中石化聯科技指導計劃項目建議書範文

篇一：中石化聯科技指導計劃項目建議書

一、項目摘要

丁基橡膠和鹵化丁基橡膠是重要的合成橡膠製品，針對我國在丁基橡膠和鹵化丁基橡膠合成領域起步晚、技術薄弱、高品質產品受制於人的問題，提出基於微反應器技術發展具有自主知識產權的新一代合成工藝和裝備。設計、建設200噸/年的丁基橡膠合成、200噸/年的鹵化丁基橡膠合成和5000kg/年的溴單質回收微反應示範系統，完成長週期實驗研究，為產業化過程提供基礎，初步形成丁基橡膠和鹵化丁基橡膠合成產業化技術。

二、項目的必要性和重要性

丁基橡膠（簡稱IIR）是重要的合成橡膠，具有優良的氣密性和良好的耐熱、耐老化、耐酸鹼、耐臭氧、耐溶劑、電絕緣、減震及低吸水等性能，使得其廣泛應用於輪胎、電線電纜、防水建材、減震材料、藥用瓶塞、食品（口香糖基料）、防毒用具、粘合劑、防腐蝕製品、碼頭船護旋、橋樑支承墊以及耐熱運輸帶等方面。鹵化丁基橡膠（HIIR）是丁基橡膠與鹵素（氯或溴）進行反應的產物，可分為氯化丁基橡膠（CIIR）和溴化丁基橡膠（BIIR）兩大類。鹵化丁基橡膠不僅保持了丁基橡膠的特性，而且克服了普通丁基橡膠硫化速度慢的缺點，主要用於汽車子午線輪胎的氣密層和醫用瓶塞。目前，全球只有美國、德國、俄羅斯、意大利等少數幾個國家擁有丁基及鹵化丁基橡膠的生產技術，其中美國埃克森美孚公司和德國朗盛公司的丁基及鹵化丁基橡膠生產技術和新產品開發能力在全球處於絕對領先地位，產能約佔全球的80%。我國只有中國石化北京燕山分公司合成橡膠廠和浙江信匯等幾家企業生產普通丁基橡膠和鹵化丁基橡膠，產量遠遠不能滿足國內實際需求，每年都要大量進口。

丁基橡膠合成技術主要有淤漿法和溶液法兩種方法，兩種方法的核心都是異丁烯與少量異戊二烯的陽離子聚合技術。淤漿法是以氯甲烷為溶劑的聚合反應，原料異丁烯必須有要求很高的純度（正丁烯質量分數小於0. 5%），氯甲烷和單體的水含量必須很低。該法聚合反應温度低，約在-100oC進行，製冷設備龐大。由於存在嚴重的掛膠問題聚合釜連續運轉週期短、能耗高。溶液法使用烷烴作為聚合反應溶劑，可以使反應温度提高，但受設備傳熱的限制，膠液濃度必須控制在12%以下。這些生產現狀表明，發展新一代的聚合工藝和設備對於發展低能耗、週期和具有自主知識產權的丁基橡膠合成技術十分關鍵。

鹵化丁基橡膠是丁基橡膠的改進產品，具有良好的市場前景。丁基橡膠的鹵化反應機理是單質鹵素與橡膠接觸，迅速將橡膠雙鍵上的仲位氫原子取代成為溴或氯的橡膠，反應同時形成鹵化氫，未反應的鹵素單質和鹵化氫最後經鹼液中和。鹵化丁基橡膠合成的難點主要在於：產物鹵化丁基橡膠在鹵化氫存在的環境下易發生取代位由仲位向伯位的轉化，同時鹵化氫的加成也會使橡膠損失一定的雙鍵，因此鹵化丁基橡膠的合成需要反應迅速引發、迅速中和，但是反應物丁基橡膠的烷烴溶液的粘度很高，反應物的快速混合不容易實現；中和液和鹵化反應液為不互溶的油水體系，大量含鹵素廢水，尤其是含溴廢水，對生態環境也造成了嚴重的影響，這些因素都嚴重影響着鹵化丁基橡膠的合成過程。針對溴化丁基橡膠合成反應的快速引發、快速終止的基本原理，發展新型的鹵化丁基橡膠合成設備，建立可靠的鹵素（溴素）回收工藝十分關鍵。

微結構反應器（簡稱微反應器）是一種新型的化工裝備，是實現化工過程微小型化的核心。眾多的研究結果表明微反應器能夠擔負起提高反應收率、減少副產物產生、控制產物形貌、以及提升過程安全性等重要責任，對於減小原材料消耗、降低後續分離回收難度和成本、減少過程污染等具有重要的意義。微反應器合成聚合物的優勢在於微小的混合空間能夠快速混合單體和引發劑，控制反應局部環境的均勻性，相對惰性的反應器壁面具有良好的導熱性能，能夠快速移除反應熱或者瞬間提高反應温度。同時通過數量放大可以使技術快速走向產業化，降低放大風險，縮短研發週期。針對利用微反應器進行陽離子聚合，鹵化的初步結果表明，微反應器在實驗室裏能夠表現出良好的反應特性，有望替代傳統的丁基橡膠合成和鹵化反應裝置，成為新一代具有自主知識產權的技術。

三、主要研究內容、技術路線、技術難點和創新點

1、研究內容

基於實驗室小規模丁基橡膠合成與鹵化反應的相關結果，設計、建設200噸/年的丁基橡膠合成微反應示範裝置、200噸/年的鹵化丁基橡膠合成微反應示範裝置和5000kg/年的溴單質回收示範微反應系統，完成試驗研究，為產業化過程提供基礎，具體研究內容包括：

（1）新型丁基橡膠聚合反應性能研究，研究微反應聚合裝置和聚合工藝的驗證和優化和長週期操作可靠性；

（2）新型丁基橡膠溴化、氯化反應性能研究，具體研究微反應設備的反應性能和長週期操作可靠性；

（3）溴單質回收過程研究，具體研究微反應設備的反應性能，考察反應工藝的穩定性、安全性和長週期操作可靠性。

2、技術原理及技術路線

（1）丁基橡膠聚合原理和路線

目前，丁基橡膠的合成技術的發展趨勢逐漸由溶液法取代淤漿法，本項目擬採用溶液法聚合。溶液法是以烷基氯化鋁與水的絡合物為引發劑，在烴類溶劑（如正己烷）中於-90～-70℃下，異丁烯和少量異戊二烯共聚而成。新一代的聚合裝置將以微反應器為核心裝備，在微反應器內實現異丁烯與異戊二烯和烷基氯化鋁引發劑的混合，完成聚合反應。

（2）鹵化丁基橡膠合成原理和路線

由丁基橡膠製備鹵化丁基橡膠的反應過程是，主反應為異戊二烯鏈節中的仲位原子發生取代反應，主要副反應是溴原子在橡膠分子內的異構化過程。異構化反應容易在酸性條件下進行，主要受到溴化反應時間，水解反應時間，以及水解過程中鹼用量的影響，用過量的鹼液快速中和溴化氫有利於抑制異構化反應的進行。新一代的微反應裝置以串聯微反應器為核心裝備，在微反應器內實現鹵素與丁基橡膠溶液的快速混合反應，以及快速的完成中和反應，中和形成的鹵化氫。

（3）溴單質回收原理和路線

溴化丁基橡膠合成中產生的溴化氫通過氫氧化鈉中和，由於廢水中含有大量溴化鈉，需要回收。溴單質的回收採用氧化還原方法，通過氯氣與溴化鈉水溶液反應置換出溴單質，再通過蒸餾或者萃取法分離出溴單質。本項目擬用微反應器完成氯氣與溴化鈉溶液的反應以及後續的萃取分離過程。

3、技術難點和創新點

（1）技術難點

本項目的技術難點在於：微反應器結構設計，反應工藝開發以及微反應器與常規反應分離設備的對接。

（2）創新點

本項目的創新點在於：發展新型高效的反應裝備——微反應器，建立丁基橡

膠和鹵化丁基橡膠新一代合成技術。

四、研究目標和考核指標

1、研究目標

形成具有自主知識產權的新一代丁基橡膠合成、丁基橡膠鹵化新技術，從而打破國外公司壟斷，填補我國合成橡膠領域生產技術的空白。

申請發明專利3～5項。

2、考核指標

主要考核指標有：實現裝置的連續和穩定運行；與國外技術和國內現有技術相比，工藝流程大大縮短，能耗、操作費用和設備投資大幅降低。

五、國內外研究現狀及研究基礎

1937年，美國ESSO Standard Oil Development公司首先發現異丁烯與少量異戊二烯共聚合可製得可以硫化的橡膠共聚物開創了丁基橡膠的合成基礎。目前，世界能生產丁基橡膠的生產裝置總數為11套。我國於1999年底在北京燕山石化公司建成1套3萬t/a的丁基橡膠裝置，並於2008年完成了4.5萬t/a擴能改造。丁基橡膠淤漿聚合工藝常用的引發體系為AlCl3/H2O，國內丁基橡膠裝置目前主要採用這種引發體系。新型的催化體系包括：活性陽離子絡合催化體系、烷烴Lewis酸催化體系、茂金屬催化劑體系、釩系引發體系等，這些工藝使用的`反應裝置均為釜式反應器，未見微反應器在工業應用方面的報道。

鹵化丁基橡膠是丁基橡膠的改性產品，其研究開發始於20世紀50年代，於20世紀70年代開始工業化生產。目前，生產溴化丁基橡膠的企業主要是美國的Exxon公司和德國Bayer公司，生產的產品產量約佔全球產量的80%，而國內溴化丁基橡膠基本依賴進口。鹵化丁基橡膠合成的技術核心在於反應器，目前國外公司都有技術相對成熟的釜式反應設備，未見微反應器在工業應用方面的報道。

在產學研合作方面，清華大學與浙江信匯公司在溴化丁基橡膠合成上已經形成了初步的研究成果，雙方合作申請了多項專利技術。在丁基橡膠合成以及溴單質的回收方面，清華大學均開展了實驗室研究工作，研究結果表明在微反應器中可以可控的合成數十萬分子量的溴化丁基橡膠，而基於微反應器技術能夠達到90%以上的溴回收率，技術指標等同或優於國外報道的現有工業技術，具有很好的工業應用前景。

篇二：江蘇重點項目-如東台灣中石化化工新材料項目可行性研究報告

本報告是針對行業投資可行性研究諮詢服務的專項研究報告，此報告為個性化定製服務報告，我們將根據不同類型及不同行業的項目提出的具體要求，修訂報告目錄，並在此目錄的基礎上重新完善行業數據及分析內容，為企業項目立項、申請資金、融資提供全程指引服務。

可行性研究報告 是在招商引資、投資合作、政府立項、銀行貸款等領域常用的專業文檔，主要對項目實施的可能性、有效性、如何實施、相關技術方案及財務效果進行具體、深入、細緻的技術論證和經濟評價，以求確定一個在技術上合理、經濟上合算的最優方案和最佳時機而寫的書面報告。

可行性研究是確定建設項目前具有決定性意義的工作，是在投資決策之前，對擬建項目進行全面技術經濟分析論證的科學方法，在投

資管理中，可行性研究是指對擬建項目有關的自然、社會、經濟、技術等進行調研、分析比較以及預測建成後的社會經濟效益。在此基礎上，綜合論證項目建設的必要性，財務的盈利性，經濟上的合理性，技術上的先進性和適應性以及建設條件的可能性和可行性，從而為投資決策提供科學依據。

投資可行性報告諮詢服務分為政府審批核準用可行性研究報告和融資用可行性研究報告。審批核準用的可行性研究報告側重關注項目的社會經濟效益和影響；融資用報告側重關注項目在經濟上是否可行。具體概括為：政府立項審批，產業扶持，銀行貸款，融資投資、投資建設、境外投資、上市融資、中外合作，股份合作、組建公司、徵用土地、申請高新技術企業等各類可行性報告。

報告通過對項目的市場需求、資源供應、建設規模、工藝路線、設備選型、環境影響、資金籌措、盈利能力等方面的研究調查，在行業專家研究經驗的基礎上對項目經濟效益及社會效益進行科學預測，從而為客户提供全面的、客觀的、可靠的項目投資價值評估及項目建設進程等諮詢意見。

報告用途：發改委立項、政府申請資金、申請土地、銀行貸款、境內外融資等