羟丙基甲基纤维素(HPMC)项目可行性研究报告

1 一、 概况： 1、项目名称： 1800 吨 /年羟丙基甲基纤维素 (目 2、企业情况 业基本情况： (略 ) 业法人代表基本情况： (略 ) 3、项目建设的主要内容： 为了拓宽 市场的应用领域，满足市场各行业对丙基甲基纤维素）、 基纤维素 )的需求，并可满国际市场的需要，为国家出口创汇。本项目采用国内首创的工艺技术路线和设备建成 年产 1800 吨的 C 生产线。 所生产的高档 有高取代度、高纯度、高透明度、各种粘度，反应特别均匀，溶液流动性特别好的 使用特性，技术质量指标与国际标准要求相一致。满足建筑、涂料、陶瓷、医药、化工等行业对高档 需求。 4、项目建设的意义： 近年来，随着我国工业的飞速发展，非离子型纤维素醚类羟丙基甲基纤维素 (甲基纤维素（ 品得到广泛应用，应用领域不断扩大，市场应用量不断增加。 2000 年我国 费量 5000 吨， 其中 1000 吨由国内厂家生产，每年进口 4000 吨 几年，由于 品在建筑、涂料、医药、化工等领域得到广泛使用， 2005 年 我国 费量 猛增至 吨， 产品供 不应求， 2 加上出口产品 吨，国内生产总量达到 2 万吨。高档 依耐进口，进口量约 吨 ,。 目前，国内共有 10 余家企业生产 产能力在 500国外先进水平相比，国内 家不仅规模小，而且生产工艺设备较落后，较高档次、有特殊功能的产品国内尚不能生产。 本项目采用的工艺技术路线和设备为国内首创，与国际同步，摈弃了国内沿用多年的立式釜溶剂法落后工艺，采用大型卧式釜一步法实现碱化醚化的新工艺路线，同时，实现了连续离心洗涤，从而降低了成本，提高了产品质量。 本项目采用的设备工 艺与羧甲基纤维素钠生产设备工艺可以通用，因此，本项目可以建成多功能生产线，可大大降低投资风险。 本项目投资少，收益高，在价格、技术、质量上将会占有强大的优势。 5、项目计划目标： 体计划目标： 附表一：计划目标 总体目标 内 容 计划目标 经济目标 内 容 计划目标 投资总额 元 年工业总产值 5400 万元 年生产能力 1800 吨 /年 年生产总成本 元 项目建设期限 10 个月 年销售收入 5400 万元 企业资产规模 元 年交税总 额 元 企业人员规模 80 人 年净利润 元 品方案 羟丙基甲基纤维素（ 1200 吨 /年；甲基纤维素（ 600 3 吨 /年。生产规模共计 : 1800 吨 /年 术质量指标： 附表二 ： 技术质量指标 1、甲基纤维素 项 目 指 标 甲氧基含量 （ %） 份 6 透光率 （） 80 份（） 1 粘度（ 20 水溶液） 观 白色粉状 2、羟丙基甲基纤维素 指标 项目 甲氧基 含量： % 取代度 羟丙氧基 含量： % 取代度 凝胶温度： 58 64 62 68 70 90 灰份（） 粘度（ 2水溶液， 20， 5 200000 外观 白色粉状 阶段实施目标： 附表三： 分阶段实施目标 分 阶 段 完 成 时 间 实 施 完 成 内 容 4 第一个月 第二个月 项目准备阶段 第三个月 第七个月 完成土建施工 第四个月 第七个月 完成设备订购到位 第八个月 第九个月 完成设备安装 第十个月 完成设备调试 第十一个月 第十二个月 试生产 第十二个月末 项目综合验收，投入正式生产 第十三个月 达纲正式规模生产 二、 市场分析 1、产品用途 ： 羟丙基甲基纤维素 (纤维素醚工业中物化性能最好、用途最广泛的纤维素醚类，属于非离子型纤维素醚类。由于 有优良的增稠、乳化、成膜、保护胶体、保持水份、粘合、抗酶以及代谢惰性等性能，广泛应用于建筑、乳胶涂料、医药、聚氯乙烯、日用化学品、陶瓷以及农业生产中。在建筑和建材工业中， 要作用是增粘、增稠、保水、润滑，提高水泥和石膏的可加工性、泵送性；在乳胶涂料方面主要是作为保护胶体、增稠剂和颜料助悬浮剂；在医药工业中主要用于制剂生产，用作药片包衣和成形粘结剂，并可用于缓释药的生产；在日用化 学品中主要用个人防护用品 ,它可以提高产品的乳化、抗酶、分散、粘合、表面活性、成膜、保湿、发泡等性能； 用于聚氯乙烯生产，主要在悬浮聚合体系的聚合反应中用作分散剂，目前在世界悬浮法聚氯乙烯的生产中有着广泛的应用。此外还用作陶瓷工业坯子的粘结成形剂、釉彩的分散剂；在农业 5 上用于处理作物种子，可提高发芽率，既能保湿又能防霉烂等。 2、 国内外市场需求状况及预测 内外 总体状况与发展趋势 进入二十世纪九十年代中期以来，国际市场竞争越来越激烈，欧美水溶性纤维素行业进行了大规模的重组 和产业结构调整，从而大大地提高了它们的国际竞争力。 目前国际市场 消耗量在 15 万吨左右，而且主要产量集中在几个大公司生产，美国 学公司年产，荷兰 司，美国 司，德国 司著名大公司。 1998 年我国水溶性纤维素醚产品产量为 吨，其中 92%，达 吨 ， 量为 不足 1000 吨。 2000 年我国 费量 5000 吨， 其中 1000 吨由国内厂家生产，每年进口 4000 吨 几年，由于 品在建筑、涂料、医药、化工 等领域得到广泛使用， 2005 年 我国 费量 猛增至 吨， 产品供不应求，加上出口产品 吨，国内生产总量达到 2 万吨。高档 依耐进口，进口量约 吨。 内市场状态与预测 需情况 目前 ，中国 产企业有 十余 家，年生产能力约 4 万 吨， 生产技术水平大同小异，与国际相比仍处落后状态，但工业级产品基本满足国际国内需求，高档产品质量低下，与国内蓬勃发展的市场需求形成巨大反差。 6 随着我国经济的快速发展， 目前生产的 品，无论在数量上，还是在 品种和质量上，都不能满足我国市场的需求， 不计高档生产和需求， 2005 年 我国 费量 猛增至 吨，高档 需求量在 6000 左右，几乎依耐进口 。 预计 2006 年国内将形成 4 万吨产能，产量达 3 万吨，其中出口量达 1 万吨，产品仍然供不求。 费构成及发展预测 据调查，国内 品每年消费在 吨左右，其中： (1)其中用于建材级的 品约 2 万吨 ； (2)用于 合、医药、特种陶瓷等领域产品约 吨 ； (3)用于出口的 品 1 万 吨左右。 目前，中国正处于经济快速增长期， 品正在以 25%的年增长率发展。欧 盟 3 亿人口每年消耗 8 万吨 以上 ，预计中国在 5 年 后 需求会增长到 8 万吨 以上 ，市场前景 相当 乐观。本项目的产品具有高附加值、成长性良好的市场。 三、项目技术可行性分析 纤维素醚的生产方法是将纤维素碱化后，加入一定比例的醚化剂进行醚化，再经过中和水洗干燥包装再进行干燥、造粒等处理得到羟丙甲基纤维素产品。目前的生产工艺有分段间歇法和一步法两种。 段间歇法 将精制棉放入一定浓度苛性钠碱液中浸渍，然后进行压榨或离心去掉游 离碱液，放置 24 小时以上老成后，再进行粉碎装入醚化釜内 7 加入定量的氯甲烷和环氧丙烷，升温、加压进行醚化。结束后放入中和罐进行中和、洗涤，离心、造粒、烘干、粉碎、包装等工序。由于是分批、分段、断续进行生产，周期长，可变因素多，难保产品质量稳定，也增多了杂质污染机会。 步法 在醚化釜内先加入定量的粉碎精制棉，抽真空、充氮气，再加入超出醚化用量 10 至 15 倍的氯甲烷和定量的环氧丙烷，启动搅拌。此时，氯甲烷既是醚化剂又是精制棉的载体溶剂。然后喷洒一定浓度和用量的苛性钠溶液，进行常温碱化，碱化结束后逐渐加温、升 压使醚化完全。碱化、醚化同在一个釜内完成，而且化学反应是连续进行的。醚化结束后，先液相、后气相回收氯甲烷，醚化后的物料放入中和罐内中和、洗涤，真空吸滤、烘干、粉碎、包装 。该技术是山东赫达公司在网上发布的技术，从工艺看它将对设备有更高的要求，成本也应当高不少。 加有机溶剂 一步法 工艺 在醚化釜内先加入定量的混和溶剂，再将粉碎的精制棉加入其中，然后先加入定量苛性钠进行低温碱化后，再加入定量的氯甲烷和环氧丙烷加温、升压进行醚化。使碱化、醚化也是在同一个醚化釜内完成。醚化后的物料放入脱溶釜中回收溶剂，中 和、洗涤、真空吸滤洗涤脱水、烘干、粉碎、包装。此工艺的特点是醚化时醚化釜承受压力低于氯甲烷作溶剂时的釜压。 两种一步法工艺均由山东赫达股份有限公司研制，利用该技术生产羟丙甲基纤维素，产品的粘度、取代度 8 等指标基本可以保证。该技术是世界范围普遍采用的方法。 3 2 技术来源、技术先进性及成熟性 北京理工大学材料科学与工程学院天然高分子研究室的科研人员在借鉴国内外先进经验的基础上， 采用先进的控制系统、计量系统和科学的制备工艺 到取代度均匀、取代度高的纤维素醚产品。具有一线多用、产品多样化和质 量高品质化的特点。 通过改变溶剂的选择和物料配比，可以按要求生产出各种粘度的取代度稳定的羟丙甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素等系列纤维素醚产品，该工艺降低了生产成本，并能严格保证产品质量，已通过工业生产验证，属成熟工艺。 3 产品规格 可按照生产企业要求调整，各项指标不低于国内同类产品质量标准（见附录） 4 生产工艺流程图 3 3 产品分子结构式： 9 ( n - 2 ) / 2 N 3N H C H 2 O ) n RH. , .( n - 2 ) / 2 O H. , O N O 2. , n - 2 ) / 2 O H. , O N O 2. , N 3. ,O H 2R RO H 2O. H 2R RR = O H. , O N O 2. , . 羟丙甲纤维素 结构示意图 R= 醚化反应中，纤维素上的羟基（ 羟丙基（ 3 4 产品的基础原理 羟丙基甲基纤维素（ 一种以天然纤维素为主要原料加醚化剂等反应生成的，产品是白色纤维粉末状或颗粒状，无嗅、无味，能够溶解于冷水中，溶解后成透明的胶状。 主 反 应 式如下： 上述主反的同 时 ， 还 伴有副反 应 ： 5 产品技术创新论述 产方法是以 有机溶剂 作为反应介质。溶媒量一般为纤维素的 4， 醚化反应时氯甲烷、环氧丙烷 的利用率一般为30 本项目采用国外目前较先进的大型卧式反应釜，其搅拌强度大，搅拌方式先进，反应釜密封效果好，其技术来源于美国，并成功实现国产化，在非离子 纤维素醚 行业得到成功应用。 10 本 法 摈弃了国内沿用多年的小型立式釜生产的落后工艺，实现了单批产量达到 ， 生产时， 采取天然纤维素，经粉碎后进入反 应器反应。 溶媒量 采用 纤维素 2 8 倍 ， 采用密闭的 大型卧式反应釜 进行生产， 反应均匀性和醚化剂 的利用率 可以达到国外 生产 的水平， 溶剂损失小，容易制备纤维素的复合醚，容易制备 更高粘度和更低粘度的产品 。 本 法 提高了劳动生产率，提高了产品质量，降低了生产成本。 另外，在生产工艺上进行了改进创新，对精制工艺和脱液工艺采取全密封，连续加工工艺，使产品加工全过程的技术质量参数通过监控仪表得到有效控制，保证了生产过程的稳定性和连续性，产品质量可以严格保证。此外，纤维素经粉碎后进行反应，使成品粉碎效率大大提高。该工艺属国内首创，处于 国内同行业领先水平。 此外，本项目采用的设备工艺与羧甲基纤维素钠生产设备工艺可以通用，因此，本项目可以建成多功能生产线，可大大降低投资风险。 3 6 技术成熟性和项目产品可靠性论述 附表五：技术成熟性和项目产品可靠性 序 号 项 目 已 达 到 程 度 1 产业化 已成功建成多条 生产 . 2 技术质量标准 已拟定产品标准和产品验收标准 3 生产工艺 已编制完成产品配方和生产工艺规程 4 设备配置 已确定购置设备明细表 5 生产单位成本分析 已对成本消耗作过初步分析 6 市场销 售预测 已完成市场销售调查和预测 7 生产安全性 已有安全生产保证的经验和措施。 11 8 环境保护 过滤沉降循环水装置 四、 外 部配套条件 1、 主要原材料供应 附表六： 主要原材料供应 情况 原料名称 年耗量（吨） 供应 纤维素 1500 国内采购 异丙醇 120 国内采购 甲苯 80 国内采购 烧碱 900 国内采购 环氧丙烷 320 国内采购 氯甲烷 1100 国内采购 2、 公用工程、储运及基础设施 用工程消耗 附表七： 公用 工程消耗 情况 项目 年耗量（吨） 供应 水 18 万吨 电 600 万度 蒸汽 吨 运及基础设施 (略 ) 五、工业卫生 ,技术安全和环境保护 1、设计采用的有关标准 . 根据国家有关规定 ,本项目在设计时将采用如下标准： （ A） “大气环境质量标准 ”级标准； 12 （ B） “地面水环境质量标准 ” 002 三级标准； （ C）“ 工业企业厂界噪声标准 ” 990； （ D）国务院颁布的 “工厂安全卫生标准 ”； （ E）“工业企业设计卫生标准” （ F） “ 工作场所有害因素职业接触限值 ” 002。 2、技术安全和工业卫生 为改善劳动条件，保护工人的安全和健康，从而提高劳动生产率，本项目将认真执行国务院颁布的 “工厂安全卫生标准 ”和 “工业企业设计卫生标准 ”原料、半成品和成品将采取如下安全防护措施： 丙基甲基纤维素为无味、无臭、无毒的粉状物质，操作时带上一般口罩即可。 料精制棉：无臭、无味、无毒的白色絮状物，操作时带上一般口罩即可。 氧化钠 :对皮肤有腐蚀性 ,尤其不能溅入眼内 必须戴好防护眼镜 胶皮手套 胶靴以及劳动保护工作服。 易燃易爆 ,与空气混合会形成爆炸性混合物 12 (V)。其蒸汽能对眼睛、鼻子和咽喉产生轻微刺激；能通过皮肤被人体吸收。 操作人员应戴防毒面具。 氧丙烷 : 是一种易燃、易爆和易发生聚合反应的化学物质，其蒸汽会分解，爆炸极限为 3 100（ V），液态的环氧丙烷会引起皮肤及眼角膜的灼伤，其蒸汽有刺激和轻度麻醉作用，长时间吸入环氧丙烷蒸汽会导致恶心、呕吐、头痛、眩晕和腹泻等症状。应避免用 13 铜、银、镁等金属处理和贮存环氧丙烷。环氧丙烷发生的火灾应用特殊泡沫液来灭火。 苯是 有机化合物，属芳香烃，爆炸极限 (体积 )。 遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。流速过快，容易产生和积聚静电。 甲苯蒸汽有毒， 吸入可出现咽喉刺痛感、发痒和灼烧感；刺激眼粘膜，可引起流泪、发红、充血；溅在皮肤上局部可出现发红、刺痛及泡疹等。重度甲苯中毒后，或呈兴奋状：躁动不安，哭笑无常；或呈压抑状：嗜睡，木僵等，严重的会出现虚脱、昏迷。使用和生产时要防止它进入呼吸器官。 甲烷为无色易液化的气体，不易燃烧和爆炸，无腐蚀性。高温时 (400 以上 )和强光下分解成甲醇和盐酸，加热或遇 火焰生成光气。急性中毒发生在吸入浓度超过 伏期数分钟到数小时。轻者有头痛、头昏、恶心、呕吐、视力模糊、步态蹒跚、精神错乱，一般 1 2 日可恢复。重者呈现谵妄、躁动、抽搐、震颤、视力障碍、昏迷，长期接触氯甲烷可发生慢性中毒，轻者困倦、嗜睡、头痛、烦躁不安、易激动、情绪不稳定、感觉异常，重者步态蹒跚、视力障碍、震颤。 化后的溶剂气体 :设计有冷冻回收装置 在溶剂较集中的地方采取局部通风或机械排风 ,以改善操作环境确保安全。 3、“三废”概况和环境治理 废 ”概况 （ 1） 大气：本项目的锅炉排烟经过消烟除尘后达标排放，反应后尾 14 气经压缩冷凝后，回收处理，微量废气排入大气，对环境不产生影响。 （ 2）土壤：本工程的其它工序不产生有毒有害废渣，对土壤的质量不产生影响。 （ 3）水质： 生产过程排出的水不含有毒物质，排入废水站处理。 其它冷却水、清洗用水可直接排放，对本地水质环境没有影响。 （ 4）燥音：根据国内同类厂家实际，在项目边界处的燥音为：白天55贝，夜间 45贝，本项目所在区域为交通干线道两侧，低于标准规定的燥声值。 要污染物及其治理措施 （ 1） 废气： 工房内有微量醇类气体。回收后，达标排入大气。 （ 2）废水： 生产过程排出的水不含有毒物质，排入废水站处理 ，其它冷却水、清洗用水可直接排放，对本地水质环境没有影响。 （ 3）燥音：本工程无突出燥音，这里不再赘述。 保设施投资估算 废水处理装置 元 通风除尘 元 环境监测仪器 元 厂区绿化 元 合计 28 万元 立环保监测制度 ,严格控制环境污 染 建立建全环保专人管理和监测制度 严格按国家和地方环保要求控制污染物的达标排放。 六、劳动组织与岗位定员 15 1、工作制度 : 每日三班，全年运转 300 天 2、职员培训 职工培训的目的是为企业的生产和管理提供合格人员 ,以达到安全、高效的生产与经营。按照国家劳动总局提出的“全员培圳、突出重点”的方针，本项目的全部在册人员必须普遍进行生产技能和经营管理的培训。 新员工培训：对接受培训人员进行综合介绍，使其了解药品的特殊性和产品质量的重要性，了解企业的各项规章制度。 岗位培训：使员工掌握所在岗位专业知识，技能应知应会 ，促使其能够按质量的要求和操作规程正确做好本岗位工作，达到标准化、规范化。 继续培训：国家有关政策、新的技能知识，根据实际需要巩固和深化原来的培训内容。 培训的内容主要包括：质量管理基本知识、专业基础知识、岗位技能、岗位操作、岗位责任、环境保护、公司质量管理文件等。对从事洁净区和压力容器等特殊工种的人员及管理人员应给予特殊的专业知识和管理知识的培训。 3、全厂定员 附表八：定员情况 序号 岗位名称 班次 (班 ) 岗位定员 (人 ) 合计 (人 ) 1 棉粉碎 3 3 9 2 碱化醚化 3 3 9 16 3 离心洗涤 3 2 6 4 造粒烘干 3 2 6 5 成品粉碎 3 4 12 6 成品包装 1 3 3 7 辅助人员 9 8 维修人员 8 9 理化人员 8 10 替班人员 10 总计 80 七、 投资估算 1、估算依据 建工程费按每平方米建筑面积 650 元计取； 置设备按市场价和非标设备估价表计取； 备根据实际需要选取，并根据市场情况确定设备价格； 装费按设备投资的 20%计。 2、工程总投资 定资产投资估算 附表九：设备投资估算表 序号 项目名称 单位 数量 单价 （万元） 金额 （万元） 备 注 1 棉粉碎机 套 2 80 160 2 配碱槽 台 1 3 计量槽 台 2 4 卧式反应釜 台 3 100 300 5 洗涤釜 台 3 10 30 6 螺杆泵 台 2 5 10 17 7 连续真空过滤机 台 1 15 15 8 造粒机 台 1 10 10 9 干燥机 台 2 5 10 粉碎机 台 8 12 96 11 混料机 台 1 12 12 12 蒸馏塔釜 台 1 15 15 13 冷凝器 台 6 5 30 14 冷冻机 台 2 15 30 15 制氮机 台 1 25 25 16 空压机 台 1 5 5 16 辅助设备 50 总 计 附表十：工程总投资概算表 单位 :万元 序号 项目 设备购置费 土建费用 安装费用 其它费用 合计 1 主工房 60 200 供热系统 70 20 10 100 3 供电系统 50 10 10 15 85 4 环保设施 10 15 3 28 5 理化办公 3 40 12 55 6 库房等设施 40 40 7 联动试车费 50 50 8 不可预见费 50 50 合计 85 223 127 项目固定资产总投资 元。其中 :设备购置费 元；土建费用 385 万元；安装费用 223 万元；其它费用 127 万元； 18 动资金估算 流动资金包括储备资金、生产资金、成品资金以及流通领域中支出的商品结算和货币资金等，共计 1000 万元 。 附表十一：流动资金估算表 序号 项目名称 单位产品 流动资金额（元） 生产总量（ T） 周转次 数 年用流动资金总量 （万元） 1 原辅材料 13477 1800 4 600 2 燃料动力费 6077 1800 4 275 3 工 资 670 1800 4 30 4 制造费用 1000 1800 4 45 5 销售费用 1100 1800 4 50 合 计 1000 本项目工程总投资 元。其中，固定资产总投资 动资金 1000 万元。 3、建设期与 实施进度 为使本项目早日建成投产，尽快取得社会和经济效益，工程建设和联动试车拟定 10 个月完成。 4、资金筹措： 金筹措（略） 金使用计划及还款计划 （略） 八、经济分析 1、 产品成本及利润估算： 制依据： 19 生产销售情况按 1800 吨 /年计算； 职工工资按 元 /年人计算； 销售税金及附加按增值部分的 17%计； 所得税按销售利润的 33%计； 设备折旧费按十年平均摊销，余额按 10%计； 管理费用按吨产品 1000 元计； 销售费用按吨产品 1100 元计； 项目全部采用自有资金，故不计资 金利息； 无形资产末计入总投资，末计入摊销； 产品销售价格按现行市场最低价 元 /吨计算； 原材料、能源价格按现行市场平均价计算。 本分析 附表十二：单位变动成本分析表 序号 项目 消耗定额 (T/T) 单价 (元 /吨 ) 金额 (元 ) 一 原材料 13477 1 精制棉 900 6715 2 液碱 (100%) 000 1000 3 环氧丙烷 4000 2800 4 氯甲烷 000 1800 5 甲苯异丙醇 000 960 6 内袋 (个 /T) 01 7 外袋 (个 /T) 01 二 动力 6077 1 水 100 50 2 电 (度 /T) 3500 975 20 3 汽 24 123 2952 合计 19554 附表十三：总成本分析表 单位 :万元 序号 项目 总成本利润 备注 1 原材料 2 动力 3 工资及附加 120 4 管理费用 330 5 销 售费用 198 按 1100 元 /吨产品计 6 销售成本 7 销售收入 5400 8 增值税金 79 销售利润 根据表十二、表十三的计算，则： 变动成本为 19554 元 /吨。 工厂总成本费用为 元，销售收入为 5400 万元， 增值税金为 元，销售利润为 元。 常年份效益分析 附表十四：全年损益表 序号 项目 正常年份损益（万元 /年） 备注 1 生产负荷 100% 2 全年销售收入 5400 3 销售税金