c鲁西化工有机硅可行报告

有机硅可行性研究报告分类及用途有机硅产品按其形态和应用方式大体分为硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂四大类，前三种是氯硅烷单体(主要为二甲基二氯硅烷)经水解、裂解，缩为聚硅氧烷(基础聚合物)，再与各种助剂、添加剂、改性剂以及填料等配合加工而成，其用量占有机硅产品的90%以上；硅烷偶联剂是有机官能基硅烷，一般为非聚合物。国内有机硅消费量及需求预测国内有机硅市场长期保持着旺盛需求，有机硅产品的生产和消费量总体趋势是以高速度增长，但在个别时期也出现过波动。1996年，由于外国主要有机硅生产商联手对销往中国的有机硅中间体大幅度提价，致使国内有机硅聚合物生产厂部分停产或减产，有机硅产量下滑。1998年，因受东南亚经济危机的影响，相对于产量高速膨胀的1997年，总产量也明显减小。2012年之后，国内有机硅市场迅速活跃起来，其产品产量及消费量保持高速增长.根据国内近几年供应和需求的发展趋势，未来5年内国内有机硅的主要应用领域仍以硅油、硅橡胶为主，硅烷偶联剂及硅树脂因前期发展不足，在这一段时间里将有较高速度的增长。4.2.4目标市场分析1、目标市场容量有机硅制品的原材料价格较高，再加上市场需求的不断增长，使有机硅制品一直处于高价位。产品利润的丰厚和工艺技术的灵活性，使众多企业从事有机硅加工业。国内有机硅加工企业数量众多，规模较小，多数为民营、个体企业上规模的加工型企业较少，仅占企业总数的10%。随着“西部大开发”战略的提出，有机硅行业将有更多的政策性投入。加入WTO后，越来越多的外资企业投资中国的有机硅加工业，大规模的有机硅生产厂会越来越多，国内有机硅加工业将逐渐步入大型化、专业化。国内有机硅加工企业主要集中在华东、华南地区，主要生产硅橡胶、有机硅乳液和硅烷偶联剂等产品，其中硅橡胶的消费量占有机硅总消费量的50%以上。国内硅酮结构胶是室温硫化硅橡胶中产量较大、用途较广的产品，目前国家硅酮结构胶生产认定企业和建设部硅酮胶科研生产定点企业只有杭州之江有机硅化工有限公司、浙江凌志精细化工有限公司、广州白云粘胶厂和广东南海嘉美化工厂等几家，它们都拥有大型硅酮胶生产设备和先进的生产技术，规模均在4000t/a以上，消耗聚硅,氧烷总量在20kt/a以上。目前，杭州之江有机硅化工有限公司每年所用混合甲基环硅氧烷（DMC）从浙江新安化工集团购进2000t/a，进口3000t/a。广州白云粘胶厂每年所用混合甲基环硅氧烷（DMC）从蓝星集团购进2000t/a，进口2000t/a以上。浙江凌志精细化工有限公司和广东南海嘉美化工厂均以进口混合甲基环硅氧烷（DMC）为主，每年只用少量的国产混合甲基环硅氧烷（DMC）。国内生产高温胶的厂家主要有：深圳石化精细化工有限公司、深圳市三力有机硅材料有限公司、深圳天玉有机硅有限公司、江苏镇江宏达化工有限公司、南京东爵精细化工有限公司等，大多数厂家的生产规模均在几千吨以上，江苏镇江宏达化工有限公司生产规模已经超过20kt/a。按键硅橡胶是高温硫化硅橡胶中较重要的品种，广东省是按键硅橡胶的主要生产地和主要消费地，其生产量占世界按键硅橡胶生产量的60%，如手机按键、遥控器按键、计算器按键等大都产自广东。广东地区高温胶的生产原料多半依赖进口。国内多数企业与国外公司有合资或合作协议，引进国外资金或先进生产技术，采用进口原料扩大高温胶的生产规模，部分产品出口。随着经济的发展和人民生活水平的提高，未来几年，国内用于建筑密封胶、电子、电器、汽车用密封胶及模具胶、按键胶的数量将逐年增加，国内室温硫化硅橡胶和高温硫化硅橡胶的产量必将逐年递增，对混合甲基环硅氧烷（DMC）的需求也将逐年增加。在满足国内市场的同时，大量冲击国际市场，国内混合甲基环硅氧烷（DMC）的消费量将大幅增加。20世纪50年代国内开发生产有机硅单体以来，经历了从搅拌床到流化床、流化床直径从φ400→φ600→φ1000→φ1200→φ1500→φ2000→φ2400→φ2800的漫长历程。1996年以来，国内有机硅单体工业呈现出快速发展态势，国内自行开发设计的10kt/a、20kt/a、50kt/a生产装置相继投产，各生产商在原料生产、质量控制、分析测试、自动化控制等方面积累了丰富的经验，单体合成的技术指标大幅提高，生产成本逐渐降低。有机硅单体合成催化体系有两种，即氯化亚铜催化体系和铜催化体系，国外采用铜催化体系较多，国内两种催化体系并存。本项目采用铜催化体系。7.2.1国内外工艺技术比较国内有机硅生产的工艺流程与国外基本相同，均采用甲醇与氯化氢气液相催化法合成氯甲烷，再以氯甲烷与硅粉在流化床反应器中合成甲基氯硅烷混合单体。混合单体经过精馏，分离出多种高纯度单体，其中以二甲基单体（M2）为主。二甲基单体（M2）经水解得到水解物，水解物在催化剂作用下连续真空裂解，得到混合甲基环硅氧烷（DMC），进一步精馏可以得到八甲基环四硅氧烷（D4）。尽管国内外有机硅单体生产的工艺流程基本相同，但与国外相比，国内有机硅单体生产在规模和技术指标上存在一定的差距产品质量。1、单体二甲基二氯硅烷（M2）纯度（%）≥99.999.98≥99.99一甲基三氯硅烷（M1）纯度（%）≥98.0≥99.0≥99.5三甲基一氯硅烷（M3）纯度（%）≥99.0≥99.0≥99.5一甲基二氯硅烷（MH）纯度（%）≥99.0≥99.02、混合甲基环硅氧烷（DMC）混合甲基环硅氧烷（DMC）纯度（%）≥99.5≥99.5八甲基环四硅氧烷（D4）含量（%）76～8388～92氢来源于二甲水解、盐酸脱吸以及气相法白炭黑装置。从表7-1可以看出，有机硅单体生产二甲平均选择性期望值为85%，已达到国外综合水平，高于国内综合水平。国外有机硅单体合成单台流化床反应器生产能力在50kt/a以上，硅粉和氯甲烷吨产品消耗分别比理论消耗高8.29%和3.45%，氯化氢回收利用率达到85%以上。国内有机硅单体合成单台流化床反应器生产能力最大为60kt/a，其硅粉和氯甲烷吨产品消耗分别比理论消耗高14.29%和14.94%，氯化氢回收利用率仅为70%，与国外综合技术水平存在较大差距。山东A股份有限公司有机硅单体合成单台流化床反应器生产能力为200kt/a，其硅粉和氯甲烷吨产品消耗介于国内综合水平与国外综合水平之间，部分指标接近国外综合水平，氯化氢回收利用率超过80%。7.2.2工艺技术方案选择硅粉加工采用国内生产的立式磨粉机组，旋风分离器与布袋除尘相结合，并用仓泵将硅粉输送到单体合成单元。氯甲烷合成采用气液相法，即气相氯化氢和甲醇在液相氯化锌催化剂中反应生成粗氯甲烷，粗氯甲烷再经过水洗、碱洗和硫酸干燥，并经冷凝压缩后送往氯甲烷贮罐区。单体合成采用流化床直接法合成，即硅粉和氯甲烷在铜系催化剂作用下生成混合单体，混合单体经过旋风分离及湿法除尘后回收未反应的氯甲烷，混合单体送往单体精馏单元。单体精馏采用脱高、脱低、二甲分离、脱轻、共沸、M3等多塔连续精馏，分离得到M1、M2、M3、MH、高沸物、共沸物、低沸物等产品。精馏塔形式选用板式塔和填料塔，并选择导向筛板和高效板波纹填料。为了减少冷冻水和冷却水用量，精馏系统适当加压，塔顶冷凝器采用双管板式。为防止贮槽呼吸过程中空气进入系统造成单体水解，减少对环境及设备的污染和腐蚀，贮槽均采用氮气保护。二甲基单体水解采用恒沸酸水解、碳酸钠连续中和工艺，使水解反应时间短、收率高、黏度低、环状低聚硅氧烷含量高。水解后的浓盐酸脱出氯化氢循环使用。裂解采用真空裂解工艺，环体收率高，残渣量少。盐酸脱吸考虑原料浓盐酸和氯甲烷合成产生的稀盐酸的解吸，99.5%以上的氯化氢脱吸出来，脱吸出来的氯化氢送往氯甲烷合成。7.3工艺流程说明7.3.1工艺特点a硅粉加工采用立式磨粉机组，细粉率低，粒度可调，生产能力高。b氯甲烷合成单元采用大型搪瓷合成釜，气体分布器特殊设计，保证氯化氢和甲醇气体分布均匀。c氯甲烷精制采用水洗涤、碱洗涤和硫酸干燥处理，进一步降低氯甲烷中水、甲醇、二甲醚等含氧化合物的含量，提高氯甲烷的纯度。d单体合成单元采用单台流化床反应器，流化床撤热方式为导热油换热，同时副产蒸汽，一旋硅粉返回流化床。e触体进料方式采用定量加料系统，实现催化剂连续定量加料，以消除流化床床层料面的大幅度波动。f除尘系统采用湿法除尘工艺，提高除尘率，降低能耗，使合成系统压力稳定，缩短停车检修时间，适应大规模生产的需要。g二甲基单体水解采用恒沸酸水解工艺，其水解浓盐酸脱吸产生氯化氢循环利用，减少环境污染，降低氯化氢消耗。h精馏采用高效导向筛板和板波纹填料，多塔连续精馏，二甲基单体纯度可达到99.98%以上。i裂解采用真空裂解技术，裂解釜运行周期长。混合甲基环硅氧烷（DMC）收率高。同时可以生产高纯度八甲基环四硅氧烷（D4）产品。7.3.2单体生产工艺流程说明1、氯甲烷合成及盐酸脱吸本装置共分四个单元，分别是盐酸脱吸；氯甲烷合成及净化；甲醇回收及稀盐酸回收；氯甲烷压缩、冷凝。a、盐酸脱吸浓盐酸（最少31%Wt）由泵输送到换热器进行预热，然后进入汽提塔，通过热虹吸自然循环再沸器进行加热实现蒸馏，这样，塔的底部会生成类似于共沸物的氯化氢溶液（约18.5%Wt），塔顶得到氯化氢气体。被汽提出的氯化氢气体输送到两台冷凝器里（HE-3和HE-4）进行冷凝而得到更纯的氯化氢气体（氯化氢的纯度为含水小于100ppm）。HE-3采用循环水冷却，HE-4采用乙二醇水溶液冷却，再经过除雾器后，离开系统进入氯甲烷合成单元。汽提塔底出来的2bar（G）的浓度约18.5%（wt）盐酸，通过中间换热器后冷却后，送往山东A集团氯碱装置用于吸收氯化氢。也可以再在塔底加一个冷却器进行冷却，进入盐酸深脱吸装置，进一步脱出其中的氯化氢送氯甲烷合成单元。b、氯甲烷合成及净化及氯甲烷压缩、冷凝贮存在甲醇贮罐区的工业甲醇，经甲醇供料泵送至甲醇汽化器中，用蒸汽加热，调节甲醇汽化压力0.2MPa（表压），汽化器的液面用甲醇供料泵的出口调节阀控制恒定，温度由蒸汽量控制在90～95℃，用调节阀控制其流量与脱吸单元600#来的压力为0.2MPa的氯化氢气体（流量由调节阀控制）一起，其流量与甲醇蒸汽按一定比例混合后进入反应器中。进入反应器的氯化氢和甲醇气体经反应器底部气体分布器分布均匀，与预热至140～145℃的氯化锌溶液接触，溶解并进行反应。氯化锌溶液的预热采用釜外循环方式。反应器底部出来的氯化锌溶液由循环泵打入预热器，预热器的温度由蒸汽控制调节在140～145℃，然后再回到反应器中。在反应过程中，反应器的温度控制采用回流冷酸水（或体外循环）的方式控制在140～145℃，物料在反应器的表观接触时间为30s。由反应器出来的反应生成物氯甲烷、水、二甲醚和未转化的原料氯化氢、甲醇一起进入酸气分凝器中冷凝，在回流罐中分离成气相产物和液相产物，气相产物粗氯甲烷（含甲醇、水、氯化氢、二甲醚）等去酸气冷凝器，液相产物一部分回到反应器中控制反应器液位，另一部分去酸水储罐中。气相产物粗氯甲烷经酸水洗塔，吸收大部分未反应的氢化氢气体和甲醇后，进入碱洗塔，彻底吸收剩余氯化氢气体和除掉部分水份，之后进入硫酸干燥塔，经过三塔串联除掉水份和二甲醚后，再经压缩、冷凝即制得成品氯甲烷送罐区贮存。c、甲醇回收及稀盐酸回收将酸水洗塔塔釜出来的含甲醇的稀盐酸预热后，送入甲醇回收塔进行甲醇回收，塔顶回收的甲醇混合气体经冷凝冷却后，进入甲醇回流罐，通过泵直接将液态甲醇送入氯甲烷反应釜作为合成氯甲烷的原料。甲醇回收塔塔底出来的恒沸酸与氯化钙溶液混合一起进入汽提塔，脱出氯化氢，作为氯甲烷反应釜合成氯甲烷的原料。2、单体合成从罐区来的新鲜CH3Cl与回收循环CH3Cl混合后经氯甲烷汽化器汽化，然后经氯甲烷过热器，使其温度达到250℃，进入流化床反应器。硅粉和作为添加剂的铜粉、锌、锡粉等混合，用N2输送至掺混仓，使其混合完全均匀后用CH3Cl输送到流化床反应器。在流化床反应器内部，当温度达到285~300℃时，CH3Cl与硅粉在添加剂的作用下发生合成反应，反应生成的混合单体及未反应的硅粉、CH3Cl经过一旋分离器、旋分离器，送入洗涤塔。一