年产16万吨聚甲醛方案0920.docx

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年产16万吨聚甲醛方案0920

甲醇制聚甲醛技术方案

一、市场分析

1.1产品用途

聚甲醛（简称POM）是甲醇的下游产品，是五大通用工程塑料之一,年产量仅次于尼龙（PA）和聚碳酸酯（PC），属资金密集和技术密集的产品。

POM分子结构主链为—（CH2O）n—，没有侧链，结构规整性高，碳氧键键能高，内聚能密度高,是高结晶性线型热塑性聚合物，因此它具有优异的强度和刚性,是工程塑料中机械性能最接近金属材料品种之一，在很多场合可以替代钢铁、铜、锌、铝等金属材料，具有耐磨、耐疲劳,耐油、耐化学品、吸水率低、自润滑、电性能和尺寸稳定性好等优点，可在-40-100°C温度范围内长期使用，广泛应用于汽车、电子电器、农业机械、水利等领域。

（1）电器行业

由于聚甲醛介电强度和绝缘电阻较高，具有耐电弧性等性能，使之被广泛的应用于电子电器领域。

聚甲醛在办公设备用于电话、无线电、录音机、录像机、电视机、计算机和传真机的零部件、计时器零件，录音机磁带座。

在家用电器行业用来制造电源插头、电源开关、按钮、继电器、洗衣机滑轮、空调曲柄轴、微波炉门摇杆、电饭锅开关安装板、电冰箱、电扳手外壳、电动羊毛剪外壳、煤钻外壳和开关手柄等。

（2）汽车行业

聚甲醛在汽车工业中的应用量较大，用来制造汽车泵、汽化器、输油管、动力阀、万向节轴承、刹车衬套、车窗升降器、安全带扣、门把手、门锁、滑块、负荷指示器外齿轮、钢板弹簧减震衬套、推力杆球座、散热器水管阀门、散热器箱盖、冷却液的备用箱、水阀体、燃料油箱盖、水本叶轮、气化器壳体、油门踏板等零件。

（3）国防军工

用来制造自行式迫击炮、坦克装甲车辆中聚甲醛用于制造水散热器、排水管、散热风扇、坦克操纵转动开关、转动轴轴套等。

（4）建材和日用行业

水龙头、窗框、洗漱盆、水箱、门帘滑轮、水表、壳体和水管接头等。

聚甲醛还可用于消防水龙头、滑雪板、溜旱冰鞋、渔具滑轮、木梳、衣服拉链、密封圈等。

1.2POM的发展及国内外消费现状

聚甲醛（POM）是由（-CH2O-）单元组成的均聚甲醛和共聚甲醛的总称。

1859年，Bwtlerov在研究中首次发现了由甲醛聚合成低分子量均聚POM的方法，但由于POM在加热的条件下极易分解，因此未能实现应用化。

1960年，DuPont（美国杜邦）公司完成了POM的热稳定化技术后，实现了POM的工业化生产。

之后，Celanese公司开发了以三聚甲醛和环氧乙烷制造POM共聚物的技术，并于1962年投入了以“Celcon”命名的共聚POM的工业化生产线。

虽然均聚POM在结晶度、力学性能（强度、弹性等）等方面稍优于共聚POM，但不易加工，成形时易发生热分解和热劣化，且在耐热性、耐碱性、耐酸碱腐蚀性等方面不如共聚POM。

随着生产工艺的发展，经过改性后共聚POM各项指标均可超过均聚POM，且，因此，均聚甲醛的发展势头逐渐减弱，共聚甲醛成为了工业化生产的主流，目前共聚甲醛的生产占世界总产量的75%以上。

国外聚甲醛的生产与消费主要集中在美国、西欧、日本等工业发达地区。

2002年全球聚甲醛的生产能力为82.7万吨，其中美国、西欧和日本合计57.2万吨，约占全球总量的69.2%。

随着我国电子电气、汽车工业、建筑及加工业迅速发展，我国聚甲醛需求量也随着全球的需求量迅速增长：

2012年全球聚甲醛的生产能力为132.9万吨，其中我国POM的产能达到了46.5万吨，约占全球总能力的35%，已然成为了世界POM生产和消费大国之一。

全球聚甲醛的需求量仍以每年～6%的速度增长.

我国的聚甲醛工业的发展可以概括于以下几方面：

（1）美国、欧洲、日本慢慢将POM的投资目光转向我国，如：

美国杜邦（DuPont）、塞拉尼斯（Calanese）、日本旭化成（AsahiKasei）、日本宝理塑料（Polyplastics）、三菱瓦斯和美国泰科纳（Ticona）纷纷在国内投资建厂，但不愿意向我国企业做核心技术转让；

（2）由于技术封锁，我国引进的POM技术只属于国际二流技术，主要来自波兰的ZAT公司和香港富艺国际工程公司；

（3）云天化POM的技术进步，带动了我国POM产业的整体发展；

（4）我国POM生产工艺主要采用共聚技术，产能占95.7%；

（5）我国POM行业存在的问题基本上是产品质量不稳定、耗能高、成本高。

国内生产线仅能生产10几种牌号，而POM产品国外一共有30几种牌号。

国内现有POM装置10几套，具体情况见表1.2.1。

其中宝泰菱和杜邦-旭化成产品主要应用于汽车和高端电子、卫浴产品，下游市场具有较高的准入壁垒；国内正常开车的装置（云天化、宁煤、龙宇），以及兖矿和天野均具有上游廉价的煤炭、甲醇等资源，成本优势明显。

表1.2.1我国境内POM装置情况表

公司名称

产能万吨/年

实际产能万吨/年

开工率%

甲醛工艺

POM工艺

技术来源

2012

2013

2014

2015

杜邦-旭化成（张家港）

2

1.8

1.8

1.8

1.8

90

铁钼法

均聚

美国杜邦

宝泰菱（南通）

6

6.5

6.2

5.8

5.8

87

铁钼法

共聚

日本宝理

云天化（云南）

3

2

2

2

2

67

铁钼法

共聚

波兰ZAT

云天化（重庆）

6

5

5

5

5

83

铁钼法

共聚

波兰ZAT

开封龙宇

4

2.8

2.8

2.8

2.8

70

银法

共聚

富艺国际

中海油天野

6

2.8

3

2.5

-

-

银法

共聚

波兰ZAT

神华宁煤

6

3.3

4.5

5

5

83

银法

共聚

富艺国际

兖矿鲁南

4

0

0

0.3

1.2

30

银法

共聚

韩国

山西兰花科创

3

-

-

-

-

-

银法

共聚

富艺国际

上海蓝星

4

2.1

2.4

0.5

-

-

银法

共聚

富艺国际

渤海化工

4

0.1

0.2

0.2

-

-

银法

共聚

富艺国际

合计

51

26.4

27.9

26.9

24.8

48.6

-

-

-

目前国内甲醇产能严重过剩，在这种情况下，聚甲醛项目有利于国内甲醇的消化，但由于国际一流聚甲醛技术的技术壁垒，国内引进的聚甲醛技术主要来自香港富艺国际工程公司和波兰ZAT公司。

此外，由于国内POM装置开工率较低、国内生产的聚甲醛90%为通用型号的产品，无法满足高端产品的需要，因此2000～2015年间，我国高端市场的POM需求量仍以进口产品为主导。

而POM的出口仍以“原料”POM为主，价格较低，但经过国外技术改性后，价格往往是国内出口价格的3～4倍，对于特殊性能的POM产品，价格甚至可达几十倍。

我国的能源结构仍以煤炭为主，而聚甲醛的起始原料甲醇是目前国内已经大规模生产的煤化工产品之一，因此从国家能源结构方面考虑，大力发展聚甲醛具有一定的战略性意义。

其次，电子电气、汽车等行业是聚甲醛主要消费领域，我国在这些领域的快速发展，都给聚甲醛消费提供了巨大的市场。

但针对当前的生产和消费现状，企业应优先引进先进的工艺技术，从降低能耗、拓展高端产品牌号等出发，促进我国聚甲醛工业的发展。

1.3国内产品价格

随着内蒙天野、天津碱厂、开封龙宇等装置相继投产和产能的释放，2012年国内产能已达到47万吨，中低端产品的表观需求量仅为不到20万吨，出现了严重供大于求的局面，市场竞争异常激烈，导致聚甲醛市场价格不断下行。

此外，国内聚甲醛企业生产的都是大路货，质量、品牌、技术、服务等方面与国外品牌还存在一定差距，虽然在中、低端市场可以部分替代进口产品，但高端市场仍无法与进口品牌竞争。

随着国内聚甲醛需求的不断增长，各企业装置规模达到较高的水平后，低端产品的竞争会更加激烈，这种状态如果在短期内得不到改善，国内市场被国外品牌挤占，将导致国内产能在一定时间内过剩，产品价格将进一步走低。

POM不同牌号的产品价格见下表。

表1.3.12018年9月不同厂家部分牌号POM价格表

序号

牌号

厂商

价格万元

1

100P

美国杜邦

3.3

2

GM90

云天化

1.6

3

M90

云天化

1.6

4

R6

台塑钢

1.65

5

BS025

上海蓝星

1.1

6

BS090F

上海蓝星

0.95

7

BS130

上海蓝星

0.95

通过不同牌号POM价格的比较，我们应优先选择先进的生产工艺和改性技术，主要价格更高、性能更好的共聚POM。

二、装置组成

聚甲醛是主键主要由（-CH2O-）单元组成的均聚甲醛和共聚甲醛的总称。

共聚甲醛的生产，是在路易斯酸条件下，三聚甲醛和二氧五环发生共聚，目前共聚甲醛的生产主要是本体聚合法、溶液聚合法和气相聚合法，国内大多使用本体聚合法。

本体聚合法是将原料三聚甲醛、二环氧五环与三氟化硼—乙醚络合物混合后，通过双螺杆反应器中，完成反应后既得颗粒状共聚甲醛。

该工艺简单、转化率较高，工艺流程图如图2.1。

图2.1共聚甲醛工艺流程简图

图2.2是溶液聚合法生产共聚甲醛的工艺流程图.

图2.2溶液聚合法生产共聚甲醛工艺流程图

目前国内聚甲醛的主要设备三聚甲醛反应釜、换热器、造粒螺杆、反应螺杆机等基本靠进口，图2.3为某项目的成套设备示意图。

图2.3栗本铁工所聚甲醛生产成套设备简图

当前国内的聚甲醛技术有上海蓝星聚甲醛等。

其中，上海蓝星拥有成熟的聚甲醛装置，是国内第一套满负荷生产的聚甲醛装置，其单体三聚甲醛纯度很高，主要生产BS025、BS090、BS130、BS270四种产品，此外具有如下几个优点：

（1）聚合反应器转化率高于同行3%-5%；

（2）聚甲醛产品质量优异如机械性能等指标接近宝理的产品，超过韩国工程（KEP）的产品质量；

（3）聚甲醛原辅材料、能源消耗处于同行业最好水平。

此外，上海蓝星拥有POM自主知识产权和完整工艺包，合作方式也多元化，主要如下：

（1）整体转让：

将现有装置、技术通过直接转让的方式转让，并提供技术支持和开车指导；

（2）主体设备出售：

将主装置设备进行折旧出售；

（3）合资合作：

将设备、技术折价入股。

三、原料消耗和经济估算

根据国内外现有装置的产能情况，以年产8万吨聚甲醛的装置进行原料消耗估算。

详细见表3.1

表3.1原料及动力单耗一览表

序号

名称

单位

产品单耗

每吨POM

备注

1

甲醇

吨

1.39

/

2

蒸汽

吨

14.18

/

3

电

KW

1830

/

注：

甲醇、蒸汽、电的消耗取行业平均值计。

四．人员定额

本装置人员定额按230人计。

五.投资估算

与上海蓝星或其他POM装置采用整体装让的方式，总投资见表5.1

表5.1投资费用一览表

序号

费用名称

投资亿

备注

1

设备搬迁

4

注1

2

基础建设和改造

7

3

总投资

11

注1．设备搬迁费用为蓝星POM主要设备折旧成交费用；此部分设备若选择国外进口新设备，总价格约12亿

六、测算价格基础

一

外购燃料动力及其他

单位

单价（含税）

备注

1

低压蒸汽

元/吨

90

2

电

元/kWh

0.55

外购

3

甲醇

元/吨

2500

外购

二

其他

单位

单价

备注

1

工资及福利

万元/人

8

按以上的价格基准，每吨POM的成本~6033元。

初步结论：

市场中/低端POM的产品售价≥8000元/吨，每吨的利润≥2000元.

本项目动力和原料消耗均以市场平均值考虑，若以上海蓝星聚甲醛技术的单耗计算，每吨POM的成本~5380元.蓝星所生产的BS090市场售价~9500元/吨，每吨利润~4120元.