12．5萬tapan基碳纖維原絲新建項目可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 降的壓力。因此承運商希望貨機容量更大，以降低單位成本，A380F正是這一需求而設計的。預計首架A380F將于2008年投入運營。碳纖維材料現在已成為汽車制造商青睞的材料，在汽車內外裝置中開始大量采用。碳纖維作為汽車材料，最大的優點是質量輕、強度大，重量僅相當于鋼材的20%～30%，硬度卻是鋼材的10倍以上。所以汽車制造采用碳纖維材料可以使汽車的輕量化取得突破性進展，并帶來節省能源的效益。業界認為，碳纖維在汽車制造領域今后的使用量會越來越大。據悉，福特和保時捷生產的GT型賽車發動機機罩已全部采用碳纖維材料；奔馳的57S型轎車原來內裝飾全部是木質材料， 現在則以碳纖維替代； 通用的雪弗萊轎車車底盤的內裝飾材料也采用碳纖維；寶馬公司將M6型轎車的頂篷全部采用碳纖維，并進行技術處理，使其保持金屬材料的光澤。在工業領域，碳纖維應用也相當廣泛，作為材料，它們正在替代金屬和混凝土來滿足環境、安全和能源要求，在工業領域對碳纖維的需求量正在呈上升趨勢。在土木工程和建筑領域，應用碳纖維的抗震修復和加強是一項主要突破，使碳纖維在此領域正在得到更加廣泛的推廣。 在鐵路建筑中，碳纖維將在大型的頂部系統和隔音墻方面會有很好的應用，這些也將是很有前景的應用。 壓力容器主要用在汽車的壓縮天然氣（CNG）箱上，而且還用在救火隊員的固定式呼吸器（SCBA）上。CNG罐源于美國和歐洲國家，現在日本和其他的亞洲國家也對這項應用表現出了極大的興趣。 市場競爭力分析公司發展碳纖維原絲項目擁有自主知識產權，擁有一支專業結構合理的研發隊伍，產業技術提升發展快，屬自主創新，具備核心競爭力。 公司工程技術設備技術自有，主體設備（除卷繞外）全部自行設計外委制造，同時公司地處****省晉中市是中國最大紡機生產基地，紡機生產配套能力強，因而項目總投入低。原絲及碳化產業屬耗能大戶，用煤，用電量大，公司地處****發展該項目，有得天獨厚之優勢，可極大地降低生產成本。工藝的先進性和生產的穩定為產品的高質量和生產效率的提高奠定基礎。同時碳纖維原絲是碳纖維產生的瓶頸，是國家發展之急需，該項目的發展受到了省、地、市的大力支持，國家有關部門也非常關注，有著良好的社會環境，極大地提高了企業參與市場競爭的能力。三、建設規模與產品方案 建設方案在現有的碳原絲車間改造現有的生產線，、3K、6K、12K和48K碳纖維原絲的15條生產線。 建設規模碳纖維原絲 產品方案產品規格： 產品品種及產量：1K、1000噸3K、4000噸 6K、10000噸12K、30000噸48K、80000噸 產品主要技術指標碳 纖 維 原 絲 主 要 技 術 指 標序號項　目單　位現企業標準建成后標準備　注1線密度dtex按用戶要求2斷裂強度CN/dtex≥≥3斷裂伸長率%16177。216177。2按用戶要求4含砜%＜＜5含油%6斷頭率%＜3＜37回潮率%≤1≤18外觀無毛絲、并絲及張力不均四、工藝技術路線及設備選型 技術特點１、用二甲基亞砜一步法工藝生產聚丙烯腈基碳纖維原絲，是該公司在國內獨創，國內外專家一致認可為生產碳纖維原絲的首選方法。２、走連續聚合方式，多釜連續高轉化聚合工藝，聚合是原絲生產的核心，公司連續聚合工藝有如下特點：①分子量易于控制丙烯腈聚合是放熱反應，走連續聚合單位時間放熱量一定，因而易于控制反應溫度（在其它條件一定的情況下）也就控制了分子量。②轉化率易于控制且保證了分子量的尖峰分布。③單線能力高，本項目采用兩套聚合裝置，1K、3K車間一套，6K、12K、48K車間一套，6K、12K、48K聚合裝置總聚合容積21m3，各單線能力達8001000噸/年。④聚合生產過程穩定，是產品質量的基本保證。實現專線專用，四條紡絲生產線中兩條用于生產1K、3K碳纖維原絲，另兩條紡絲生產線生產6K、12K、48K碳纖維原絲，可最大限度優化工藝，提高產品質量。1K、3K專用紡絲機特征：立式紡絲，單根單位；提高專件水平（長絲專件、控制偏差）；去除被動分絲點（減少毛絲）；斜八字排列，合理利用空間，提高整機效率。6K、12K紡絲機特征：由瓦型組件，改為組合式組件,提高噴絲頭精度；單位單泵獨立傳動, 提高計量泵精度；泵制作，放棄名義流量精度，提高一致性。采用低溫高濃凝固工藝，成形過程易于控制，成品品質穩定、均勻。自行研制干燥熱拉伸設備，熱場精度高，濕度均勻并易于控制，有利于纖維的致密化和細晶化。卷繞設備全部進口，達到橫張力卷繞，卷裝大，利于后道加工和提高后道生產效率，降低成本（1K、3K：25kg/軸，6K、12K：120kg/軸）。公用工程：生產用水采用高純處理，亞砜回收自創工藝，%以上，為連續穩定生產提供了保障。整體工程控制水平高，過程溫度、速度、流量、壓力等實行自動化控制，保證了工藝的柔性化和生產過程的穩定性，是產業品質提升的基礎。 工藝流程概述聚丙烯腈基碳纖維原絲的生產，根據生產過程中所使用的溶劑不同，生產方法分為氯化鋅法、硫氰酸鈉法、硝酸法、二甲基亞砜法、二甲基甲酰胺法、二甲基乙酰胺法等。國際上碳纖維生產規模最大、技術最先進的是日本東麗公司，該公司即是采用亞砜一步法生產高強度聚丙烯腈基碳纖維，2006年末生產能力達到10600噸/年，憑借原絲質量的優勢，現在正向T700S換代，,東麗又開發了T800、T1000，可見亞砜一步法的優越性。本項目采用二甲基亞砜一步法工藝，即采用二甲基亞砜為溶劑，丙烯腈為第一單體，丙烯酸甲酯為第二單體，衣康酸為第三單體，偶氮二異丁腈為引發劑的三元共聚、中轉化連續聚合、濕法紡絲的工藝路線，工藝過程主要由以下部分組成：原料精制、原料配制、聚合、脫單體、紡絲、牽伸、水洗、上油、干燥牽伸、熱處理、收絲、包裝及溶劑回收。聚丙烯腈原絲的生產過程為：經過精制的丙烯腈與丙烯酸甲酯、二甲基亞砜、衣康酸、引發劑偶氮二異丁腈通過計量進入配制釜中，經充分攪拌，形成的混合液經化驗合格后由計量泵通過轉化率控制器和精密過濾器送入第一聚合釜，達到一定聚合度后的料液，隨后進入第二聚合釜進一步聚合，達到工藝要求的聚合度后的原液送入薄膜蒸發器脫除單體，經過兩道板框過濾機過濾、脫泡后即為紡絲原液。紡絲原液經精密過濾器過濾后通過噴絲頭噴出，在一定溫度和濃度的二甲基亞砜水溶液中凝固成絲束。絲束經導絲輥進入再凝浴、一牽伸、二牽伸，然后進入水洗槽用純水洗滌。洗滌絲束后的水和凝固浴排出的濃二甲基亞砜溶液混合在一起，一部分流入凝固浴調配槽繼續使用，一部分送至溶劑回收車間回收。水洗后的絲束，引入油槽上油，進入干燥機烘干，通過熱板牽伸和熱處理，由以上處理后的絲束在精密交叉卷繞機上卷繞成一定規格重量的卷裝，由成品絲車運送至檢驗車間，經檢驗分級后包裝入庫。碳纖維原絲工藝流程框圖如下：原料精制—→原輔料配制—→聚合—→一次過濾—→脫單體—→混批中和—→二次過濾—→脫 泡—→三次過濾—→紡 絲—→牽 伸—→水 洗—→柔軟處理—→干燥、熱牽伸—→熱處理—→抗靜電處理—→收 絲—→檢驗包裝—→碳纖維原絲入庫 主要工藝設備選型該項目所選設備除碳纖維原絲的卷繞機和噴絲板進口外，其主要設備如聚合釜、紡絲機、計量泵、牽伸及熱定型等設備大部分為自行設計委托機械廠加工，部分通用設備、自控儀表及物檢化驗儀器在國內購置。卷繞機、噴絲板等關鍵設備擬從國外引進，主要工藝設備配置及選型如下表：（下表為單條線生產設備數量，本次實施新建三條線，改造一條線，實際數量按項目欄計。）一條生產線碳纖維原絲工藝設備一覽表序號設備名稱單位數量項目來源備注1丙烯腈提純裝置套12國內部分自制2計量槽套24國內自制3配制釜臺48國內自制4進料泵臺24國內自制5聚合釜臺48國內自制6脫泡釜臺24國內自制7板框過濾機臺510國內外購10隔膜泵臺48國內外購11紡絲泵臺40120國內外購12紡絲機臺13國內自制13噴絲板（1K、3K）塊1648進口噴絲板（6K、12K）塊2060進口14牽伸機套13國內自制15水洗機套13國內自制16上油機臺13國內自制17干燥定型機套13進口自制18卷繞機（1K、3K）位1632進口德國卷繞機（6K、12K）位2040進口德國19包裝機臺12國內自制20溶劑回收裝置套12國內部分外購21控制儀表套23國內外購22物檢、化驗儀器套4646國內外購合 計416五、廠址概況 建設地點與地理位置本項目建在某縣高新技術園區內。某縣位于****省市東部，南與濟南毗鄰，北與北京、天津相連。，東西寬30千米，面積1016平方千米。某鎮地理位置優越，交通發達，是魯西北重要的交通樞紐。縣政府駐地南距省會濟南60公里，北距天津240公里，104國道與四條省級公里干線交匯于此。規劃中的—煙臺鐵路、北京—上海高速鐵路在境內穿過。生產區廠址東西長約800米，南北寬約625米，其中建筑占地面積約20萬平方米，,總占地面積為50萬平方米。 地形地貌、地震情況項目用地位于某縣東部，某縣地形平坦，地勢自西南向東北略有傾斜，為黃河沉積平原地貌。項目用地地勢平坦，相對高差不大。本地區抗震設防烈度為8度。 氣候條件季風氣候影響顯著,四季分明、冷熱干濕界限明顯，春季干旱多風回暖快，夏季炎熱多雨，秋季涼爽多晴天，冬季寒冷少雪多干燥，具有顯著的大陸性氣候特征。光照資源豐富。日照時數長，光照強度大，年平均日照時數2592小時，日照率為60%，／平方厘米，均處全國、全省的較高值區。℃，年平均降水量為611毫米，且有明顯的“春季雨少多干旱，秋季雨少多晴天，夏季雨多常有澇，冬季少雪多干燥”的季節分配特點。六、工程技術方案 土建工程 工程內容土建工程包括在公司廠區內新建碳纖維原絲車間、回收車間、檢測中心鍋爐房、無離子水站、空調及空氣凈化、職工倒班宿舍等(詳見下面主要建、構物工程一覽表)。 主要建、構物碳纖維原絲生產車間總體上按甲類二級建筑物考慮，包括聚合、紡絲、回收三個生產工序，其中聚合部分依據生產工藝的要求，按二級防爆措施處理。建筑物的主體一般為二層，局部為三層，全部采用鋼筋混凝土框架結構。主車間的土建設計除考慮到本企業的特點并滿足工藝要求外，還要做到結構合理，造型美觀大方。主 要 建、構 物 工 程 一 覽 表序號建筑物名稱結構形式建筑面積(m2）備注1碳原絲生產車間框　架150000二層局部三層2回收車間框　架15000四層3鍋爐房框　架5000一層局部二層4空調及空氣凈化框　架3000一層5中心化驗室磚　混7000二層6無離子水站框　架2000一層7職工倒班宿舍磚　混16000四層污水處理站磚　混2000一層合計6800污水處理池鋼筋砼結構5003 供電工程擬建變配電室，配置15臺4500KVA變壓器及相應配套設備，經測算本項目的用電量約50000KVA，實際耗電量僅49500KVA，故本擬建設備可滿足用電要求。 給水排水1．給水a、用水負荷本項目工程的生產、生活及消防日用水量總計約210萬噸，其中生產用2087500噸，生活及其它為12500噸。(詳看表B7基2附表)b、水質要求：項　　目一般生產生活用水軟　　水無離子水SiO2﹤15PPM﹤PH7177。7177。7177。總硬度﹤2﹤1PPM電導率2μΩ/cmCI含量﹤35PPM﹤35PPM﹤10PPMFe﹤﹤Mn﹤5PPM﹤c、給水方案擬建深井8眼，出水量400500t/h，可滿足項目用水量。 現有脫鹽水站一座設有一套水處理裝置，經測算本項目需新增二套水處理設備(利用鍋爐回水生產蒸餾水)。鍋爐房所需軟水由自帶軟水處理系統處理。排水生產區生產車間的排水主要是生產廢水和少量的生活污水，生產廢水排至污水處理站，經處理后達標排放；雨水及辦公區的生活污水可直接通過城區總管網排至城市污水處理站進行處理。 供熱擬建鍋爐房8座，設有兩臺6噸/小時蒸汽鍋爐及配套設施，本項目最大用汽量約1800噸/小時，為保證達到環保大氣排放要求，配套高效麻石水膜除塵器。 空壓站 Nm3/min自動空壓機，一用一備滿足工藝要求。 制冷該項目工藝需用1℃的冷凍鹽水，選用2臺活塞式制冷機