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[知识分享] 邵武市四氟乙烯及其聚合物项目

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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2008-12-9 20:28:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
    项目名称:年产2万吨四氟乙烯及其聚合物项目
    项目建设规模:新建年产2万吨四氟乙烯及其聚合物生产线
    项目建设地址:邵武市金塘专业园
    项目投资总额:35000万元
    合作方式:独资

    摘    要
        邵武市是福建省氟化工基地,现有氟化工企业3家,氟化工产品的综合生产能力位居全国前列,本项目投资35000万元开发生产科技含量大、附加值高的四氟乙烯及其聚合物产品,是氟化工产业链延伸项目,对促进氟化工产品、产业结构调整意义十分重大,年产2万吨四氟乙烯及其聚合物生产项目建成投产后,年实现销售10亿元,利润2亿元,投资回收期5年。

    前    言
        1、项目背景:
        国内萤石矿产量为13647万吨,主要分布在浙江、江西、湖南、福建、内蒙古、广东、辽宁等省份,邵武市是福建省萤石储量的集中区,现已探明萤石储量250万吨,近期可开采量95万吨,萤石作为氢氟酸生产的最基础材料已被广泛应用,邵武是闽北工业重镇,福建省氟化工生产基地,现有永飞、华新、海新等一批氟化工企业,年氢氟酸生产能力约7万吨,长期以来,企业生产的氢氟酸大部分只是作为氟化工基础原料出售,科技含量不高,附加值低,因此,投资开发四氟乙烯生产项目,这对于调整邵武氟化工产品、产业结构、延长产业链,使企业由基础氟化工向高科技、高附加值含氟精细化工转变,有着十分重要的意义。
        2、区域相关产业:
        福建省南平地区目前有氟化工企业8家,其中邵武3家:永飞、华新、海新,建阳1家,顺昌1家,光泽1家,浦城2家,这些企业目前主要产品有氢氟酸、氟化铵、氟硼酸、氟硅酸、冰晶石、氟表面活性剂、含氟织物整理助剂。目前国内只有上海三爱富公司、浙江巨化股份公司等少数企业生产该产品。
        3、产品概要:
    四氟乙烯 (C2F4.)
    分子量:    100.016
    三相点(0.12kpa):    -131.15℃
    沸点(101.325kpa) : -75.62℃
    液体密度(-75.62℃,101.325kpa):  1515kg/m3
    气体密度(20℃,101.325kPa):4.255kg/m3
    相对密度(101.325kPa,20℃,空气=l):  3.53
    比容(21.1℃,101.235kPa):  0.237m3/kg
    气液容积比(15℃,l00kPa):404L/L临界温度:  33.3℃
    临界压力:  405OKPa
    临界密度:  588kg/m3
    熔化热(-131.15℃,1.2kpa):  77.205KJ/kg
    气化热(-75.62℃,101.325kPa):  168.309kJ/kg
    比热容(气体,25℃):  Cp=0.80387kJ/(kg•K)
    蒸气压(-20℃):  100OKPa
          (0℃):   178OKPa
          (20℃):  290OKPa
    粘度(101.325kPa,0℃):  0.001315Pa•S
    导热系数(101.325kpa,0℃):  0.014486W/(m•K)
    在空气中可燃范围(101.325kPa,20℃):  11%~60%
    最低自燃点(101.325kPa):  180℃
    毒性级别:  2(非火场)  3(火场)
    易燃性级别:4
    易爆性级别:3
    聚四氟乙烯(PTFE)是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。聚四氟乙烯的基本结构为. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. 聚四氟乙烯广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的,它本身对人没有 毒性,但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上,一般为数百万(聚合度在104数量级,而聚乙烯仅在103)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较氢稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时,聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×10-4、4×10-3和9×10-2。可见,聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等,所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。
    力学性能 :它的摩擦系数极小,仅为聚乙烯的1/5,这是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳链分子间作用力极低,所以聚四氟乙烯具有不粘性。聚四氟乙烯在-196~260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能,全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。
    耐化学腐蚀和耐候性: 除熔融的碱金属外,聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。例如在浓硫酸、硝酸、盐酸,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均无变化,也几乎不溶于所有的溶剂,只在300℃以上稍溶于全烷烃(约0.1g/100g)。聚四氟乙烯不吸潮,不燃,对氧、紫外线均极稳定,所以具有优异的耐候性。
    电性能: 聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低,而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。
    耐辐射性能 :聚四氟乙烯的耐辐射性能较差(104拉德),受高能辐射后引起降解,高分子的电性能和力学性能均明显下降。
    聚合 聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的,用以分散反应热,并便于控制温度。聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2压力下进行,可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂,也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂,例如全氟辛酸或其盐类。
    应用: 聚四氟乙烯可采用压缩或挤出加工成型;也可制成水分散液,用于涂层、浸渍或制成纤维。聚四氟乙烯在原子能、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、食品等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料,绝缘材料,防粘涂层等。
    化学性质:耐腐蚀性:能够承受除了熔融的碱金属,氟化介质以及高于300℃氢氧化钠之外的所有强酸(包括王水)、强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用。
    绝缘性:不受环境及频率的影响,体积电阻可达1018欧姆•厘米,介质损耗小,击穿电压高。
    耐高低温性:对温度的影响变化不大,温域范围广,可使用温度-190~260℃。
    自润滑性:具有塑料中最小的摩擦系数,是理想的无油润滑材料。
    表面不粘性:已知的固体材料都不能粘附在表面上,是一种表面能最小的固体材料。
    耐大气老化性,耐辐照性能和较低的渗透性:长期暴露于大气中,表面及性能保持不变。
    不燃性:限氧指数在90以下。
    物理性质:聚四氟乙烯的机械性质较软。具有非常低的表面能。

    项目建设的优势和难点
        1、优势:
    1.1、氟化工是集无机化工、有机化工、高分子化工、精细化工于一体,属于高精尖领域,具有吨位小、能源低、附加值高、科技含量大的特点。在我国氟化工是朝阳工业,是
    薄弱环节,与国外相比差距相当大。随着纵深发展,附加值提高幅度大,发展前景广阔。产品寿命周期处于成长期,其发展速度远远超过其它化工产品速度。据预计,“十一五”期间我国氟化工将发生质变。氟化工产品的运用领域、市场需求将高速发展。
        1.2、我市氟化工企业基本处于氟化工产业发展的初始阶段,大部分企业还只是生产出售氟化工产业的基础原料——氢氟酸,成本高、附加值低。因此,引进客商,加大对氟化工下游产品的深度开发,对促进当地氟化工产业的发展意义十分重大。
    1.3、丰富的萤石资源优势。萤石是氢氟酸及其它氟化工生产的最基础原料,邵武现有萤石储量250万吨,居福建省第一位。邻近县市浦城、建阳、将乐都有丰富的萤石资源,为氢氟酸的生产提供了充足的原料保障。邵武是福建省氟化工生产基地,通过十几年的发展,现有永飞、华新、海新等一批氟化工生产企业,年氢氟酸生产能力近7万吨,为氟化工下游产品的开发提供了原料保证。
    1.4、通过十几年的发展,我市氟化工企业在生产、技术、管理上都积累了大量的丰富经验,培养造就了大批科技、管理人才和产业工人,可满足氟系列下游产品开发生产的技术、人才、用工需求。
    2、难点:
    四氟乙烯属于氟化工行业中高科技含量产品,目前国内虽有少数企业开发生产,但生产工艺技术采集有一定难度。

    项目的目的、内容和目标
        1、目的:
        做大做强氟化工产业,延长产业链,开发科技含量大、附加值高的氟化工产品,整体提高氟化工产品的市场竞争力。
        2、内容:
    投资35000万元,新征用地150亩,建成年产2万吨四氟乙烯及其聚合物生产线。
        3、目标:
        项目建成投产后,形成年产2万吨四氟乙烯及其聚合物的生产能力,年实现销售收入10亿元,利润2亿元,税金3000万元。

    项 目 执 行
        1、目标建设:
    1.1、        产品技术路线:
    生产方法主要是氯仿法。此法自1941年开始中间试验以来,一直是工业上普遍采用的方法。它首先由氯仿制得二氟一氯甲烷,后者再经热裂解,脱去氯化氢即得四氟乙烯。热裂解时,二氟一氯甲烷预热到400℃后,与950~1000℃的过热蒸汽以 1.5~10的摩尔比混合,进入用抗腐蚀材料(如镀铂的镍管)制成的绝热反应器,温度700~900℃,压力0.01~0.2MPa,停留时间0.05~1s,转化率为75%~80%,四氟乙烯选择性可达90%~95%。副产物是六氟丙烯及链状或环状烃类全氟化物。反应气体经水洗和碱洗除去氯化氢后,经压缩、干燥、精馏、萃取等工序可得高纯度产品。 由四氟乙烯聚合反应生成聚四氟乙烯。
        1.2、项目建设规模:
        本项目计划总投资35000万元,其中固定资产投资30000万元,主要用于新征用地150亩,车间库房土建面积20000平方米,以及设备投资,建成年产2万吨四氟乙烯及其聚合物生产线。
        项目投资具体如下:
    项 目        数量        单 价        投 资        备    注
    征 地        150亩        5万元/亩        750        
    土 建        20000m2        650元/m2        1300        
    设 备                        25000        
    其他投资                        2950        含水电设施、建设期利息、材料、安装费等
    流动资金                        5000        
    合 计                        35000        
    2、产品、原料市场简析
    2.1、产品市场分析及预测
    随着我国经济的发展,氟化工行业发展迅速,四氟乙烯作为开发高科技含量、高付加值氟化工下游产品的基础原料,市场需求量大,发展前景好,开发的下游产品有:聚四氟乙烯,四氟乙烯树脂,聚全氟乙丙烯等。
    树脂(常称氟塑料)是聚合物结构中含有氟原子的产品总称,其品种繁多,性能优异,已成为当今世界现代工业中许多关键技术不可或缺的材料。氟树脂中已工业化生产的主要品种有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等十余个品种约100多个牌号。 目前世界氟树脂年产量约8万t,占世界塑料总产量的0.08%。聚四氟乙烯是氟塑料的主要品种,其产量约占世界氟塑料总产量的60%~70%。聚四氟乙烯具有优异的高低温性能和化学稳定性,有很好的电绝缘性、非粘附性、耐候性、不燃烧和良好的润滑性。其用途涉及航空航天、石油化工、机械、电子、建筑、轻纺等工业部门。
    目前全球氟树脂生产能力约为10万t/a, PTFE能力为6万t/a。
    中国是一个萤石资源非常丰富的国家,萤石储量约占世界总储量的1/8,全年开采量在120万t以上,但是中国氟化工起步较晚,经逐步发展,现在已开始形成经济规模的生产装置,单体生产技术也上了新台阶。
    虽然PTFE最出名的应用是在烹饪器材的表面处理上,但其用途广泛,从讯号管线的绝缘体,到衣服及家具的防水、防尘涂料,都有其用武之地。                                                              
    聚四氟乙烯的非粘性使它在厨房用具方面也得到广泛的应用,用它做成的炊具,表面光洁,很易洗净。在锅底的表面涂上一层聚四氟乙烯,就制成不粘锅。使用这种锅,食物不会沾锅,即使不用油也能煎鸡蛋。在实验室里可以用聚四氟乙烯坩埚代替铂坩埚和铂皿。在体育活动中,用它制成的雪橇、滑雪板等运动器材能减小摩擦力,类似的用途正在不断开发。   
    四氟乙烯及其聚合物具有广泛用途,市场需求量大,开发利用前景好。
        2.2、原料市场简析:
        无水氟化氢:邵武永飞化工、华新化工、海新化工等3家企业有年产近7万吨的无水氢氟酸的生产能力,可确保原料充足供应,同时产品质量能够满足四氟乙酸烯项目的生产、工艺技术要求,氯仿国内市场均可购到,市场价每吨7000元左右。
    3、产品的性质及功能
    四氟乙烯的沸点很低,在加压和氧气存在的条件下(氧气起引发剂的作用),能发生聚合反应。虽然氟的化学性质最活泼,可是它的化合物四氟乙烯分子里碳和氟之间形成很稳定的共价键。因此,四氟乙烯的化学性质特别稳定。不会轻易地被外界的热能、光能以及化学类物质破坏。
    聚四氟乙烯的最大优点是耐化学腐蚀,除熔融的碱金属和液氟以外,几乎不受任何化学试剂腐蚀。把它放在浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸,甚至王水中煮沸,它的性能也没有变化。它几乎不溶于所有的有机溶剂。它耐辐射、不吸潮、不会燃烧。综合这些条件,它被誉为塑料王,它的耐腐蚀程度远远超过不锈钢。它的缺点是加工造型很困难,加热到415℃以上要缓缓分解,放出有毒的气体。它的最高工作温度是250℃,最低工作温度可以到-269℃。用聚四氟乙烯材料制成的精馏塔,精馏四氟化硅以生产单晶硅,产品纯度比用不锈钢作精馏塔提高100多倍。在化工厂中要输送有腐蚀性的液体、气体,有时还要耐高压,温度变化在100℃~200℃以上。能适应这样苛刻的条件,只有聚四氟乙烯材料。只要在管道、管件、阀门、泵,以及反应釜的内壁喷涂一层致密的聚四氟乙烯涂层(用量很少),就能满足需要的条件。
        4、注意事项:
    四氟乙烯在常温常压下为具有轻微毒性的可燃性无色气体。它比空气重3倍,能扩散很远,并被远处的火源点燃后能把火焰沿气流相反方向引回。它具有很强的聚合趋势,不能控制的聚合作用能引起爆炸性分解。它必须在-30~-40 ℃的低温下贮存,而且要加入正三丁基胶等阻聚剂。加阻聚剂的单体遇到反应猛烈的物质也能放热并会引起爆炸。在火场中的容器也容易发生爆炸,因为四氟乙烯单体受热后能发生爆炸性分解。四氟乙烯属低毒类,但是,它在空气中燃烧时产生碳酰氟,碳酰氟水解时放出剧毒性氟化氢气体。

    投 资 与 收 益
        1、投资
        本项目总投资35000万元,其中固定资产投资30000万元,项目所需流动资金5000万元。
    2、收益:
    四氟乙酸烯及其聚合物属于含氟精细化学品,科技含量较大,产品附加值较高,目前产品市场价格每吨5-6万元左右。即:
    (1)实现年销售收入:20000吨×5万元/吨=100000万元
    (2)实现年利润:20000吨×5万元/吨×20%=20000万元
    (3)税金:3000万元
    (4)投资回收期(含建设期、试产期年):5年

    项目总结评价
    四氟乙烯及其聚合物生产项目,目前国内已有成熟的工业规模化生产技术,本项目产品科技含量大,附加值高,产品用途广,市场容量大,前景好,且项目投资利润高,投资回报短,投资风险小,具有显著的经济和社会效益,极具建设投资价值。

    [ 本帖最后由 氟塑爱好者 于 2008-12-9 20:32 编辑 ]

    该用户从未签到

    发表于 2009-6-1 08:35:43 | 显示全部楼层
    好,好,好,很好。
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    发表于 2009-11-16 15:05:33 | 显示全部楼层
    又多了家氟材料生产的工厂?
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    发表于 2010-4-29 10:43:27 | 显示全部楼层
      资料挺全的!
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    该用户从未签到

    发表于 2010-4-29 20:16:44 | 显示全部楼层
    死人啦,PTFE要卖2万一吨了
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