出
6、版社,20005MAMUNYAYP，ETA1POLYMERENGINEERINGANDSCIENCE，2007，47134426NALINIUTHAMANR，ETA1POLYMERENGINEERINGANDSCIENCE，2007，4769349427ANONPTICSTECHNOLOGY1994，409538AONMODERNPLASTICS，1994718859EURPLASTICSNE19891613510ANONPIGSTIESTECHNOLOGY，1983294，1811AN0M。DERNPLASTICSINTERNATION，199626915112ANONPLASTICSTEC
7、HNOOGY，L995，41417213PLASTWORLD1984，425161814日本公开特许A昭6I1443522115PLASTFECH983，29H1816FCCHANGANDMYYAN8POLYRNENGSCI，19902131954317REJIJOHN，NRNEELAKANTANELALPOLYRNENGSET，22I992321204文献综述化学6000吨聚甲醛改性车间的设计摘要本项目的研究范围是在兖矿鲁南化肥厂生产的聚甲醛的基础上，根据市场的需求，采用物理共混的方式生产改性聚甲醛，主要由干燥、混合、挤出、切粒、包装等工艺单元构成，选用不同的助剂和工艺参数来对其改性的品种、
8、数量及工艺，生产出合格的产品，负责现场调试和技术改进。关键词聚甲醛；改性；工艺一、项目背景2009年2月19日，国务院审议并原则通过了石化产业和轻工业产业调整振兴规划，鼓励发展的十大产业之一就是工程塑料，明确指出重点发展特种功能材料、高性能结构材料、复合材料、环保节能材料等产业群，建立和完善新材料创新体系。从需求方面看，聚甲醛在工程塑料中排行第三，由于聚甲醛具有耐摩擦、耐磨耗及承受高负荷的优点，因而能够部分替代有色金属如铜、锌、铝等制作结构零件，同时，聚甲醛的应用领域不断扩张，除了在汽车、电子、机械等方面的应用，聚甲醛在医疗技术、运动器械方面，也表现出较好的需求增长态势。随着聚甲醛应用领域的突
9、破，对聚甲醛的需求总量会不断增长，我国聚甲醛行业的未来增长空间较大。为此，对聚甲醛产业链的延伸，开拓高性能的聚甲醛产品。聚甲醛改性项目的建设有利于现有产业结构进行调整，拓展产品领域，增加高附加值产品种类，保证公司持续、稳定、良性的发展。二、项目内容21设计范围本项目的研究范围是在兖矿鲁南化肥厂生产的聚甲醛的基础上，提供对其改性的品种、数量及工艺，生产出合格的产品，负责现场调试和技术改进。22设计依据221编制依据1、国家有关节能减排、工程塑料产业扶植鼓励政策。52、国外专利商提供的聚甲醛技术资料。3、兖矿鲁南化肥厂提供的设计基础资料。222编制原则1、采用具有国际先进水平、并经生产实践证明成熟
10、、可靠的工艺技术，保证装置安全稳定长周期运行。2、坚持最大国产化原则，最大限度降低进口设备数量，降低工程投资，加快工程建设进度。3、严格执行国家、地方消防、劳动安全法律和法规。4、本可行性研究报告的内容和深度参照化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定编制。23装置规模及组成本装置生产规模确定为6000T/A的改性聚甲醛，年操作300天，两条生产线，每条生产线的生产能力为800KG/HR，间歇性生产方式，生产9个不同的产品。产品设计系根据市场的需求，选用不同的助剂和工艺参数来提高聚甲醛某一方面的特殊性能，如增韧性、耐磨性、机械强度、耐候性、阻燃性及热稳定性等。本装置主要采用物理共混的方式生产
11、改性聚甲醛，主要由干燥、混合、挤出、切粒、包装等工艺单元构成，其中挤出单元为改性反应装置，其余都为生产辅助装置。该工艺没有中间产物，主要的副产物为聚甲醛的废料及其在螺杆挤出机中因受热过度而降解生成的少量甲醛气体。24工艺说明聚甲醛（POM）是以甲醛、三聚甲醛等为原料聚合而成，主链为CH2O，是没有侧链的高密度、高结晶度的热塑性工程塑料。POM以其原料价廉易得、加工成型方便、力学性能优良而成为五大工程塑料之一，年产量仅次于尼龙和聚碳酸酯。聚甲醛突出的优点如下1）非常高的机械强度和刚性（在所有工程塑料中POM的拉伸强度最高）；2）优异的耐疲劳特性和耐多次冲击性能（其一次耐冲击性能比PC、ABS、H
12、IPS稍差，但耐多次冲击性能则比三者好得多）；3）优良的自润滑性和耐磨性（耐磨性略低于尼龙，高于聚甲基丙烯酯甲酯）；4）良好的尺寸稳定性和耐湿性，吸水率很小（透气和透水蒸气性较低）；5）良好的电性能，其介电损耗极小（POM的电导、介电常数、体积电阻几乎不随温度6和湿度的变化而改变，且均聚POM的耐电弧性也非常好）；6）较广泛的使用温度，可在40120内长期使用；7）良好的耐化学品性，在常温下除了可溶于全氟丙酮和三氟乙酸外，几乎不溶于任何一种有机溶剂。尽管通用聚甲醛具有上述优良的性能，但因其结晶度高、晶粒大、含氧高等结构特点，具有以下不足之处1）冲击韧性低、缺口敏感性大，往往以脆性方式断裂；2）
13、耐热性差，其末端半缩醛端基容易受热氧化降解，加工条件要求苛刻；3）阻燃性较差，极限氧指数仅为15，是极易燃烧的塑料品种，即便添加阻燃剂也难以达到满意的要求；4）在光、热或氧的作用下极易形成过氧化游离基，使得分子链断裂，耐候性不理想，室外应用必须添加稳定剂；5）POM分子链中既没有可以与其他聚合物反应的官能团，又难以形成氢键，与其它聚合物相容性较差，增加了对其改性的难度。鉴于POM本身优点和不足之处，可通过对POM进行改性以弥补不足、彰显优点，提高POM的综合性能，进一步拓宽其应用领域，从而大大提高POM工业应用价值，充分发挥其作为工程塑料的优异性能。聚甲醛改性可分为化学改性和物理改性。化学改性
14、包括共聚、嵌段、接枝、互穿网络，但由于聚甲醛本身的高结晶度和非极性，其分子链中既没有可以与其他聚合物反应的官能团，又难以形成氢键，增加了化学改性的难度。因此，目前聚甲醛的改性以物理改性为主，包括共混、填充、增强、微发泡等。根据不同的需要，添加各种有机物、无机物和助剂等，选用合适的工艺参数来提高聚甲醛某一方面的特殊性能，如增韧性、耐磨性、机械强度、耐候性、阻燃性及热稳定性等。241聚甲醛的增韧改性2411工艺原理及特点POM结晶度较高，一般达7085，晶粒较大，其致命弱点是缺口冲击强度较低，在受冲击时，往往以脆性方式断裂。有关POM增韧的研究历来是一个难题，因为POM中所含的CO链为弱极性分子链
15、，与其他聚合物亲和性很差，分相现象严重。目前，对POM的抗冲性能改性研究主要有两种方法其一是加入弹性体进行共混，如TPU、EPDM、BR、SBR、丙烯酸酯类弹性体等，其中TPU（热塑性聚氨酯）是目前公认的最有效的弹性体类抗7冲击改性剂，并已实现工业化生产，其它均因用料及加工复杂，成本较高，仅仅限于文献和专利报导。DUPONT公司采用机械共混和接枝共聚的方法制成的超韧性POM/TPU合金，其缺口冲击强度要比纯POM树脂提高数十倍；其二是加入非弹性体，即选用综合性能优良的韧性或刚性材料与聚甲醛进行掺混，改善POM的球晶结构，加快结晶速度，提高结晶温度并能使球晶细化，改善其韧性，如本装置生产的NBU
16、T3和NBUT4所用的增韧剂410和328B。本装置生产出来的NBUTI和NBUT2便是以TPU为主要增韧剂的改性产品。可用作汽车保险杠零件、刮水器零件、车窗升降装置零件，并代替聚碳酸酯用作汽车门把手。其中NBUTI是POM共混30的热塑性聚氨酯弹性体。在共混过程中，POM分子中的一部分醚键与TPU之间能形成氢键，从而提高两者的之间相容性和分散效果。当TPU的含量达到30时，共混物的冲击强度发生突变，断裂伸长率和冲击强度迅速增大，究其原因便是随着分散相TPU含量的增加，其在POM样品表面形成一种富TPU相的双连续相的增韧层，且TPU沿流动方向形成带状连续相，当样品受到冲击时，正是这一部分橡胶带
17、发生弹性形变，吸收冲击的能量，同时也阻止了裂纹的进一步扩展从而起到增韧作用。由于TPU弹性体不同于一般的橡胶弹性体，其本身具有相当大的拉伸强度。因此，共混物受到外力冲击时，裂纹尖端遇到TPU“橡胶带“不会发生撕裂，使合金冲击强度得到有效的提高。值得注意的是，虽然利用TPU增韧改性已经在工业上得到广泛的应用，但是它是以牺牲共混物的刚性和强度为代价，并且TPU的用量较多，故产品成本也大大提高。NBUT2是在NBUT1的基础上，通过添加3的超细CACO3的增强材料，既减少了弹性体的加入量，节约了成本，又保证了共混物的刚性和冲击强度。本工艺采用两步加工法，先将TPU与CACO3预混合制成母料，然后将母
18、料添加到POM树脂中，在双螺杆挤出机的剪切力作用下，分散成以CACO3为核，以TPU为壳的相包容粒子。改性的机理是通过分散在POM基体中的岛相结构以增加其韧性，一方面，超细纳米粒子CACO3的存在能产生应力集中效应，易引起周围树脂产生微开裂，吸收一定的变形功，且随着纳米粒子的细微化，粒子比表面积增大，表面的物理和化学缺陷越多，能增加与POM物理和化学结合的机会，分散更加均匀，不会产生开裂。另一方面，外壳部分的TPU通过弹性形变吸收冲击能量，即外壳部分的TPU与POM基体之间有较好的界面强度，在外力作用下，界面的破坏能产生较大的耗能，从而减弱外力的作用。242聚甲醛的增强改性2421工艺原理及特
19、点尽管POM是综合性能较好的工程塑料，但其成型收缩率较大，制品容易变形。为了更8进一步改善其耐热性、刚性、尺寸稳定性及力学性能，往往需要对其进行复合增强，以满足各种特殊用途的要求。常用的复合增强用的填料主要有长短玻璃纤维、碳纤维、玻璃微球、滑石粉、钛酸钾晶须等。本装置生产出来的NBUBI、NBUB2、NBUB3便是以玻璃纤维为主要填料的改性产品，其改性的工艺原理如下制造燃油泵壳NBUBI、NBUB2是POM共混不同量的短玻璃纤维所得的高强度、高刚性的产品。若POM掺混长玻璃纤维时，往往因长纤维的取向而在成型品的收缩过程中产生较大的各向异性，引起翘曲或变形、挤出困难等问题，然采用短玻璃纤维或玻璃
20、微球进行复合增强便可以避免此类问题。当短玻璃纤维的加入量为25时，共混物的拉伸强度可提高1倍以上，达到120140MPA，热变形温度也可从110提高到160，并且该共混物即使在较高的温度下，也可保持较好的强度和刚性。值得注意的是，由于POM结晶性高且极性低，不易与玻璃纤维等形成良好的相界面，必须添加增容剂4,4二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）。另外，玻璃纤维表面的酸碱性容易引起POM的热分解，必须使用偶联剂对玻璃纤维进行表面处理，使其表面富含羟基。这些活泼氢官能团能与MDI中的异氰酸酯基团发生（HNCONHCO），借助于增容剂之间的化学键合作用与POM分子缠结在一起，从而达到分散效果。单纯的添加
21、玻璃纤维虽然能提高POM的刚性、热变形温度和耐蠕变性等，但不能提高其韧性。NBUB3便是在聚甲醛/玻璃纤维两元共混体系中，为增加其缺口冲击强度，添加聚氨酯弹性体TPU。这三元体系中，玻璃纤维充当骨架材料，高模量的玻璃纤维穿梭在分散相TPU和基体POM之间，发挥传递应力、分散应力的作用，使共混物兼具较高的拉伸强度和冲击韧性。243聚甲醛的耐磨改性2431工艺原理及特点POM是工程塑料当中力学性能最接近金属的材料，而常被用来代替有色金属和合金，有“赛钢”、“超钢”之称。普通的POM材料用作承担动力传动的摩擦件时，一般只能在低速、低负荷条件下使用，若在高速、高负荷场下使用时，往往因得不到充分润滑，摩
22、擦热不能及时导出而引起POM表层脱落、制品变形、摩擦加速等问题。为了使POM能在高负荷、高速、高温、高压等苛刻条件下工作，就必须对POM摩擦磨损性能进行进一步的改良，使其具有更好的自润滑性和耐磨耗性以及具有较高的临界PV值和较高的刺耳噪音发生负荷。可采用的方法是添加聚四氟乙烯、聚烯烃、石墨、二硫化钼等进行改性。本装置生产的NBUR1是采用聚四氟乙烯（PTFE）和二硫化钼（MOS2）进行改性的产品。改性后的POM可以广泛应用于电子电器、家用电器和商务机器驱动机械部件中自润滑9和噪声要求高的核心部位。PTFE的摩擦系数很小，具有独特的自润滑性，且使用温度范围较宽，采用PTFE改性后，能提高POM的
23、耐温性、尺寸稳定性和摩擦磨损性能。主要是因其可偏析在POM的表面上层，使POM表面和摩擦副表面之间的摩擦形式部分转化为添加高分子的表面和摩擦副表面之间的摩擦形式，从而减小摩擦面对POM表面所产生的摩擦阻力，有效减少疲劳断裂点的生成，使POM表面在摩擦过程中不易产生材料片状磨屑的剥离和脱落而诱发的大面积粘着磨损。但是由于PTFE的表面自由能非常低，与POM共混的界面结合力差，易发生宏观相分离，须采用四氢呋喃萘钠溶液对PTFE进行化学处理，使得PTFE在表面处理过程中产生NAF，并吸附在表面，NAF可在POM与PTFE共混过程中起到偶联剂的作用，提高两相的结合力。另外，加入的MOS2也能明显改善P
24、OM的摩擦磨耗性能，MOS2是具有层状格子结构的物质，S原子层面的剪切强度低，较少的摩擦力就可使S原子层面发生相对的滑移，并在摩擦副表面上形成转移膜，该膜不会因磨屑的脱落而对表面产生研蚀作用，从而减少了对POM表面的摩擦阻力并提高了耐磨性。NBUR2是采用低密度聚乙烯（LDPE）进行改性的产品。当LDPE分散在POM相中，其局部的减磨效果和整体上的网络效果可限制摩擦副表面上较尖锐部分的磨损或磨粒对POM表面的嵌入深度，既降低了POM表面的摩擦阻力，又有效地抑制犁切裂纹及疲劳断裂点的生成，使POM表面在摩擦过程中不易产生磨屑的剥离和脱落而诱发的大面积粘着磨损。该POM/LDPE共混物即使在较高的
25、滑动速度下，摩擦界面处也不会因熔融软化而引起快速的表面层去除现象，只有沿滑动方向的磨痕和存在于摩擦界面处的磨屑，而这些细小的磨屑能有效地隔离两摩擦面的接触，起到了减摩耐磨剂的作用，降低了POM的摩擦系数，减少了摩擦热的产生和摩擦磨损界面温度的提高，因而提高了共混物的摩擦磨损性能。三、项目优势分析31国内聚甲醛市场发展潜力巨大聚甲醛是产能仅次于尼龙和PC的第三大通用工程塑料，进入2000年，由于国内电子、电气、建材行业迅速发展，聚甲醛需求增加迅速。目前在我国仅有少数几家生产、而且产能仅有10万吨左右，而2008年，我国聚甲醛年消费能力达到了30万吨。国内高性能聚甲醛产品绝大部分由国外进口，未来几
26、年汽车工业将成为我国支柱产业，车用消费量将日益增加，必将导致聚甲醛国内市场前景十分广阔。32建设聚甲醛改性装置负荷国家产业政策聚甲醛其生产与加工具有较高的技术含量和丰厚的利润，是跨国公司的利益核心之一，10聚甲醛先进的生产及改性技术主要集中在美国、德国、日本，他们为维持聚甲醛改性技术的封锁和市场的垄断，聚甲醛改性技术壁垒，不轻易对中国转让。因此，国家在“十二五”规划和最近新出台的鼓励建设项目中，均把聚甲醛列为支持建设项目，发展我国聚甲醛生产及改性工业，以此来缓解我国对聚甲醛产品依赖进口程度。因此，本项目的建设符合国家产业政策要求。33采用的工艺技术世界领先可靠本项目所采用国外技术先进，所采用技
27、术的聚甲醛装置运行稳定、生产成本低、产品牌号可满足国内外市场需求，在国际市场上具有较强的竞争力。34环保优势利用现有污水处理厂对废水进行治理，建设一套废气、残液焚烧装置，确保本项目的“三废”处理达标排放，满足清洁生产需要。四、参考文献1赵红军,蔡绪福,陈山玉,等聚甲醛耐老化性能及其改进研究J塑料工业,2004,32419212李林,陈明耐紫外节能灯PBT专用料的研制J橡塑工业,2004,3/43李宝霞,王士财耐候PVC/ABS合金的研制及性能研究J聚氯乙烯,2004,237394R根赫特,H米勒主编,成国样,姚康德等译塑料添加剂手册M北京化学工业出版社,20005MAMUNYAYP，ETA1P
28、OLYMERENGINEERINGANDSCIENCE，2007，47134426NALINIUTHAMANR，ETA1POLYMERENGINEERINGANDSCIENCE，2007，4769349427ANONPTICSTECHNOLOGY1994，409538AONMODERNPLASTICS，1994718859EURPLASTICSNE19891613510ANONPIGSTIESTECHNOLOGY，1983294，1811AN0M。DERNPLASTICSINTERNATION，199626915112ANONPLASTICSTECHNOOGY，L995，41417213PLA
29、STWORLD1984，42516181114日本公开特许A昭6I1443522115PLASTFECH983，29H1816FCCHANGANDMYYAN8POLYRNENGSCI，19902131954317REJIJOHN，NRNEELAKANTANELALPOLYRNENGSET，22I9923212012（20届）本科毕业设计6000吨聚甲醛改性车间的设计THEDESIGNOFMODIFIEDWORKSHOPFOR6，000TONSPOLYFORMALDEHYDE13目录一、前沿171项目背景1711项目提出背景1712兖矿鲁南化肥厂企业概况1813项目建设的必要性1814项目建设的
30、优势分析19141企业技术、人才优势19142区位、资源优势19143政策环境及公用工程优势20144国内竞争优势分析20145国外竞争优势分析2115市场分析和价格预测22151工程塑料市场分析221511工程塑料近年进口情况221512我国工程塑料与欧美日差距231513加快我国工程塑料建设措施23152聚甲醛用途24153国外聚甲醛生产能力及市场需求251531世界生产能力及市场需求25154国内聚甲醛生产能力及市场需求261541国内市场历史271542聚甲醛需求增加预测271543国内聚甲醛生产能力27二、设计部分2721设计依据27211建议采用的设计标准和规范27212编制依据2
31、8213编制原则28214技术来源及授权2822生产规模和产品方案29221生产规模29222产品方案292221原料质量规格302222产品的质量规格312223化学品规格3223产品规格及性能指标3824工艺说明39241聚甲醛的增韧改性402411工艺原理及特点402412NBUT1的改性流程及操作条件412413NBUT2的改性流程及操作条件42142414NBUT3的改性流程及操作条件442415NBUT4的改性流程及操作条件46242聚甲醛的增强改性472421工艺原理及特点472422NBUB1的改性流程及操作条件4825物料平衡60251工艺总物料平衡60252消耗量60252
32、1NBUT1的原料消耗量612522NBUT2的原料消耗量612523NBUT3的原料消耗量612524NBUT4的原料消耗量6226公共物料及能量消耗65261水的消耗65262电的消耗6527界区条件6628卫生、安全、环保说明67281装置中危险物料性质及特殊的储运要求672811甲醛MSDS数据672812聚甲醛MSDS数据68282三废排放说明692821废气排放标准692822废气排放一览表692823废水排放一览表7029分析化验项目表70210工艺管道及仪表流程图（PID）72211建议的设备布置图及说明742111设备布置图说明7721111厂区平面布置图说明7721112平
33、面布置图说明77212工艺设备结构图79213工艺设备表85三、结果与讨论8731投资估算87311建设投资873111工程概况873112生产设备87312成本的估算913121原、辅料消耗913122公用工程、能源消耗923123工资人事费用923124维修费用923125固定资产折旧933126车间、企业管理费用93153127销售费用933128固定资产贷款利息943129保险费94313成本汇总94314流动资金估算94315投资额计算9432财务评价的依据和说明95321主要计算报表953211产品销售表953212税金估算表963213损益表973214现金流量表99322财务盈
34、利能力分析1023221静态指标1023222动态指标1023222不确定性分析10332221概述1033223盈亏平衡分析104四、总论10741项目技术评价10742项目效益评价10743评价结论107五、参考文献108六、致谢109七、附录11016摘要本项目的研究范围是在兖矿鲁南化肥厂生产的聚甲醛的基础上，根据市场的需求，采用物理共混的方式生产改性聚甲醛，主要由干燥、混合、挤出、切粒、包装等工艺单元构成，选用不同的助剂和工艺参数来对其改性的品种、数量及工艺，生产出合格的产品，负责现场调试和技术改进。关键词聚甲醛；改性；工艺ABSTRACTTHISPROJECTRESEARCHSCOP
35、EISINLUNANGHEMICALFERTILIZERPLANTPRODUCTIONOFFORMALDEHYDE，ANDONTHEBASISOFCLUSTERINGACCORDINGTOTHEDEMANDOFTHEMARKET，THEUSEOFPHYSICALBLENDINGWAYPRODUCTIONMODIFIEDPOLYETHYLENEFORMALDEHYDE，MAINLYBYDRYING，MIXING，EXTRUSIONANDDICED，PACKAGINGPROCESSUNITCONSTITUTION，CHOOSEDIFFERENTADDITIVESANDPROCESSPARAMETE
36、RSONITSMODIFICATIONTOTHETYPE，QUANTITYANDPROCESS，PRODUCTIONOFQUALIFIEDPRODUCTS，RESPONSIBLEFORONSITETESTINGANDTECHNICALIMPROVEMENTKEYWORDPOLYFORMALDEHYDE；MODIFIED；PROCESS17POM改性工艺设计包内容一、前沿1项目背景11项目提出背景2009年2月19日，国务院审议并原则通过了石化产业和轻工业产业调整振兴规划，鼓励发展的十大产业之一就是工程塑料，明确指出重点发展特种功能材料、高性能结构材料、复合材料、环保节能材料等产业群，建立和完善
37、新材料创新体系。从需求方面看，聚甲醛在工程塑料中排行第三，由于聚甲醛具有耐摩擦、耐磨耗及承受高负荷的优点，因而能够部分替代有色金属如铜、锌、铝等制作结构零件，同时，聚甲醛的应用领域不断扩张，除了在汽车、电子、机械等方面的应用，聚甲醛在医疗技术、运动器械方面，也表现出较好的需求增长态势。随着聚甲醛应用领域的突破，对聚甲醛的需求总量会不断增长，我国聚甲醛行业的未来增长空间较大。为此，兖矿鲁南化肥厂开始甲醇产业链的延伸，开拓聚甲醛产品，聚甲醛项目建设有利于兖矿鲁南化肥厂开始甲醇产业链的延伸，开拓聚甲醛产品，聚甲醛项目建设有利于兖矿鲁南化肥厂现有产业结构进行合理调整，拓展产品领域，增加高附加值产品种类
38、，保证公司持续、稳定、良性的发展。尽管通用聚甲醛具有上述优良的性能，但因其结晶度高、晶粒大、含氧高等结构特点，具有以下不足之处1）冲击韧性低、缺口敏感性大，往往以脆性方式断裂；2）耐热性差，其末端半缩醛端基容易受热氧化降解，加工条件要求苛刻；3）阻燃性较差，极限氧指数仅为15，是极易燃烧的塑料品种，即便添加阻燃剂也难以达到满意的要求；4）在光、热或氧的作用下极易形成过氧化游离基，使得分子链断裂，耐候性不理想，室外应用必须添加稳定剂；5）POM分子链中既没有可以与其他聚合物反应的官能团，又难以形成氢键，与其它聚合物相容性较差，增加了对其改性的难度。鉴于POM本身优点和不足之处，可通过对POM进行
39、改性以弥补不足、彰显优点，提高POM的综合性能，进一步拓宽其应用领域，从而大大提高POM工业应用价值，充分发挥其作为工程塑料的优异性能。聚甲醛改性可分为化学改性和物理改性。化学改性包括共聚、嵌段、接枝、互穿网络，但由于聚甲醛本身的高结晶度和非极性，其分子链中既没有可以与其18他聚合物反应的官能团，又难以形成氢键，增加了化学改性的难度。因此，目前聚甲醛的改性以物理改性为主，包括共混、填充、增强、微发泡等。根据不同的需要，添加各种有机物、无机物和助剂等，选用合适的工艺参数来提高聚甲醛某一方面的特殊性能，如增韧性、耐磨性、机械强度、耐候性、阻燃性及热稳定性等。12兖矿鲁南化肥厂企业概况兖矿鲁南化肥厂
40、于1999年12月30日挂牌成立，是国家特大型企业兖矿集团下属的专门从事化工生产与科研开发、具有独立法人资格的化工企业。其前身是山东鲁南化肥厂，始建于1967年。现资产总额为30亿元，员工4000人，占地150万平方米。主导产品有年生产能力为尿素80万吨、甲醇20万吨，并可生产碳酸钾、NHD、液氧、液氮、液氩、塑钢型材、高纯硫化氢等十余种产品。兖矿鲁南化肥厂依托企业建有水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心，取得了丰硕的科研成果，先后被授予国家科技进步一等奖、全国化工金球奖、化工部科技进步一等奖、中国石油和化学工业协会科技进步特等奖等荣誉称号，赢得了“鲁南明珠”的美誉。兖矿集团近年来先后承担了国家
41、“九五”、“十五”科技攻关项目2项，国家863计划项目3项，成功开发了新型气化炉、粉煤气化及煤制油、IGCC发电等世界领先、具有我国自主知识产权的新技术。兖矿鲁南化肥厂坚持走新型工业化道路，大力实施节能改造，发展循环经济，实现了技术进步、产业发展、资源综合利用和环境保护的有机统一，被评为“中国工业生产能源节约先进单位”，“全国环保先进企业”，获中国化工行业技术创新示范企业称号，被中国化工协会誉为“我国新一代煤化工发展的摇篮”。兖矿鲁南化肥厂现有三套生产系统。第一套是传统的间歇性造气生产半水煤气，用合成气制合成氨和尿素，现已达到年产14万吨合成氨和20万吨尿素的生产规模。第二套是采用美国德士古加
42、压气化造气，NHD脱硫、脱碳，用合成气制合成氨，二氧化碳提工艺生产尿素，生产规模为年产24万吨合成氨、40万吨尿素。13项目建设的必要性（1）、国内聚甲醛市场发展潜力巨大聚甲醛是产能仅次于尼龙和PC的第三大通用工程塑料，进入2000年，由于国内电子、电气、建材行业迅速发展，聚甲醛需求增长迅速。目前在我国仅有少数几家生产，而且产量仅有10万吨左右，而2008年，我国聚甲醛年消耗能力达到了30万吨。国内聚甲醛产品绝大部分由国外进口。未来几年汽车工业将成为我国支柱产19业，车用消费量将日益增加，必将导致聚甲醛需求量迅速增加，聚甲醛国内市场前景十分广阔。（2）、建设聚甲醛装置符合国家产业政策聚甲醛其生
43、产与加工具有较高的技术含量和丰厚的利润，是跨国公司的利益核心之一，聚甲醛先进生产技术主要集中在美国、德国、日本，他们为维持聚甲醛技术的封锁和市场的垄断，聚甲醛存在技术壁垒，不轻易对中国转让技术。因此，国家在“十一五”规划和最近新出台的鼓励建设项目中，均把聚甲醛列为支持建设项目，发展我国聚甲醛生产工业，以此来缓解我国对聚甲醛产品依赖进口程度。因此，本项目的建设符合国家产业政策要求。（3）、采用的工艺技术世界领先可靠本项目所采用国外技术先进，所采用技术的聚甲醛装置运行稳定、生产成本低、产品牌号可满足国内外市场需求，在国际市场上具有较强竞争力。（4）、主要原料水、电、汽供应充足可靠原料甲醇来自兖矿鲁
44、南化肥厂甲醇装置，水、电、汽来自厂区现有设施，甲醇质量和公用工程规格和量满足聚甲醛装置要求。（5）、环保优势利用现有污水处理厂对废水进行治理，建设一套废气、残液焚烧装置，确保本项目的“三废”处理达标排放，满足清洁生产需要。（6）、兖矿鲁南化肥厂具有强有力的开拓、务实、求索进取的领导班子，领导经营水平较高，管理经验丰富；企业职工队伍素质好，并拥有大批专业技术人员，具有雄厚的科研开发实力。有一批熟悉项目实施的管理和技术人员，他们具有丰富的工程经验，为本项目顺利实施创造良好的条件。综上所述，兖矿鲁南化肥厂聚甲醛项目的建设是十分必要的。14项目建设的优势分析141企业技术、人才优势兖矿鲁南化肥厂水煤浆
45、气化及煤化工国家工程研究中心，在煤化工的工程化和产业化方面，做了大量研究开发工作，在煤化工、碳一化工等方面，拥有国际先进技术和科研成果，拥有自主知识产权的多喷嘴气化炉技术已经成功应用于山东华鲁恒升化工有限公司、兖矿国泰化工有限公司、江苏灵谷化工有限公司、新能凤凰（滕州）能源有限公司及兖矿鲁南化肥厂生产装置。兖矿鲁南化肥厂建厂已40年，培养了一大批优秀的工程技术和管理人员，厂内现有专业技术人员1000余人，技能工人2200余人，具有其他地区无可比拟的技术和人才优势。142区位、资源优势20兖矿鲁南化肥厂具有良好的区位优势，地理位置优越。京沪铁路、京福、济枣高速公路自园区西、南两个方向通过，枣岚兰
46、山口高速公路正在修建过程中，枣临（临沂）铁路即将修建。距离徐州观音国际机场100公里，距日照港、连云港和青岛港240公里至400公里，京杭运河由该地区通过。兖矿鲁南化肥厂处于枣庄地区，该区域水资源丰富，羊庄水源地，岩马、马河水库，以及正在规划兴建的可蓄水226亿立方的庄里水库，均可为煤化工项目建设供水。电力供应充足，可满足大型煤化工园区发展电力需求。土地资源丰富，枣庄市已经做好规划，为煤化工发展预留了充足土地，预计可满足未来10年煤化工发展的需要。同时在厂内经过了不断调整，特别是淘汰落后生产装置后，空余出大量的土地可供使用。143政策环境及公用工程优势兖矿集团有限公司大力发展煤化工产业，本着高
47、起点、大联合、多联产的原则，以洁净、高效、增值、做强为目标，以发展煤炭气化、液化、焦化及下游产品为重点，在十一五已经规划了五个大型煤化工基地，在兖矿鲁南化工基地将形成三个煤化工园区，大力发展甲醇、醋酸及下游产品。枣庄市政府已做出城市转型的战略部署，将煤化工作为三大支柱产业的重点进行发展，枣庄市发展煤化工产业的主力军就是眼矿鲁南化肥厂和兖矿国泰化工有限公司。兖矿鲁南化肥厂已建设了三套尿素系统和一套甲醇系统，原料及动力结构调整、污水与回用水处理工程已投入生产运行，不仅使企业尿素与甲醇产能分别达到80万吨和20万吨，同时老厂具有完备的公用工程供应能力，经过投入部分资金进行改造可以为本工程提供水、电、
48、蒸汽等公用工程供应，为本项目建设节约大量的资金。144国内竞争优势分析如不考虑南通、张家港两家独资聚甲醛企业，我国聚甲醛生产厂家共有两家，分别是云南云天化股份有限公司和中国上海蓝星总公司。（1）云南云天化股份有限公司2001年7月，云南云天化股份有限公司的1万吨/年聚甲醛装置系国内第一套装置建成投产，是产学结合的很好单位，云天化三聚甲醛精制采用熔融冷冻结晶分离技术，化三聚甲醛精制技术相同，失活工序不够理想，其实质是精制三聚甲醛的纯度不高的问题，目前云天化尚未生产出高密度聚甲醛产品。（2）中国上海蓝星总公司4万吨/A聚甲醛2005年3月25日，中国蓝星总公司采用香港富艺技术的4万吨/A聚甲醛项目
49、在上海星火开发区开工。该项目总投资13亿元，含外汇2562万美元，关键设备引进。21该装置于2009年4月经调试和整改后多次投料，产品性能仍不够理想。具体出现的问题如下1）三聚甲醛合成副产物多；2）合成釜常出现多聚甲醛颗粒；3）聚合釜聚合率较低；4聚合釜加入DOX聚合受阻。（3）与在建聚甲醛装置的竞争优势分析天津、开封、银川、正在建设的聚甲醛装置，均采用香港富艺技术，同一单位承担的设计，可以预计上述三套聚甲醛情况与上海蓝星接近。由于波兰ZAT公司与新疆联合化工技术转让是其在中国最后一个合同，内蒙古天野化工有限责任公司聚甲醛装置采用波兰技术已没有可能。因此，工程设计期间采用的是四川成达公司技术，虽然成达承担了云天化聚甲醛的详细设计，但开车后技术整改是由云天化企业自身完成的，可以预计，该套聚甲醛技术水平远不如云天化。145国外竞争优势分析国内每年需从国外进口大量聚甲醛产品，日本宝理公司是我国最大POM供应商，KEP位列第二，目前中国的POM市场出现及其严重垄断的趋势。本项目以南通宝泰菱工程塑料公司和张家港杜邦日本旭化成公司为国外竞争对手。宝泰菱为日本宝理工程塑料株式会社、日本三菱瓦斯化学株式会社、韩国工程塑料株式会社和美国蒂高纳公司四家跨国公司联合建设的6万吨/年聚甲醛装
