年产31万吨聚丙烯合成工艺设计谋划建议书

武汉工程大学本科专业课程设计第一章前言聚丙烯产品具有生产成本低、密度小、综合力学性能好、易加工、热变形温度高等特点，具有良好的化学稳定性和电绝缘性，在汽车、家电、家具、化学工业品、包装和运输材料等领域应用广泛。近十年来，我国聚丙烯消费量以年均17.59％的速度增长，大大超过了世界平均增长水平。近年来由于聚丙烯树脂共聚、共混、填充、增强、拉伸、发泡、交联和添加剂等改性技术迅速发展，聚丙烯的用途日趋广泛，应用领域不断扩大，消费量的增长相当迅猛。目前我国的聚丙烯生产能力约619.7万吨/年，产量还远不能满足国内市场的需要，每年都需要大量进口。预计今年底我国聚丙烯生产能力将达到683.2万吨，而国内聚丙烯需求为907万吨，需求缺口自然很大，因此我国的聚丙烯工业将具有广阔的发展前景[1]。从另一方面看，虽然我国的聚丙烯工业发展速度较快，但一些专用料和高端市场一直被进口料所垄断，这些表明我国的聚丙烯工业无论是在装置规模、工艺技术、产品质量，还是产品结构上都与发达国家有较大的差距。随着经济全球化的发展，必将建立更加开放的市场和公平竞争的环境，国外聚丙烯产品将进一步冲击国内市场，面对严峻的挑战，国内聚丙烯行业必须认清形势，不断进步，提高自身的竞争力，以适应日趋激烈的市场竞争。第二章聚丙烯市场与产业结构分析2.1世界聚丙烯产业发展现状与趋势进入21世纪后，世界聚丙烯工业一直保持稳定地增长态势，2005年世界聚丙烯生产能力达4480万吨/年，较2004年增加了273万吨/年，同比增长约6.5％；需求达到4016万吨，较2004年增加了231万吨，同比增长约6.1％。世界聚丙烯装置开工率一直维持在90％左右[2]。2008年的美国金融危机迅速波及全球金融市场后，并迅速从虚拟经济向实体经济蔓延。在美国金融危机影响下，全球金融市场剧烈震荡，全球各大股市大幅下挫，化工行业也深受其害。从2008年下半年开始主要经济体经济也快速下滑，世界经济衰退迹象明显。化工行业发展缓慢，聚丙烯产品更是在劫难逃。据统计，2008年全球聚丙烯消费量为4550万吨，比2007年减少了140万吨。2009—2010年全球各大经济体，相继出台一系列刺激经济政策推进经济复苏。全球贸易和工业生产表现出回暖迹象。特别是中国经济的快速走强，给全世界打了一针兴奋剂。在此影响下，2010年世界聚丙烯消费量增加到5500万吨，比2008年增加20％。2.1.1世界聚丙烯生产概况聚丙烯(PP)自1957年实现工业化以来，很快成为五大通用树脂中历史最短却发展最快的品种。其工艺简单、原料来源丰富，产品透明度高、无毒、密度小、易加工，具有韧性、挠曲性、耐化学品性、电绝缘性好的特点，而且易于进行共聚，共混、填充、增强改性及合金化等。在世界通用树脂中，聚丙烯已超过聚氯乙烯成为仅次于聚乙烯的第二大品种。2004年全球PP的生产能力达到约4207万吨/年，比2003年净增约180万吨/年，同比增长4.4％。世界PP产能主要集中在亚太、西欧和北美。其中，亚太产能1630万吨/年，同比增长4.6％，约占世界总产能的39％；西欧990万吨/年，同比增长1.9％，约占全球总量的23％；北美产能870万吨/年，同比增长0.7％，约占全球总产能的21％。以上三地产能之和约占全球总产能的83％。2004年中东地区产能大幅增长，达至213.8万吨/年，净增67万吨/年，增幅高达46％，约占世界总产能的5％[3]。2004年全球PP产量3820万吨，同比增长3.6％。世界最大的产地为亚太，产量为1500万吨，同比增长6.0％，占全球总产量的39.3％；其次是西欧和北美，产量分别为910万吨和860万吨，同比增长6.2％和9.3％，分别占全球总产量的23.8％和22.5％，北美增幅由上年的负增长转为正增长中东PP产量为158万吨，约占全球总产量的4.1％，但其增长率高达11.8％，为全球之最。表2.12004年全球聚丙烯产量分布地区亚太西欧北美中东其他分布％3924234102005年世界聚丙烯生产能力为4480万吨，年，同比增长约6.5％；需求为4016万吨，同比增长约6.1％。预计2006年世界聚丙烯生产能力将达到4679万吨/年，较2005年增加了199万吨/年，而同年需求则为4220万吨，较2005年增加了204万吨[4]。表2.2世界各地区近年来聚丙烯产能分布单位:万吨/年地区2002年2003年2004年东北亚107011001140西欧920940990北美870880870中东170175214东南亚370370370南美180200220印度次大陆160170170中欧80100100非洲606060前苏联405050世界前l0位聚丙烯生产商其产能约占全球总产能46％(排名变化情况见表2.3)。据巴塞尔公司预计，20l0年全球PP年均需求将增长约8.0％，生产能力将达到约5400万吨[5]。亚洲(不包括日本)将是增长速度最快的地区，年均增长将达到约9.5％，其次是美洲，年均增长率将达到约8.4％,其后依次为中东7.9％，东欧6.9％，非洲6.5％，北美5.8％，西欧5.4％，日本2.4％。中国将是需求增长最快的国家,年均增长率将达到约10％。预计中国需求量将从2004年的710万吨至2010年的约1260万吨，而国内产量将从约470万吨至约750万吨，因此中国必然成为进EIPP较多的国家，也是世界上最重要的PP消费国家[6]。表2.3世界前l0位聚丙烯生产商捧名变化情况[7]排序2004年产能排序2007年产能1巴塞尔4461巴塞尔5102BP2702BP2943阿托菲纳2103中石化2504埃克森美孚化学2004道达尔石化2505萨比克1675印度信任实业2106北欧化工1506埃克森美孚化学2007印度信任实业1407萨克比2028陶氏化学1208北欧化工1609日本宝理化学1109三井化学-出光13610Sunoco107.510陶氏化学12011日本聚丙烯110另据SRI咨询公司预测，至2010年全球聚丙烯总产能将达到5340万吨。其中，中东产能所占份额将从2005年的5％提升到2010年的11％，西欧将占19％，亚洲和北美均将占18％，中国将占15％，日本将占6％，其他地区将占13％[8]。2.1.2世界聚丙烯消费结构概况目前世界人均聚丙烯(PP)消费量为5千克，而我国为4.5千克。发达的北美和西欧地区人均消费PP量约为17千克，韩国最高为25千克。世界聚丙烯市场供需分析及扩能情况2008-2012年世界聚丙烯供需分析见图2.1。图2.12008-2012年世界聚丙烯供需情况[9]2008年全球聚丙烯总产能为4800万吨，而需求量为4520万吨。随着新增产能的陆续投产，预计2012年全球聚丙烯总产11.9％，能将达7100万吨，2008-2012年复合增长率高达增幅达2300万吨。随着需求的递增预计2012年全球聚丙烯总需求量将有望至5900万吨，2008-2012年年复合增长率将在5.7％，增幅为1400万吨。从2008-2012年全球聚丙烯产能迅速扩增来看，总扩能量将明显超过需求增量，产能过剩压力明显。所以，届时除非有较多的装置关闭停产，否则开工率将降至80％左右的低位。2008-2013年，新增产能将主要集中在中东地区、中国、印度和东南亚地区（表2.4）。中东地区在此期间内新增产能达630万吨，占全球总产能增长的36％，其中沙特将是主要的扩产国。此轮扩产后，中东地区将成为世界主要聚丙烯出口地区。另外，由于国内销售量增加，中国和印度也是此期间主要的扩产地区，但由于国内供需缺口依然较大，中印将继续成为世界聚丙烯消费和进口的主要动力。从近几年的统计来看，世界聚丙烯生产能力将从2008年5200万吨/年左右增加到2013年的7260万吨/年左右。由于产能的大量扩增及需求暂未紧密跟进，2010年聚丙烯开工率基本在85％上下，在经济尚未完全恢复下以及产能的迅速扩增，预计2011年聚丙烯开工将会降至80％上下。而对于高成本生产商而言，历史上当开工率低于85％时就会造成营业亏损，由此可以预见，装置关闭不可避免，并且未来一些项目将会被推迟或取消。表2.4世界各主要地区2008—2013年扩能统计表[9]地区新增产能/万吨中国580中东/非洲498印度329中/东欧169中/南美洲117亚太地区45日欧16日本-7.8北美-26.3总计20.2世界聚丙烯消费分析及消费结构预测据美国化学品市场协会(CMAI)统计，2003年全球聚丙烯消费量达3540万吨，按用途分类：注塑占37％，薄膜占21％，纤维16％，管材及型材3％，吹塑1％，其他22％。在全球范围来看，聚丙烯的消费主要集中在注塑制品、膜片以及纤维三大类产品，北美、西欧以及亚洲地区2004年聚丙烯消费结构各不相同，如图2.2-2.4所示。从图中可以看出，北美和西欧地区，聚丙烯消费的最大用户是注塑制品，而亚洲地区聚丙烯的最大用户则是纤维级产品。从全球来看，聚丙烯吹塑制品目前虽然产量比较小，但呈稳定增长趋势。图2.22004年北美地区聚丙烯消费结构图2.32004年西欧地区聚丙烯消费结构图2.42004年亚洲地区聚丙烯消费结构目前世界主要聚丙烯贸易地区为亚洲、北美及西欧，从近年贸易趋势来看，亚洲地区占世界贸易总量的比例呈逐年上升状态，而北美的贸易量呈逐年下降的趋势。亚洲已成为主要的生产区域与消费区域，成为全球聚丙烯市场竞争焦点，国际聚丙烯产能过剩将对我国聚丙烯产业造成巨大压力。在消费结构方面，聚丙烯的主要用途是生产拉丝、注塑以及薄膜制品。另外，纤维和管材在聚丙烯消费结构中所占的比例也较大。图2.5世界聚丙烯消费结构预测（单位：万吨）由图2.5可见，2012年世界聚丙烯消费结构与2009年世界聚丙烯消费结构对比中可以看出总体变化不大，拉丝制品比例会略有下降，注塑制品和纤维的需求增长量是最大的，这是由于聚丙烯的性能优势所决定的。由于世界经济的发展，带动了丙纶纤维尤其是高档纤维的需求的发展，同时聚丙烯膜片也有较大的市场需求。原料短缺问题将长期存在对整个PP发展而言，原料缺乏问题倍受关注。由于PP的需求增长率超过聚乙烯，加之很多新建蒸汽裂解装置是以乙烷为原料，因此PP的原料供应比较紧张。这将导致丙烯价格(相对于乙烯而言)持续提高，以往丙烯与乙烯的平均价格比是0.8～0.85，现在己上升到大于1.0，至2005年2月美国现货市场更是达到1.2，这充分证明丙烯原料的短缺愈加明显。特别是亚洲丙烯与乙烯的价格比高于其他地区。据萨比克公司预测，到2008年世界丙烯的短缺量将达到1250万吨(不包括非裂解生产的丙烯)[10]。丙烷脱氢(PDH)、烯烃易位和甲醇制丙烯(MrP)装置将弥补其中的440万吨，但将仍有810万吨的缺口。有分析家称，FCC装置丙烯的供应能力将超过520万吨/年，还有报道称，FCC装置不可能供应这么多，丙烯短缺量将大于300万吨/年，这将直接影响聚丙烯的生产和需求。2.1.3世界聚丙烯产业特点结构世界聚丙烯产业的发展表现出以下几个特点：(1)丙烯生产技术发展加快传统的炼油厂副产的丙烯和乙烯裂解副产的丙烯已经不能满足丙烯需求的快速增长，随着丙烯单体及聚丙烯价格的不断上涨，专门用于生产丙烯的技术和投资开始出现，这将对聚丙烯产业的竞争格局产生重大影响．专门用于生产丙烯产品的技术主要有：丙烷脱氢技术(PDH)、烯烃转换技术(OCT)、烯烃裂解及转化技术、催化裂解技术(DCC)、催化热裂解技术(CPP)和天然气制烯烃技术(GrrO)。(2)聚丙烯工业趋向国际化、集团化全球聚丙烯产业向国际化、集团化生产的方向发展，拥有资金、技术和管理实力的国际大公司，纷纷调整其全球战略，重组步伐加快，并将新增的生产能力向市场容量大、原料资源丰富、原料成本低、劳动力成本低的区域分布，特别是中东和中美洲等石油资源丰富的地区。(3)亚太和中东地区将成为聚丙烯生产和消费的龙头从2004年到2009年，世界聚丙烯新增产能的75％集中在中东和亚太地区，其中中东占40％，而中国的产能增长占亚太地区的50％。从需求上看，据CMAI预测[11]，未来五年世界聚丙烯的需求增长率为6％，中国将成为世界聚丙烯的最大生产国和消费国。(4)聚丙烯单线能力增长将会使局部地区产能过剩目前聚丙烯的单线能力已经达到30万～40万吨/年，如此大规模装置的建成，使全球聚丙烯供过于求的情况会在局部地区和局部时间段内发生的机会增加。2.2我国聚丙烯产业发展概况、现状与趋势聚丙烯PP是一种通用的热塑性塑料，从组成上可以分为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯两大类：从结构上可分为等规聚丙烯(IPP)、问规聚丙烯(SPP)和无规聚丙烯(APP)三种。聚丙烯工业在我国起步较晚，1962年化学工业部北京化工研究院(现中国石化集团公司北京化工研究所)开始研制聚丙烯，1965年建成中试装置。1964年兰州化学工业公司从德国吉玛公司引进年产5000吨的溶剂法聚丙烯装置，1970年投产，生产均聚产品。1973年北京燕山石化公司与30万吨乙烯工程配套，从日本三井油化公司引进年产8万吨溶剂法聚丙烯装置，1976年投产，从此我国开始了共聚产品的生产。到了20世纪80年代初，伴随着我国石化工业的快速发展，聚丙烯的生产能力也突飞猛进。从1983年中石化扬子石化公司从日本三井油化公司引进14万吨/年本体法高效催化聚丙烯装置开始，我国陆续引进了十几套采用第三代高活性、高等规催化剂的PP生产工艺。在引进成套先进技术装置的同时，我国聚丙烯行业也大力自行开发自有技术，其中以加工炼厂气为原料的间歇式液相本体聚丙烯生产技术为代表。上世纪80年代采用此技术建成了规模0.25万～2.5万吨/年约70多套聚丙烯生产装置，总能力达56.2万吨，占当时聚丙烯产能的30％。由于利用炼厂气为原料，工艺流程简单，装置工程建设期短，短期内受到了许多炼厂的欢迎。在其后运行的十多年间，该工艺不断改进，产品质量也不断提高，尤其是高效催化剂的成功应用，为其技术改造创造了极为有利的条件。但与大型装置相比，该工艺存在技术落后、产品品种少、质量差、消耗高等问题。2.2.1目前我国聚丙烯工业发展主要特点上世纪90年代中期以来，中国聚丙烯生产和消费快速发展，产量由1995年的107.35万吨增至2005年的523万吨，同期表观消费量由212.92万吨增至823万吨，成为全球聚丙烯生产和消费增长最快的国家。纵观我国聚丙烯工业的发展状况，表现出以下特点。(1)投资力度不断加大，大型装置陆续登场高速增长的消费市场，催生聚丙烯工业投资热潮。中国聚丙烯装置主要集中在中石化和中石油两大巨头。中石化在2002年前后建成投产了三套20万吨级装置；中石油后来居上，其全资子公司大庆炼化于去年8月建成30万吨级装置，这是迄今国内最大聚丙烯装置，目前该公司正在规划建设第二套装置。中石油这套世界级装置的建成，揭开了中国建设聚丙烯大型装置的序幕，预计在未来几年中，更大规模的装置将不断列入建设计划。(2)南北两大市场快速发展，但“南重北轻”我国聚丙烯工业在长期的发展中，主要形成了南(华东、华南)北(东北、华北及西北)两大场，南重北轻明显。我国聚丙烯约70％的生产和消费量集中在华南和华东地区。华南地区是聚丙烯来料加工和进料加工最大的集散地，进口量约占全国进口总量60％。在三北市场，华北市场处于成长期，约占全国市场份额12％左右，发展势头迅猛；东北和西北市场容量较小，仅分别占5％和2％，但发展潜力巨大。随着珠三角市场趋于饱和，长三角市场增长潜力有限，一些大公司战略北移，大力开发潜力巨大的三北市场，北方市场的比重将会不断增加。(3)两强争霸，诸侯并起多年来我国聚丙烯生产消费领域，一直是中石化和中石油两家天下，无人撼动。但是近年来，中国聚丙烯工业的灿烂前景，深深吸引着世界聚丙烯巨头的目光。巴塞尔、BP及埃克森美孚等世界聚丙烯大颚纷纷登陆中国，与中国企业合资兴建大型石化一体化工程，目前配套建有三套总产能为89万吨/年的聚丙烯装置。(4)技术开发步伐加快随着合成树脂工业的快速发展，现存的丙烯生产工艺已越来越不能满足聚丙烯下游产品多样化增长的需求，作为丙烯资源的补充，其他丙烯生产技术应运而生，原料路线也正在向多元化方向发展。近年来，国内多家企业正在进行可行性论证，引进丙烯新生产技术，建设丙烯新工艺装置，配套建设聚丙烯装置。甲醇制烯烃是目前的热点项目，凡是大型煤炭基地几乎都在规划建设几百万吨级以上煤液化及甲醇制烯烃项目。丙烯新工艺路线的崛起，为中国聚丙烯原料路线朝多元化方向发展奠定了坚实基础，最终会推动聚丙烯工艺的革新。2.2.2国聚丙烯产业现状随着我国聚丙烯生产能力的不断增加，产量也不断增加。1995年我国聚丙烯的产量只有102.1万吨，2000年达到324.0万吨，1995～2000年产量的年均增长率约为26.0％。2001年的产量为334.0万吨，2002年增加至374.2万吨，同比增长约12.0％；2003年产量为445.5万吨，同比增长约19.1％；2004年产量为465.7万吨，同比增长约4.5％。1999～2004年产量年均增长率约为12.0％。截止2004年底，我国聚丙烯生产厂家有80多家，生产装置近90套，总生产能力约为475万吨/年，约占世界PP总生产能力的11.4％，其中连续法PP的生产装置有34套，生产能力合计为380.2万吨/年，约占国内PP总生产能力的78.3％；间歇式生产装置有54套，生产能力合计为97.8万吨/年，约占国内PP总生产能力的21.7％。中国石化集团公司PP生产装置有45套，生产能力为311.7万吨/年，占我国PP总生产能力69.3％；中石油集团公司PP生产装置有30套，生产能力合计为121.2万吨/年，约占我国PP总生产能力的26.9％；地方企业有PP生产装置13套，生产能力为17.1万吨/年，占我国PP总生产能力的3.8％。2004年，我国PP总产量为474.9万吨，自给率为61.6％。2005年，中国聚丙烯生产企业大规模扩产，总产能达到了约548万吨/年。2005年聚丙烯新增产能约99万吨/年，主要新建装置有大庆炼化的30万吨，年装置和延安炼油厂的10万吨/年的装置等。2006年聚丙烯新增产能约72万吨/年，我国聚丙烯总产能达到约619.7万吨/年。2005年国内聚丙烯产量为523万吨，同比增加12.3％。2006年我国聚丙烯产量达至619.7万吨，较上年增长14.7％。2005年聚丙烯产量分季度来看，呈现逐季走高的态势，下半年生产明显快于上半年(见表2.5)。表2.52005年我国聚丙烯生产情况名称一季度二季度三季度四季度产量同比产量同比产量同比产量同比聚丙烯树脂118.3-0.3%124.45.1%129.613.3%150.623.6%表2.62000～2005年聚丙烯产量增长年份产量（万吨）同比增长20003241220013343.12002374.2122003445.519.120044754.5200552312.3表2.72006-2007年国内聚丙烯新增产能统计表地域企业新增产量(万吨/年)投产时间华南中海壳牌242006年1月—3月华北大连石化20华东台塑宁波4506—07年西北兰州石化302006年底总计119图2.62004—2012中国聚丙烯需求近几年由于中国经济发展迅猛，市场对各种化工原材料的需求增强，促使聚丙烯消费显著增加。中国是世界上最大的聚丙烯消费国，由图2.6可见，2004年中国聚丙烯需求超过了790万吨左右，2010年更是达到了1360万吨的水平。目前，中国聚丙烯需求仍在持续增长中，自2004年以来其年均增长速度达到了14％左右。2008年，受全球金融危机的影响，中国聚丙烯需求受到冲击，需求开始下滑。然而，在受到国家各项经济刺激政策的影响下，中国经济环境得以迅速回暖，2009年中国聚丙烯需求很快从危机中复苏，并且将可能在未来的几年内继续保持较高的增长率。中国聚丙烯有近50余家粒料生产厂和数百家粉料生产厂。其中大型粒料生产厂产能占全国产能的86％左右，这些生产厂主要是中国石油与中国石化旗下的工厂。在这些大型粒料生产厂快速扩产的同时，多数小型的粉料生产厂仅能维持生产甚至被迫削减产能。2.3我国聚丙烯市场结构分析目前，我国人均聚烯烃消费量仍低于发达国家。世界人均聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)消费量分别为8千克和5千克，而中国则仅为5千克和4.5千克。北美PE人均消费量为37千克，西欧和韩国为32千克。北美和西欧PP人均消费量约为17千克，韩国最高为25千克。我国聚丙烯消费市场潜力巨大。2.3.1我国聚丙烯市场供需状况近10年来，我国聚丙烯市场的需求量增长很快，消费增长率年均超过10％。2001年表观消费量首次突破500万吨，达530.3万吨，成为仅次于美国的世界第二大PP消费国。2003年我国已超过美国成为世界最大的聚丙烯市场。2003年我国聚丙烯的表观消费量为717.7万吨，比2002年增长约13.3％，2004年表观消费量为764.7万吨，比2003年增长约6.6％，1999～2004年表观消费量的年均增长率约为13.2％。2005年，聚丙烯国内的表观消费量为823万吨。同2004年相比增长了8％。2005年，我国聚丙烯产能为548万吨，实际生产产量为522.9万吨，国产化率为63％．国内聚丙烯很大部分仍要依赖进口，2005年进口量为302.3万吨，比2004年增长3.8％。据有国际关机构估计，2005年全球PP市场需求增长了6.7％达到4110万吨，其中东北亚(包括中国)PP市场需求增长了100万吨达到1320万吨，而中国市场对PP的需求增长7.5％，达到了850万吨。国际著名公司NCS声称，中国现已开始出口大件商品，这些物品都含有大量的PP材料，未来中国聚丙烯需求将有较大增长。伦敦CMAI咨询公司的最新研究报告指出，全球聚丙烯(PP)工业将继续呈现强劲增长势头，中国仍将成为全球PP市场增长的发动机。为满足中国国内PP市场增长的需求，中石化和中石油两大集团正在合资或独资新增PP产能。CMAI还指出，尽管中国国内正在大量新建PP产能，但在未来很长时期内中国仍将成为全球主要的PP进口国之一。表2.82002～2007年聚丙烯供需平衡单位：千吨年份产能开工率（%）产量进口量出口量表观消费量2002410091374224421361722003440010144552734157177200444871064749291415764720055477955229302322823020066197100619729002590722007683210068322800309602如果考虑到我国农村消费市场的扩展，我国8亿人口的农村，近年来，随着农村改革步伐加快，农民收入也快速增长，可以预计未来农村PP的消费量将有大幅度的提高，有学者推测，再过大约5年时间，我国就可把人均消费量增长一倍。2.3.2国内聚丙烯市场供求分析与预测自2008年美国金融危机爆发以来，全球聚丙烯需求增长减缓。但在中国政府4万亿投资政策推出的刺激下，并在采取适度宽松的货币政策和积极的财政政策的大环境下，中国经济企稳向好。未来几年国内市场聚丙烯需求仍将有所增长，但增长速度将有所减缓，主要是受到全球经济趋缓，尤其是原油价格未来持续走高，将会影响到中国进出口货物的需求和价格，还有人民币升值和国内通货膨胀的影响。过去，聚丙烯消费年均增长率在12％左右，而2008年之后的未来几年平均增长率预计在10％左右。尽管比过去低，但该增长率仍然在全球领先。2010年中国聚丙烯进口量400万吨左右，自给率为70％。2010—2012年间将有数百万吨的新增产能投产，因此未来几年进口量将逐渐下降，至2012年，中国粒料聚丙烯产能将达到1500多万吨，为2002年的4倍多。2008年上半年国内聚丙烯市场价格大幅飙升，但受到全球经济衰退的影响，2008年下半年国内聚丙烯市场价格大幅下挫，而2009年聚丙烯市场价格受到国内需求的恢复以及社会库存重建的影响，价格快速反弹向上，在2010年聚丙烯市场价格一直处于温和上升通道。但预计未来几年国内价格即使继续反弹，也将会受到中国国内产能迅速增长导致竞争激烈、国外需求受到金融危机影响需求持续不振，以及人民币升值的压力将会降低原油和丙烯单体的进口成本等因素影响，推动国内市场价格的下跌。但是高油价时代的来临，聚丙烯的价格已经上升了到一个新的台阶，同时国内通胀的影响也将导致价格的走高，因此在未来价格会在高位波动。2.3.3国内聚丙烯扩能及产能分布情况自从20世纪90年代中期以来，中国聚丙烯生产和消费进入快速发展期，成为全球聚丙烯消费增长最快的国家。随着国内需求的攀升和石化企业不断的扩能，2008-2012年有900万吨聚丙烯装置投产。在新建装置中，除了少数几套规模为年产量20万吨级以外，绝大多数超过30万吨级，达到世界级规模，抗风险能力明显增强。此外，由于中东地区原油资源丰富成本低廉，该地区也出现大规模扩产，2010年以后中东近900万吨的产能陆续投产。2010年，中国有50余家粒料聚丙烯生产商，平均年产能已超过20万吨。除了4家厂商由当地政府投资外，其它厂家主要隶属于中国石油、中国石化和一些合资公司，另有一些属于一些私营企业。其中隶属于中国石油和中国石化的产能占到全国总产能75％左右。2.3.4各地区供需不平衡目前看来，我国聚丙烯加工工业区域发展不平衡，沿海地区规模和实力较强，加工业呈多元化发展；内地则比较落后，制品也比较单一，拉丝制品占相当大的比例。总体上看，我国聚丙烯需求通用料多，专用料少，制品中编织制品所占比例大。国内聚丙烯市场的格局是：容量大的通用料市场进口料也多，国产料与进口料的竞争十分激烈：对于容量相对较小的专用料市场，进口料占主导地位．用于洗衣机、汽车配件、各类家电等的高档专用料大都以“来进料加工”形式进口，其产品质量要求较高、附加值也较高，用料相对固定．国产料要进入这类市场难度较大；此外聚丙烯改性料在国内专用料市场也占有一定份额。2000年以前，我国有60％以上PP用在拉丝塑编领域，但近些年这一比例在逐渐下降。2.3.5我国聚丙烯市场主要特点中国聚丙烯市场竞争主体多元化，竞争越来越激烈。中国石油和中国石化两大集团对聚丙烯市场的垄断受到严竣挑战。尤其是从2005年开始，许多跨国公司在中国建立合资企业以参与市场竞争，如Shell与中海油合资，BP与中国石化和上海石化合资，BASF与中国石化和扬子石化合资，ExxonMobil与福建炼厂合资，TOTALFINAELF与多家中国企业合资建成的大连西太平洋石油化工有限公司等。同时，国外如中东、印度、东北亚、东南亚、北美、南美、西欧地区的供应商也看好中国巨大的聚丙烯市场，对中国市场开发力度也在逐渐加大。中国的聚丙烯市场已成为全球最大的热点市场，是国内外关注的焦点。中国市场需求量大，增长迅速，市场价格波动幅度大、速度快，投机炒作现象比较严重。过度竞争致使行业利润率下降，产品质量降低。下游加工业比较落后，行业进入门槛低，资源浪费现象也比较严重。利用通用料、拉丝料替代专用料的现象比较多，使得制品的质量降低，同时一定程度上抑制了专用料的价格和需求量。2.3.6影响我国聚丙烯市场发展趋势的主要因素影响甚至决定我国聚丙烯市场发展趋势的因素很多，但概括起来有五类：(1)全球石化产业周期的影响1979～2006年石化行业大致经历了三个周期，目前处于第三个周期的后期阶段，行业性调整周期即将来临。聚丙烯行业与整个石化产品的发展基本处于同步。(2)国内宏观经济环境的影响我国从2003年下半年开始实施宏观调控，控制房地产等行业的过度投资。这种调控效果从2005年起得到显现，对聚丙烯市场的快速扩张有一定抑制作用。2005年经济增长高达9.9％，超过预期水平，2006年GDP增长回落到8％～8．5％，投资增长继续放慢，因此聚丙烯需求的增幅随之减小。(3)原油价格走势的影响全球原油需求的增长高于供应的增长，未来一段时间内原油将维持在高价位，由于聚丙烯价格与原油价格的强相关性，由于成本增加可能使进口到中国的产品无利可图。下游对高价位接受能力越来越强，聚丙烯产业将继续维持在较高的价位上运行。(4)产能迅速增长和进口影响中国聚丙烯产能将大幅度增长。2004年～2010年是发展最迅速的时期。投资主体也将会多元化，新型的以煤为原料的制烯烃技术为聚丙烯提供原料的装置将出现。未来三年是国内聚丙烯装置的集中建成投产期，每次大装置的投产对都会引起市场波动，主要是由于各装置投产初期都采取低价位进入市场的策略，同时改变市场的供需格局。2007～2008年中东低价位聚丙烯将开始大量涌入中国市场，同时聚丙烯关税也从2005年的9.7％降到2008年的6.5％，这对中国市场将形成较大的冲击。印度、中国台湾地区、韩国、日本、泰国等周边国家和地区的产品也将试图提高其在中国的市场份额。这些都将对中国聚丙烯市场走势产生较大影响。(5)生产供应商营销理念和营销模式变化的影响随着国内聚丙烯市场的国际化，聚丙烯生产供应商为了提高在中国市场的竞争实力，除了提高产品质量、降低产品成本外，在聚丙烯的产品市场营销上不断采取新的营销理念和营销模式，对营销体制实施改革和创新，及时调整针对竞争对手的营销策略，从而对整个聚丙烯市场的价格形成机制产生重大影响。2.3.7我国聚丙烯市场的发展预测在激烈的市场竞争中，我国聚丙烯市场可能出现下列变化：一是国内聚丙烯市场竞争将越来越激烈。需求的扩展和经济的稳步快速发展，可能使得2006年以后的国内聚丙烯市场增势大减，呈振荡前行态势；二是原油的高价位对聚丙烯价格构成支撑，同时境外高端产品仍将源源不断进口；三是产能迅速扩张，产能的增速虽然超过需求量的增速，但进口绝对量可能进一步上升；四是市场不断细分，应用领域不断拓展；五是新产品和专用料的开发将成为提高竞争力和抢占细分市场份额的一个重要手段。2.4我国聚丙烯产品消费分析及消费结构预测我国聚丙烯产品的应用与欧美国家有所不同，主要用于生产编织制品、薄膜制品、注塑制品、纺织制品等，广泛应用于包装、电子与家用电器、汽车、纤维、建筑管材等领域。2.4.1国内聚丙烯消费量目前国内聚丙烯产能集中在华东和华南两个地区，而聚丙烯需求主要集中在华东、华北和华南3个区域。表2.9列出了聚丙烯生产和消费的分布情况。表2.92009年中国各地区聚丙烯产量与消费量地区产量①（％）消费量②（％）华东34.040.1华南20.419.7华北20.023.6东北14.09.5西北11.62.0西南0.05.0总计100100①表示占国内总产量的比例；②表示占国内总消费量的比例表2.102004—2012聚丙烯需求地区分布地区2004（％）2006（％）2008（％）2010（％）2012（％）华东40.041.440.339.639.2华南24.620.920.319.418.6华北23.425.023.823.523.3东北10.210.8西北2.02.1西南4.04.0总计100100100100100根据表2.10所示，聚丙烯主要需求集中在华东、华北和华南，2012年为止大部分聚丙烯需求的增长主要出现在华东和华北。另外，在未来几年内，聚丙烯需求在东北和西南地区也将迅速增长。2.4.2终端产品对聚丙烯的需求以聚丙烯为原料的制成品分为管材、薄膜、编织袋、包装材料与容器、日用塑料制品、无纺布、汽车、家用电器等等。图2.7显示了中国聚丙烯终端产品对聚丙烯的需求状况。图2.72004—2012年国内聚丙烯需求2008年，编织袋生产消费的聚丙烯树脂最多，占总消费量的31.7％，薄膜和日用塑料制品分别占20.1％和13.2％。透明聚丙烯，以及来自下游管材、汽车和家用电器的需求增长迅速，因此，下游消费结构正在发生变化：这3个发展速度最快的下游行业的聚丙烯需求在2004年合计为13.8％，2008年为17.4％，2012年增至近20％。2.4.3消费结构变化趋势第一，我国聚丙烯产品结构正逐步向国际消费结构靠拢在编织制品市场上，国产料占据主导地位，进口料生产的塑料编织袋大多用于出口，只有少量内销。尽管该领域的绝对消费数量很大，但是占聚丙烯总消费量的比例却在逐年减少，已由2001年的60％降至2005年的49％。大型、重型化以及高强度、抗静电、耐老化等包装线将是今后编织制品的发展趋势。第二，在聚丙烯衍生产品中，纤维及注塑制品的消费量异军突起，以两位数的速度逐年增长。在纤维制品市场中，生产中低档产品绝大部分采用国产料，生产高档丙纶制品的细旦、超细旦、薄型无纺布、强力丝等所需原料则主要靠进口解决。在注塑制品市场上，国产科与进口料相当，国产料占据中低端市场，而进口料占据高端市场。吹塑容器专用料、高流动高抗冲汽车专用料、BO聚丙烯热封膜及耐压管材等市场前景广阔。第三，在市场容量巨大的通用料市场上，国产料与进口料的竞争十分激烈；而在容量相对较小的专用料市场上，以进口料为主。目前，汽车配件、各类家电等的高档专用料大多是以来料加工形式进口，国产料较难进入这类市场。不过，在国内专用料市场，聚丙烯改性料已占有一席之地。2.4.4消费结构变化特点目前我国PP应用主要集中在编织、薄膜和注塑领域，但近年来随着国内包装、电子电器、无纺布等领域快速发展，PP在这些领域的用量逐年增加，消费市场正在发生变化。(1)编织消费份额将持续下滑目前，在中国PP树脂消费结构中，编织制品消费量最大，占总消费量的49．1％。而在发达国家，编织制品只占全部PP消费份额的较小比例。随着注塑制品和包装膜产业发展，中国PP消费结构正在逐渐改变。尽管在相当长的时间内中国PP拉丝级产品需求量仍将很大，但随着国内PP消费市场曰臻成熟，预计其所占比例将继续下降。目前，国产PP树脂完全可以满足编织制品需求。其主要牌号有采用三井工艺的F401和2401，采用海蒙特工艺的T30S，以及采用小本体法工艺的粉料等。中国进口PP拉丝料主要牌号有日本的F60l、F301、F401，韩国的H436、H730F，印度的H03SG和沙特的500P等。而国内企业采用进口树脂生产的塑料编织袋主要用于出口。此外，浙江、山东、江苏等地每年大约有15万～30万吨回收PP树脂用于生产拉丝制品，但用回收料生产的PP拉丝制品质量较差。(2)薄膜市场此消彼长，CPP优势进一步扩大PP薄膜主要包括BOPP、CPP、普通包装薄膜和微孔膜等，由于加工技术要求较低，利润相对较大，因而前几年出现了投资过热现象。尤其是BOPP薄膜，2004年中国生产能力达到200万吨(138条生产线)，产量约95万吨，消耗BOPP原料约100万吨。由于产能严重过剩，2004年在PP树脂价格大幅上涨时，BOPP薄膜价格却不升反降。国内的BOPP膜用原料，线速在250m/min及以下的基本实现了国产化，但线速达到250m/min以上的，自给率仅为20％，仍主要依靠进口。CPP在PP薄膜中所占比例较小，2004年中国产量约为14万吨。但随着PP树脂质量的提高、设备性能的改进和加工能力的提高，ClaP和BOPP薄膜在性能方面的差距正在逐渐缩小，而且由于CPP增加了新的应用领域，抢占了BOPP更多的市场份额。国内生产的BOPP膜大部分使用通用原料，薄膜特性受到限制，从而削弱了其对普通CPP膜的竞争优势，因此这种发展趋势表现得最为强烈。(3)注塑领域国产料缺口较大在世界PP消费结构中，注塑产品占主要份额，特别是汽车工业发达的国家和地区，应用PP注塑产品比例更高。因此，尽管中国目前PP消费市场中注塑并未占据主要份额，但其增长潜力却是最大的。而遗憾的是，在这一领域，中国自给率偏低，PP注塑料一半以上要依赖进口，进口产品主要来自韩国、日本、新加坡、欧美和中东。与进口料相比，同一牌号不同批次的国产共聚料质量差别较大，造成加工难度大，废品率高，很多企业宁愿多花300～1000元/吨购买进口料。这一问题应引起国内石化企业的足够重视，并及早解决．家电和汽车产业是中国PP注塑料的最大用户。2004年中国生产洗衣机消耗PP约16万吨，有近8万吨PP用于汽车制造业，这些PP料多数已经实现国产化，但国产货性能不太稳定，有待进一步改进。目前国内透明PP专用料与国外差距较大，故透明PP树脂及其制品的生产、应用仍有待加强。随着中国家电、汽车、包装等行业发展，PP消费市场将一步成熟，消费结构将与国际趋于一致，届时国内PP市场的消费格局将会进一步发生变化。第三章生产规模及工艺方案的选比3.1规模的确定本次聚丙烯装置规模为31万t/a生产能力。3.2工艺方案的选比目前的聚丙烯工业生产中大多数都是采用本体工艺和气相工艺，这两种技术比较成熟，其前景也比较好。在液体丙烯中使其发生聚合反应的我们称为本体工艺，主要还可以分成两个大的类别：本体环管反应以及搅拌釜反应器。两者分别属于Spheripol工艺和Hypol工艺。气相工艺中时使用的主要是气相丙烯，按照反应器的不同也有三个大的类别：立式搅拌床、卧式搅拌床和流化床。3.2.1气相法工艺气相法聚丙烯工艺的研究和开发始于20世纪60年代，1967年BASF公司在Ludwigshafen建成一套采用立式搅拌床反应器的气相聚丙烯工艺中试装置。1969年BASF和Shell的合资ROW公司在德国Wesseling采用立式搅拌床反应器建成世界上第一套2.5万吨/年气相聚丙烯工业装置，命名为Novolen工艺。20世纪70年代，美国Amoco公司开发出采用接近活塞流的卧式搅拌床气相反应器的气相法PP生产工艺。80年代初期，UCC公司将其成熟的气相流化床Unipol聚乙烯工艺用于聚丙烯生产中，推出了Unipol气相聚丙烯工艺。日本的Sumitomo公司也于同期开发出采用气相流化床的气相法工艺。目前，世界上气相法PP生产工艺主要有BP公司的Innovene工艺、Chisso工艺、联碳公司的Unipol工艺、BASF公司的Novolen工艺以及住友化学公司的Sumitomo工艺等。（1）Innovene工艺Innovene工艺又名BP-Amoco工艺。工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器。用这种独特的反应器，因颗粒停留时间分布范围很窄，可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品。这种接近平推流的反应器可以避免催化剂短路。当有乙烯存在时，可以生成大颗粒共聚物，而不是在均聚物颗粒内生成细粉，这些细粉将降低共聚物的低温冲击强度，并形成不必要的胶状体。因此，该工艺很窄的反应停留时间分布可以实现用多个全混反应釜均聚反应器才能生产的高抗冲共聚物的要求。另外，由于这种独特的反应器设计，该工艺的产品过渡时间很短，理论上产品的过度时间要比连续搅拌反应器或流化床反应器短2/3，因而产品切换容易，过渡产品很少。Innovene工艺采用丙烯闪蒸的方式撤热。液体丙烯以一种能保持反应器床层干燥的方式从各个进料点喷人反应器内，液体丙烯汽化后，其单体的分压小于它的露点压力，并足以撤走反应热。操作中必须严格控制液体丙烯的进料速度和其在反应器中的汽化，以保证床层干燥程度、流化程度与反应温度范围之间的平衡。气锁系统是该工艺的另一特色。当物料从第一反应器输送到第二反应器时，气锁系统可避免两反应器互相串流。尤其是生产共聚物时，两反应器的气相组成不同，第一反应器中含有大量氢气，同时第二反应器中含有乙烯和少量氢气，如果第一反应器中的氢气进入第二反应器或第二反应器中的乙烯进人第一反应器，都将严重影响产品质量，因此将两反应器隔离是关键。本工艺所用的CD催化剂具有很好的形态控制，高的活性和选择性，能控制无规聚丙烯的生成，产品有很高的等规指数，聚合产品粒度分布窄，粉料流动性好，灰分含量低，色泽好等。采用该催化剂，可以使工艺流程得到简化。只使用一种催化剂就可生产所有牌号的产品，不需要切换催化剂。CD催化剂的活性在25000-55000kgPP/kgcat范围内，取决于原料纯度和反应器的数量。生产的粉料产品的等规指数最高可以达到99%。CD催化剂的另外一个特点是不需要预处理或预聚合，可以直接加入反应器，并且该催化剂可以生产所有聚丙烯产品。该工艺均聚产品的MFR可以从0.5g/10min到100g/10min，产品韧性高于其他气相聚合工艺所得产品；无规共聚产品的MFR为2-35g/10min，其乙烯含量可以达到7%-8%（质量分数）；抗冲共聚产品的MFR为1-35g/10min，乙烯含量为5%-17%（质量分数）。由于活塞流式的反应器设计，使得催化剂的停留时间分布较窄，抗冲共聚物的橡胶相分布更加均匀，性能更加优异，尤其是抗冲击性和刚性的平衡性能更好。该工艺也可以采用一台反应器生产均聚物和无规共聚物，但是该工艺也有不足，产品中乙烯含量（或橡胶组分比例）不高，不能获得高抗冲和超高抗冲牌号的PP产品。该工艺的另外一个重要特征是聚合反应可以通过停止催化剂注入而快速平稳地停止（约15-20分钟），并可以在几小时后重新开车，不会影响反应器内部条件及聚合物的质量。在遇到停电等事故时，反应器可以在事故停车或慢停车状态下，通过释放反应器压力，在3分钟内停车，并可在重新加压及注入催化剂后再次开车。由于Innovene工艺流程简短，反应器设计独特，聚合压力比较低，没有大型的转动设备，电能消耗在各种PP工艺中处于最低之列。由于是气相聚合系统，不必象液相法那样用蒸汽加热反应器随聚合物排出的液体丙烯，因而蒸汽消耗量很少，生产均聚产品的能耗在各种工艺中是最低的。Innovene气相法工艺与其他气相法工艺一样，聚合系统内没有大量的液态烃，本质上比本体法要安全一些。Innovene气相法工艺反应器的操作压力，在各种工艺技术中是最低的。聚合系统没有废水排放，是一种清洁的生产工艺。目前，世界上采用Innovene工艺技术的聚丙烯生产装置有10多套，总生产能力约为300万吨/年，约占世界聚丙烯总生产能力的7.6%。（2）Chisso工艺Chisso聚丙烯工艺是在Innovene气相法工艺技术基础上发展起来的，两者有很多相似之处，尤其是反应器的设计基本相同。与Innovene气相法工艺技术相比，Chisso气相法聚丙烯工艺技术有以下两个独特之处，工艺更适合生产高乙烯含量的抗冲共聚产品。Chisso工艺的第一反应器布置在第二个反应器的顶上，第一反应器的出料靠重力流入一个简单的气锁装置，然后用丙烯气压送入第二反应器。而Innovene气相法工艺的两个反应器平行水平布置，第一反应器的出料靠压差送入高处的沉降器，分离出的未反应气体经压缩机压缩升压，冷凝后循环回反应器，聚合物粉料靠重力进入气锁器，用丙烯气压送入第二反应器。两者相比，Chisso工艺的设计要更简单，能耗更小。Chisso气相法聚丙烯工艺采用由Toho

Titanium公司研制的THC-C催化剂，该催化剂有很高的活性和选择性，能够控制无定形聚合物的生成，同时保持生成很高收率的等规聚合物。采用该催化剂所生产的聚丙烯形态好，细粉少，粒度分布窄，流动性好，易于输送到第二个反应器。THC-C催化剂典型活性为25000-40000kgPP/kgcat，但该催化剂需要预处理，用己烷配成浆液，加入少量丙烯处理几个小时，否则产品中细粉增多，流动性降低，共聚反应器的操作困难。Chisso气相法聚丙烯工艺能够生产全范围的产品。反应器中聚合粉料产品的MFR通常小于20g/10min，均聚物产品的MFR范围在0.5-45g/10min，无规共聚物的典型MFR范围是1.5-35g/10min，最高乙烯含量为5%（质量分数），抗冲共聚物产品的MFR范围在0.5-65g/10min之间，乙烯含量高达15%（质量分数）。Chisso气相法聚丙烯工艺生产的无规共聚物有很低的封焊温度，适宜作BOPP薄膜。对于均聚物的BOPP牌号，能够控制立体规整度，适宜各种用途，如高加工性和高刚性-低热收缩性膜。目前，世界上采用Chisso气相法聚丙烯工艺的生产装置主要有6套，总生产能力为142.2万吨/年，约占世界PP总生产能力的3.6%；（3）Unipol工艺Unipol工艺是联碳公司和壳牌公司在20世纪80年代中期联合开发的一种气相流化床PP工艺，是将应用在聚乙烯生产中的流化床工艺移植到PP生产中的工艺。该工艺采用高效催化剂体系，主催化剂为高效载体催化剂，助催化剂为三乙基铝和给电子体。具有简单、灵活、经济和安全等特点，只需要用一台沸腾床主反应器就可生产均聚物和无规共聚物产品，可在较大范围内调节操作条件而使产品性能保持均一。该工艺另外一个显著特点是可以配合超冷凝态操作，即所谓的超冷凝态气相流化床工艺（SCM）。由于超冷凝操作能够最有效地移走反应热，能使反应器在体积不增加的情况下提高很大的生产能力，如通过将反应器内液相的比例提高到45%，可使现有的生产能力提高200%，这对于节省投资具有十分重要的意义。另外，该工艺路线较短，对材质没有特殊要求，主反应器及其下游设备都为普通的碳钢（除挤压造粒单元外），管材65%以上采用普通碳钢，再加上其占地面积少，装置生产潜力很大，产品成本低，性能好，因而具有较强的竞争力。该工艺只用较少的设备就能生产出包括均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物在内的全范围产品，而且只用一台沸腾床主反应器就可生产均聚物、无规共聚物；可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均一；由于该工艺的设备数量较少而使维修工作量较小，装置的可靠性提高。由于流化床反应动力学本身的限制，加上操作压力低使系统中物料的储量减小，使得该工艺比其它工艺操作安全，不存在事故失控时设备超压的危险。此工艺没有液体废料排出，排放到大气的烃类也很少，因此对环境的影响非常小，与其它工艺相比，更容易达到环保、健康和安全的各种严格规范。Unipol工艺采用SHAC系列催化剂，该催化剂无需预处理或预聚合，而且使用同一种催化剂可以生产任何种类的PP产品。Unipol聚丙烯工艺采用两台串联反应器系统生产的抗冲共聚产品的MFR分子量分布很宽。商业化均聚物产品的MFR为0.5-45g/10min，可以生产MFR高达100g/10min的产品；对于无规共聚产品，工业化生产的产品牌号中乙烯含量在0.5%-5.5%（质量分数），最高乙烯含量为7%（质量分数），中试装置生产的产品乙烯含量可以达到12%（质量分数）；商业化生产的抗冲击共聚物乙烯含量最高达21%（橡胶相含量为35%），中试装置可生产高达含60%（质量分数）橡胶相的产品。Unipol工艺的抗冲共聚物产品也有很好的抗冲击性和刚性的平衡。目前，世界上有15个国家的36套生产装置采用Unipol工艺进行生产，总生产能力为538.0万吨/年，约占世界聚丙烯总生产能力的13.5%。（4）Novolen工艺Novolen工艺由BASF公司开发成功。Novolen气相工艺采用带双螺带搅拌立式反应器，该反应器能够使催化剂在气相聚合的单体中分布均匀，尽可能使每个聚合物颗粒保持一定的钛/铝/给电子体的比例，以此解决气相聚合中气固两相之间不易均匀分布的问题。聚合反应器的撤热方式是靠丙烯气的循环。液态丙烯用泵打入反应器，通过丙烯的汽化吸收一部分聚合反应热，未反应的气态丙烯用水冷凝后使其液化，再用泵打回反应器使用。Novolen工艺可生产范围广泛的各种聚丙烯产品，产品熔体指数范围为0.1-100g/10min，产品的等规指数为90%-99%，拉伸模量最高可以达到2400MPa。但由于该工艺采用搅拌混合形式，物料在聚合釜中的停留时间难以控制均匀，使产品分子量变宽，产品中Ti、Cl离子和灰分增高，催化剂活性较低，用量相对较大，聚合物中残留的挥发性成分严重影响产品质量，因而得到的PP产品可能需要经过脱臭处理。目前，世界上采用Novolen工艺的生产装置有20多套，总生产能力约为432.0万吨/年，约占世界PP总生产能力的10.9%。（5）Sumitomo工艺Sumitomo生产工艺由日本住友化学公司于1981年开发成功，1985年实现工业化生产。该工艺采用串联的气相流化床反应器（两或三台串联反应器），使用自身开发的高选择性催化剂DX-V，产品结晶度高，能够生产很宽范围的聚丙烯产品。目前，世界上采用Sumitomo工艺PP生产装置有4套，总生产能力约为37.5万吨/年，约占世界聚丙烯总生产能力的0.9%。进入20世纪90年代以来，全球聚丙烯生产工艺中，Basell公司的Spheripol环管/气相工艺占主导地位，其次是Dow公司的Unipol气相工艺、NTH公司的Novolen气相工艺、BP公司的Innovene气相工艺、三井公司的Hypol釜式本体工艺等，而淤浆法生产工艺正在逐渐被淘汰。近年来，世界上气相法和本体法工艺的聚丙烯生产装置的比例逐年增加，世界各地在建和新建的聚丙烯装置将基本上采用气相法工艺和本体法工艺。尤其是气相法工艺的快速增加正挑战居第一位的Spheripol工艺。根据NTJ公司称，1997年以来，世界范围许可聚丙烯新增能力的55%都是采用Novolen气相工艺，今后气相法工艺还将有逐步增加的趋势。3.2.2本体法工艺（1）Spherizone工艺Basell公司根据其多年的聚丙烯生产和研发经验，对生产技术不断改进，推出了Spherizone聚丙烯生产技术。Spherizone新技术的推出是聚合技术的跨越式发展结果。新的生产技术推动了产品在传统的市场中的应用，如BOPP薄膜、包装物、纤维、家电和汽车部件等，同时可以生产出一些新的产品用以替代其他原材料。该技术在上世纪90年代末进行中试试验，1999年建立0．5t/hr的中试工厂，2002年开始建立第一套16万吨/年Spherizone技术的工业化生产装置。2003年开始设计单线能力为45万吨/年的生产装置。Spherizone技术采用的是多区域循环式反应器(MZCR)生产聚丙烯。可以在同一聚合反应器中根据聚丙烯融体流动速率和组成的不同生产出双峰的聚丙烯产品，操作简单，投资和操作费用低，通过提高操作温度就可以提高产品性能。双峰分布通常要靠两个或两个以上串联反应釜采取不同的操作条件才能够实现，而Sphcrizone技术只用一个反应器就能做到这一点。Spherizone技术是在同一反应区器的不同操作区域采取不同的操作条件，导致在大分子级别(macr0．molccular)上不同性质物料的紧密混合。第一家采用Spherizone技术的是意大利的布林迪西工厂，首次对原有的双环管式反应器进行改造，安装上新型的多区域循环聚合反应器。从装置投产到现在一直运转良好，并生产出高质量的聚丙烯产品。Basell公司目前仍在进一步对生产和催化剂进行研发。（2）Hypol技术Hypol工艺采用高收率、高立体定向性的催化剂HY—HS—H(upTK-II)，不需要脱无规物，也不需要脱催化剂残渣，能生产MFR为0．3～80的产品(在中试装置上生产的产品MFR为0．1～600)抗冲共聚物中乙烯的质量分数可以达125％，橡胶质量分数可达4O％(中试装置生产的抗冲共聚物的乙烯质量分数可达30％，相应的橡胶质量分数可达50％)。3.3工艺选择方案间歇式液相本体法俗称小本体法，间歇式液相本体法聚丙烯生产工艺是我国自行研究开发的一种聚丙烯生产方法,是在我国炼厂气丙烯资源十分丰富,但炼油厂分布比较分散的基础上发展起来的，至今已有二十多年的历史。具有工艺流程简单,设备少,建设周期短,投资少,见效快,能耗和生产成本低,经济效益好,“三废”少等特点。间歇本体法聚丙烯的装置在中国已接近100套，年产量占国内聚丙烯总产量的三分之一以上。间歇液相本体法生产聚丙烯的设备包括反应釜、与反应釜连接的温控系统和与反应釜连接的气相色谱分析仪，所述气相色谱分析仪与温控系统电连接，所述气相色谱分析仪可定时或连续检测反应釜内丙烯与不参加反应的惰性组分的含量比，根据该含量比计算出丙烯聚合速率。与采用溶剂的浆液法相比，采用液相丙烯本体法进行聚合具有不使用惰性溶剂，反应系统内单体浓度高，聚合速率快，催化剂活性高，聚合反应转化率高，反应器的时-空生产能力更大，能耗低，工艺流程简单，设备少，生产成本低，"三废"量少；容易除去聚合热，并使撤热控制简单化，可以提高单位反应器的聚合量；能除去对产品性质有不良影响的低分子量无规聚合物和催化剂残渣，可以得到高质量的产品等优点。不足之处不足之处是生产规模小，难以产生规模效益；装置手工操作较多，间歇生产，自动化控制水平低，产品质量不稳定；原料的消耗定额较高；产品的品种牌号少，档次不高，用途较窄。目前，我国采用该法生产的聚丙烯生产能力约占全国总生产能力的24.0%；反应气体需要气化、冷凝后才能循环回反应器。反应器内的高压液态烃类物料容量大，有潜在的危险性。第四章经济投资可行性研究4.1成本分析

（1）装置公称生产能力：31万吨/年聚丙烯本色粒料年操作时间：7200小时小时生产能力：43.06吨/小时（2）每吨聚丙烯消耗全额：1.015吨丙烯（100%）全装置总收率按98%计算，提耗为2%（以1.015吨100%丙烯为基准计算收率和损耗），损耗分配如下：精制工段丙烯损失0.5%闪蒸工段丙烯损失0.5%汽蒸工段丙烯损失0.8%PP粉料损失汽蒸工段0.1%，造粒工段0.1%(3)丙烯进料量需要100%丙烯进料量为：16.03t原料纯度为99.5%，则原料量为：16.11t(4)催化剂用量：4.004kg(5)H2用量：0.20×9.30=1.86kg(6)造粒：70075.185t4.1.1

人员工资估算

本厂员工为500人，包括管理人员40人，每年用于支付员工基本工资的成本为5000万元。另外，福利费包括“五险一金”，即养老保险金、失业保险金、医疗保险金、生育保险金、工伤保险金及住房公积金。按有关现行规定，福利费可按直接工资的14%计取。则总的工资费用为5700万元。

4.1.2

制造费用

制造费用一般由基本折旧费、维修费和其他费用构成，基本折旧费的计算方法采用直线折旧法，机器设备折旧年限10年，设备投资为10000万元，设残值为5%，则每年所需折旧费9500万元；维修费按照设备投资的5%计取，即500万元；其他费用按照基本折旧费的20%计取，共1900万元。则制造费用为11900万元。

4.1.3

管理费

管理费是指企业行政管理部门为管理和组织经营活动发生的各项费用，包括：工艺经费、工会经费、咨询费、研究发展费以及其他管理费等。对于化工企业，管理费用可按制造费用的20%～35%估算。制造费用总额为11900万元，取费率为30%，则管理费为3570万元。

4.1.4

财务费

财务费指的是，为筹集资金而发生的各项费用，包括生产经营期间发生的利息收支净额、汇兑损益净额。外汇手续费、金融机构的手续费以及因筹资发生的其他财务费用。财务费用主要为贷款利息，主要为建设期利息和其他财务费。总共为30000万元。

4.1.5

销售费

销售费指为销售产品和提供劳务而发生的各项费用，企业在销售产品、自制半成品和提供劳务等过程中发生的各项费用。销售费用估算一般为销售收入的1-3%计算。则生产期销售收入为1300000万元。这里按2%计算。则销售费用为26000万元4.2现金流量以年为横坐标，累计现金流量为纵坐标，绘出图4.1如下：图4.1

累计现金流量表（单位：万元）第五章环境保护评价近20年来，由于高效载体催化剂的采用和本体法、气相法工艺的开发应用，聚丙烯装置成为非常环保的装置。由于在单体中聚合，并且未反应的丙烯循环回反应，使装置内的烃类泄漏点大大减少，由于阀门和法兰制造标准的提高，使得向空气中泄露的挥发性有机物量大大减少。催化剂不需从产品脱除，也不用去除无规物，这极大地减少了三废的排放。目前各种采用本体和气相法新工艺的聚丙烯装置工艺产生的三废量已很少，聚丙烯装置成为非常清洁环保的石油化工装置，而操作水平、设备运行可靠性及原料质量成为影响三废产生的主要因素。5.1PP装置设计标准及设计原则5.1.1PP装置设计执行的环境法规与标准工业“三废”排放试行标准(废渣)GBJ4—73；(2)污水综合排放标准GB8978—88；(3)工业企业设计卫生标准TJ36—79；(4)大气环境质量标准GB3095-1996；(5)大气污染物综合排放标准GB16297-1996；(6)工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85；(7)辐射防护规范GB8703-88。5.1.2设计原则(1)设计中严格执行国家、地方及主管部门制定的环境设计规定、规程及标准。(2)在确定工艺方案时，首先选用不产生或少产生污染物的工艺，减少污染物和污染源的排放量。其次是对产生的少量污染物采取有效措施，使“三废”排放符合有关标准的要求或企业分级控制指标。(3)在噪声控制方面，首先采用低噪声设备，其次采取隔音、消声等设施以达到标准要求。(4)与环境保护有关的设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产，达到彻底防治污染的目的。5.2主要污染源、污染物排放及处理措施污染源：丙烯装置中的污染源主要有：汽蒸罐尾气、压缩机排放的含烃蒸汽、各贮罐排放的不密封氮气、事故状态及开停工期间排放的工艺物料、汽蒸罐洗涤塔排放的含油污水、废油处理罐排放的矿物油、切粒水罐排放的PP颗粒水等。污染物处理：废气①装置内各排放点的含氮废气，可就近排人大气中。含有粉尘的废气通过过滤器回收粉尘，使排放到大气的粉尘量降低到符合有关排放标准的要求。②装置区排出的含烃废气，其成份主要为丙烯、丙烷，可作为燃料直接送往瓦斯管网，达到了回收利用资源。③开停工及事故状态时，含烃气体密封排入全厂火炬系统，通过火炬燃烧减少了有机物对大气的污染。废液①针对含油污水的不同性质，采取不同的预处理措施，预处理后汇集到废水池，除油后进入全厂排水系统再到污水处理场进行生化处理。②含颗粒水先进行过滤，除去固体颗粒，达到有关标准的可循环使用，其余经废水池去污水处理场。废油矿物油和添加剂送废固液焚烧装置焚烧或作燃料用。废渣根据废渣的不同性质采用不同的处理方法，使之达到无害化。对可利用的聚丙烯降级出售。其它废渣如分子筛等送工业废渣填埋场作堆埋处理。噪声对于燥器鼓风机、螺杆型压缩机、震动筛等噪声源设备，执行“工业企业噪声控制设计规范(GBJ87—85)”中关于允许噪声的规定，以全国规定的噪声标准作为设计条件，使制造厂考虑减燥隔声设施，使生产区噪声满足规范要求。5.3结论聚丙烯装置虽然是属于“清洁生产”装置，但是仍不可避免排出“三废”。为了减少对环境的污染，通过采取所述设计措施，并严格生产过程中的管理，聚丙烯装置的环境保护可以满足国家、地方及主管部门的规定。这对改善工作环境，保护员工的身心健康，具有非常重要的意义。第六章资金规划6.1主要工程的投资表6.1原材料及主要辅助材料需用量原料价格(元/吨)年需用量/T年需用费用/万元丙烯70007105049735氢气360013.95.02TEAL5300013.571.55主催化剂cs-218000002.3414合计：约120700万元/年表6.2预计公用工程消耗定额名称单耗年耗最大流量水3t/t产品4×10t/a8t/h电68kwh/t产品1.5×104kw·h/a65kw·h/h汽1.4t/t产品1.4×10t/a0.8t/h表6.3用电成本（单位：元/度）住宅电价0.6工业基本电价变压器容量(元/KV•月)18最大需量(元/KW•月)27工业电价高峰段9:00-12:00和19:00-22:00高峰段8:00-9:00,12:00-19:00,22:00-24:00低峰段0:00-次日8:001-10KV0.99211-10KV0.63561-10KV0.328335-110KV0.976335-110KV0.62560.31830.3233220KV0.9605220KV0.6156220KV0.3183表6.4用水成本（单位：元/立方米）生活用水1.95工业用水2.00合计：约1500万元/年6.2辅助配套工程的投资土建工程造价估算：生产性建构筑物以车间、工段为单元，分建筑物、构筑物、基础工程三类。（1）土地投资：200万元。（2）交通运输整治费(包括需要建设或整治的运输线路，转运场站等费用)及基础处理费(包括地基和基础处理的费用)投资：50万元（3）维修费：10万元/年（4）建厂：700万元（包括以下几点：①厂房、公用工程建设：400万元；②取水、防洪、排污设施建设：100万元；③抗震设施建设：50万元；④环境保护设施建设：14万元；⑤生活设施建设：100万元）另外，生产职工培训费用：生产职工培训费用是指项目在竣工验收、交付使用之前拟建企业自行培训或委托其他厂矿培训技术人员、工人和管理人员所支出的费用以及生产单位为参加施工、设备安装、调试、熟悉工艺流程机械性能等需要提前进厂人员所支出的费用。该项费用可根据规划的培训人员数、提前进厂人数、培训方法、时间和职工培训费定额计算，初步估算约10万元。表6.5环保治理措施投资估算一览表序号投资项目投资（万元）1废气工程生产产生22废水工程生产产生23固废工程生产产生24噪音工程生产产生15绿化厂区绿化26排污口排污口规范化27风险环境风险投资3合计，80万元/年表6.6全厂总定员序号项目名称人数平均月工资(元）单项合计（元/月）备注1管理人员6400024000可浮动2财务人员8250020000可浮动3车间人员10200020000可浮动4销售人员5210010500可浮动5化验人员6210012600可浮动6其他人员6180010800可浮动7法律顾问130003000可浮动合计42195400可浮动合计：234万元/年表6.7主要设备选择投资名称质量/t单位质量材料价格（元/t）设备材料费用/元设备费用系数折算系数投资费用/元原料储罐27.753500971252.52.2334187.5反应器9.0633800344215246.25中间储罐1.250350043752.52.224062.5成品储罐15.7143500549992.52.21203869.5回收器1.294350045292.52.2125022.7泵120016800换热器600024000合计：约100万元6.3生产流动资金的估算表6.8一年预算数据流动资产（万元）第一季度第二季度第三季度第四季度货