年产万吨乙丙橡胶项目.doc

5万吨/年乙丙橡胶项目
1、概述
乙丙橡胶是以乙烯和丙烯为基础单体合成的共聚物。橡胶分子链中依单体单元组成不同，有二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶之分。前者为乙烯和丙烯的共聚物，代号为EPM，后者为乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃第三单体的共聚物，代号为EPDM，统称为乙丙橡胶（EPR）。前者需要采用过氧化物进行硫化，而后者用硫或过氧化物硫化，EPDM的产量约占世界乙丙橡胶总产量的80%～85%，第三单体一般为乙叉降冰片烯或双环戊二烯。
EPDM与其它通用合成橡胶相比性能优异，重要体现在耐候、耐臭氧、耐热、耐老化、低温屈挠性和电绝缘性；与硅橡胶、氟橡胶等特种橡胶相比，EPDM又具有较好的物理、机械加工性能。因此，EPDM被广泛地应用于汽车部件、电线电缆、单层防水卷材、聚合物改性剂、石油添加剂、胶管、仪表等领域。从20世纪60年代初工业化生产以来，产耗量增长较快，现已成为消费量仅次于丁苯橡胶和聚丁二烯橡胶的世界第三大合成橡胶品种。乙丙橡胶具有许多其它通用合成橡胶所不具有的优异性能，加之单体价廉易得、用途广泛，是80年代以来国外七大合成橡胶品种中发展最快的一种，其产量、生产能力和消费量在发达国家中均居第三位，仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶。
1.12.建筑行业
1. 3.电气和电子行业
2. 4.
基本化学结构组成与其性能关系
乙丙橡胶系以单烯烃乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡胶；以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚而制得三元乙丙橡胶。乙丙橡胶分子主链上，乙烯和丙烯单体呈无规则排列，失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，从而成为弹性体，由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上，因此三元乙丙橡胶不仅可以用硫黄硫化，同时还保持了二元乙丙橡胶的各种特性。
由于二元乙丙橡胶分子不含双键，不能用硫黄硫化，因而限制了它的应用。在乙丙橡胶商品牌号中，二元乙丙橡胶只占总数的10%左右。而三元乙丙橡胶可用硫黄硫化，从而获得了广泛的应用，并成为乙丙橡胶的重要品种，在乙丙橡胶商品牌号中占90%左右。
目前工业化生产的三元乙丙橡胶常用的第三单体有乙叉降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)、1，4-己二烯(HD)。近年来第三单体技术又有新发展，国外研制出用1，7-辛二烯、6，10-二甲基-1，5，9-十一三烯、3，7-二甲基-1，6-辛二烯、5，7-二甲基-1，6-辛二烯、7-甲基-1，6-辛二烯等作为三元乙丙橡胶的第三单体，使三元乙丙橡胶的性能有了新的提高。
乙丙橡胶聚合分子结构中，乙烯/丙烯含量比对乙丙橡胶生胶和混炼胶性能及工艺性均有直接影响。应用时，可并用2-3种乙烯/丙烯含量比不同的乙丙橡胶以满足不同的性能规定。一般认为乙烯含量控制在60%左右，才干获得较好的加工性和硫化胶性能；丙烯含量较高时，对乙丙橡胶的低温性能有所改善；乙烯含量较高时，易挤出，挤出表面光滑，挤出件停放后不易变形。
1.2重要性能
（1）低密度高填充性
乙丙橡胶是密度较低的一种橡胶，其密度为0.87。加之可大量充油和加入填充剂，因而可减少橡胶制品的成本，填补了乙丙橡胶生胶价格高的缺陷，并且对高门尼值的乙丙橡胶来说，高填充后物理机械性能减少幅度不大。
（2）耐老化性
乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，在150-200℃下可短暂或间歇使用
（3）耐腐蚀性
由于乙丙橡胶缺少极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂属和芳属溶剂(如汽油、苯等)及矿物油中稳定性较差。
（4）耐水蒸汽性能
乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并优于其耐热性。在230℃过热蒸汽中，近100h后外观无变化。
（5）耐过热水性能
乙丙橡胶耐过热水性能亦较好，但与所用硫化系统密切相关。以二硫代二吗啡啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶，在125℃过热水中浸泡15个月后，力学性能变化甚小，体积膨胀率仅0.3%。
（6）电性能
乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性，电性能优于或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。
（7）弹性
由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基，分子内聚能低，分子链可在较宽范围内保持柔顺性，仅次于天然橡胶和顺丁橡胶，并在低温下仍能保持。
（8）粘接性
乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团，内聚能低，加上胶料易于喷霜，自粘性和互粘性很差。
1.3改性品种
二元乙丙和三元乙丙橡胶从20世纪50年代末、60年代初开发成功以来，世界上又出现了多种改性乙丙橡胶和热塑性乙丙橡胶(如EPDM/PP)，从而为乙丙橡胶的广泛应用提供了众多的品种和品级。改性乙丙橡胶重要是将乙丙橡胶进行溴化、氯化、磺化、顺酐化、马来酸酐化、有机硅改性、尼龙改性等。乙丙橡胶尚有接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。
1.4再生运用
乙丙橡胶应用越来越广泛，已硫化废橡胶和废产品如何回收再生运用是一个值得研究开发的课题。随地废弃，对环境有很大污染。而用传统方法脱硫再生效果不好。目前世界上用微波脱硫方法进行已硫化乙丙废橡胶的回收再生运用的研究开发已获成功，但国内还处在研究阶段。一旦此方法在国内研究开发成功，废乙丙橡胶回收再生运用所产生的经济和社会效益将是十分巨大的。
2、市场分析及预测
2.1世界市场分析与预测
2.1.1生产情况
近年来，世界乙丙橡胶的生产能力及产量总体呈现缓慢增长的趋势，新增装置的扩大与装置的减荷关停同时存在。截止到2023年终，全世界乙丙橡胶的总生产能力为130.2万t/a，其中北美地区的生产能力为48.5万t/a，占世界乙丙橡胶总生产能力的37.25%：西欧地区的生产能力为40.0万t/a，占总生产能力的30.72%；拉美地区的生产能力为4.2万t/a，占总生产能力的3.22%；中欧和独联体的生产能力为3.0万t/a，占总生产能力的2.30%；亚洲地区的生产能力为34.5万t/a，占总生产能力的26.50%。
埃克森美孚化学公司是世界上最大的乙丙橡胶生产厂家，生产能力为26.5万t/a，占世界乙丙橡胶总生产能力的20.35%；另一方面DSM弹性体公司，生产能力为20.2万t/a，占总生产能力的15.51%。全世界采用溶液聚合法的生产能力为114.7万t/a，占总生产能力的88.10%；采用悬浮聚合法的生产能力为15.5万t/a，占总生产能力的11.90%；杜邦陶氏化学公司在美国TXseadrift世界上唯一的一套气相聚合法生产装置于2023年永久关闭，使得该公司的生产能力由本来的位居世界第二下降到与朗盛公司同样，产能位居世界第三。预计到2023年，全世界乙丙橡胶的总生产能力将达成约145.0万t/a，增长重要来自亚洲地区，而北美地区的生产能力将出现负增长，其他地区的生产能力基本保持不变。2023年世界乙丙橡胶的重要生产厂家情况见表1。
表12023年世界乙丙橡胶重要生产厂家情况万t/a

1.2消费情况及需求预测
近年来世界乙丙橡胶的需求比较稳定，2023年总消费量约为115.0万t，同比增长约5.02%。其中亚洲为全球最大消费地区，消费量为42.3万t/a，占世界总消费量的36.78%；另一方面为北美，消费量为29.0万t/a，占25.22%。
预计此后几年，世界乙丙橡胶的消费量将以年均约3.2%的速度增长，到2023年总消费量将达成约135.0万t。其中亚洲地区是消费增长的重要驱动力，消费量的年均增长率将达成5.0%；另一方面是拉丁美洲地区，年均增长率将达成3.7%，而北美和西欧地区的消费量虽然也有所增长，但年均增长率将分别只有1.0%和0.7%左右。
在消费分布上，目前美国是最大出口国，另一方面是韩国和日本。中国和印度的乙丙橡胶呈快速增长，其中中国是最大净进口国，进口量约占其总消费量的90%以上。2023-2023年乙丙橡胶的消耗量增长最快的国家是中国，年均增速达成15%，但总体增长趋势将有所放缓。据预测，2023-2023年间，全球乙丙橡胶消费增长最快的国家将由印度取代，中国的增长率则为7%，将比上一个“五年”下降一半（见表2）。
表22023年全球乙丙橡胶消费预测万t
地区或国家
消费量
2023-2023年均消费增长率/%
北美
30.3
1.0
拉丁美洲
5.4
3.9
西欧
28.3
0.7
中东欧
8.1
3.4
亚洲

中国
20.3
7.0
印度
3.0
9.8
日本
12.7
1.8
韩国
4.8
3.7
亚洲其他
7.0
3.5
亚洲总计
47.8
4.8
全球其他
5.2
3.1
全球总计
125.1
2.7
在金融危机的影响下，几个重要地区的乙丙橡胶消费结构也有所改变。2023-2023年美国乙丙橡胶消费量最大的领域仍然是汽车行业，另一方面是聚合物改性领域，而未来消费增长率最高的板块已从防水卷材为主的建材领域转向机械部件领域；西欧消费增长率较上一个时期明显上升，从0.2%增至0.7%，汽车领域是其未来最大的消费领域，占绝对比例，并且从-0.4%增至0.9%，而建筑材料是西欧未来一段时间的另一市场消费的重要推动力，前期增长率最高的电线电缆则保持不变；日本乙丙橡胶的消费量总体呈下降趋势，其未来5年的消费增长率较上一个5年平均下降了0.5个百分点，仅为1.8%。
就全球市场来看，消耗量最大的仍然是汽车行业；2023-2023年间增长率最高的是防水卷材等建筑材料领域，另一方面是电线电缆和聚合物改性领域。从三大重要消费区的总体来看，2023-2023年，除了汽车仍是消费量最大的领域外，屋顶片材等建筑材料已成为西欧、日本消费增长最快板块，2023-2023年间消耗乙丙橡胶的主力军——聚合物改性已不再是乙丙橡胶的重要消费领域。在美国，机械零部件领域消费的乙丙橡胶未来年均增长率最高，且呈快速增长态势，是值得关注的趋势之一。从另一个角度讲，TPO(TPV)的快速发展则冲击乙丙橡胶的应用市场，因此开发乙丙橡胶新的应用领域显得更为紧迫。
2.2国内市场分析与预测
2.2.1生产情况
1997年吉林石化引进日本三井化学溶液聚合法技术，建成一套2.0万t/a的乙丙橡胶生产装置，该装置也是目前我国唯一一套乙丙橡胶生产装置。当时引进24个牌号，但其中大部分牌号不能适应国内市场需要，目前仅保存3062E和4045两个牌号。取而代之的是自己研究开发出J-2070、J-3080(P)、J-3092E、J-0010、J-0030、J-0050以及J-0080等产品新牌号。这些产品的门尼粘度在10-90之间，以中低门尼粘度产品为主。其中二元产品重要用于高档润滑油粘度指数改性剂，三元产品重要用于密封制品、海绵制品、建筑材料、胶管、聚合物改性、轮胎内胎、运动场地以及橡胶杂件等。
近年来，随着新品种的不断开发和应用领域的扩展，乙丙橡胶已成为需求增长最快的橡胶品种，全国需求量年均增长率保持在4%-5%，但总体发展处在不平衡的态势。美国等发达国家和地区市场供大于求的局面正在扩大，而中国市场的需求量则连年保持两位数的递增速率，成为全球乙丙橡胶未来装置建设和市场开拓的焦点。2023年国内乙丙橡胶生产能力4.5万吨/年，产量约2.5万吨，净进口量16.1万吨，表观消费量18.6万吨，自给率仅13.4%。2023年，国内乙丙橡胶产能4.5万吨/年，产量达成1.9万吨，进口量21.8万吨，出口量0.2万，表观消费量达23.5万吨左右。华北、华东等邻近地区的汽车、建筑、电子电气等乙丙橡胶的下游产业发达，产品市场前景非常广阔。预计2023年国内乙丙橡胶需求量将达成28.5万吨左右，2023~2023年间年均需求增长率7.0%；预计2023年国内乙丙橡胶需求量将达成36万吨左右，2023~2023年间年均需求增长率4.8%。
数年来保持2位数的需求增长速率以及经济利益的驱动，国内掀起了乙丙橡胶投资热潮，并成为国内化工招商的热点项目（见表3）。为进一步抢占国内市场，吉林石化正在新建5.0万t/a乙丙橡胶生产装置，其中一期2.5万t/a装置已经建成，正在试车当中，所有装置将于2023年终建成投产。此外，美国协和石油集团计划在宁波投资建设一套4.0万t/a生产装置；日本三井化学计划与中国石化合资在上海化学工业园区内投资200亿日元新建一套7.5万t/装置，计划在2023年第四季度建成投产；南京化工园区计划新建一套5.0万t/a装置；德国朗盛拟在抚顺高新技术产业开发区新建一套5.0万t/a生产装置；山东玉皇化工有限公司拟在东明县化工园区内新建一套5.0万吨/年乙丙橡胶生产装置，计划在2023年建成投产；2023年，延长石油集团延安富县6万吨乙丙橡胶项目将投产。根据目前的建设进度，2023年我国乙丙橡胶的总生产能力可以达成7.0万吨/年，2023年有也许达成16-20万吨/年，届时将大大缓解国内市场的供需矛盾。
表3近年国内乙丙橡胶新增产能及网上招商情况万t/a
单位
新增能力
基本现状
中国石油吉林石化公司
5
一期2.5万吨/年试运营，溶液聚合法
中石化与三井合资（上海高桥石化）
7.5
已进入环评阶段，拟采用三井茂金属催化技术，2023年终完毕
抚顺高新技术产业开发区
5.0
德国朗盛投资
扬州化工园区
10.0
2023年招商，合资合作，依托镇海炼化
宁波化学工业区
4.0
美国协和石油集团投资，2023年网上招商
南通市洋口港石化产业
4.0
规划中
山东玉皇化工有限公司
5.0
中科院长春应用化学研究所生产技术及意大利FasTech公司提供的溶液法聚合
延长石油集团
6

中国石化燕山石化公司
8.0
做施工图中，拟采用国产技术
2.2.2消费情况及需求预测
1996年以前，我国乙丙橡胶的产量几乎为零，国内需求所有依靠进口，消费量仅为1030吨。1997年，中石油吉林石油化工公司的2.0万吨／年乙丙橡胶生产装置建成投产，结束了我国无乙丙橡胶生产装置的历史。近年来，随着我国汽车工业、建筑业等行业的迅猛发展，对乙丙橡胶的需求量大幅度增长。2023年我国乙丙橡胶的表观消费量只有9.05万吨，2023年达成12.98万吨，2023年进一步增长到18.97万吨，同比增长33.03%，2023-2023年消费量的年均增长率为15.95%。相应的对外依存度却由2023年的78.5%增长到2023年的92.0%，充足说明我国乙丙橡胶的市场绝大部分由国外产品所填充，具有很好的发展前景。　
表4近年来我国乙丙橡胶的供需情况单位：万吨/年
年份
产量
进口量
出口量
表观消费量
对外依存度%
2023
2.0
5.0
0.1
6.9
71.6
2023
2.2
7.1
0.2
9.1
78.5
2023
1.9
7.5
0.2
9.2
81.2
2023
2.0
8.8
0.2
10.6
83.2
2023
2.0
11.5
0.5
13.0
88.4
2023
1.9
13.2
0.8
14.3
92.8
2023
1.8
17.5
0.3
19.0
92.0
我国乙丙橡胶重要用作汽车部件、防水卷材、电线电缆、油品改性剂以及聚烯烃改性剂等领域。2023年我国乙丙橡胶的消费结构为：汽车工业对乙丙橡胶的需求量约占总需求量的42.11%，防水卷材约占9.47%，电线电缆约占8.95%，油品添加剂约占9.47%，聚合物改性约占12.11%，塑胶跑道约占12.63%，其它方面约占5.26%。此后几年，随着我国汽车工业以及城市基本建设、轨道交通建设等的不断发展，对乙丙橡胶的需求量也将会不断增长。预计到2023年,我国对乙丙橡胶的总需求量将达成约24.0万t。近几年我国乙丙橡胶的消费现状及预测情况见表5。
表5我国乙丙橡胶的消费现状及预测情况
消费领域
2023年
2023年
2023年（预测）
消费量
所占比例%
消费量
所占比例%
消费量
所占比例%
汽车工业
4.4
41.51
8.0
42.11
10.0
41.67
电线电缆
0.9
8.49
1.7
8.95
2.2
9.17
防水卷材
1.0
9.43
1.8
9.47
2.5
10.41
聚合物改性
1.2
11.32
2.3
12.11
2.8
11.67
油品添加剂
1.1
10.38
1.8
9.47
2.0
8.33
塑胶跑道
1.3
12.27
2.4
12.63
3.0
12.50
其他方面
0.7
6.60
1.0
5.26
1.5
6.25
合计
10.6
100.00
19.0
100.00
24.0
100.00

3、重要物料消耗
乙丙橡胶装置重要原料为乙烯及丙烯，两者之间的比例可在一定范围内调节。商业的三元乙丙聚合物乙烯丙烯比由80/20到50/50。目前国内生产的乙丙橡胶中乙烯单体所占比例接近60%，乙丙橡胶装置重要原料乙烯2.94wt/a、丙烯2.14wt/a、第三单体乙叉降冰片烯或双环戊二烯0.28wt/a需外购。
表6重要原材料消耗
序号
名称及规格
单位
消耗定额
年用量
备注
1
乙烯
t
0.587
29350
自供
2
丙烯
t
0.428
21400
自供
表7公用工程消耗
名称
单耗
年耗量
循环水/t
600
3000×104
电/kW.h
1240
6200×104
蒸汽/t
4.2
21×104
氮气（标准）/m3
80
400×104
压缩空气（标准）/m3
80
400×104
仪表风（标准）/m3
120
600×104
4、工艺技术情况
目前世界上乙丙橡胶工业生产方法有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。其中溶液聚合法工艺成熟，是占世界乙丙橡胶总产能的82%，悬浮法生产分别在美国朗盛公司和意大利Polimeri公司有一套7.0万吨/年和8.5万吨/年的装置，气相法生产全球仅美国陶氏化学公司有一套11万吨/年的装置(1998年由美国联碳公司建成，目前已停产)。与溶液法相比，悬浮法的生产能力强，工艺流程简化，基建投资少，产品成本低，但品种牌号少，性能不突出，应用范围窄，因此使用不广泛，而气相法随着仅有的一套装置的停产，也许会推迟此方法的研究进展。
可采用溶液聚合法。技术来源可对DSM、Exxon、DDE、BayerAG等公司进行技术打听。溶液聚合法最典型的代表是DSM公司。
国内方面，我国仅有中石油吉林石化一家生产公司。在成套技术上，由于国外EPR技术专利商的技术封锁，我国至今没能引进国外先进的EPR成套工艺技术。最近几年，针对乙丙橡胶的开发和研究也有了很大的进展。中石油吉林石化扩建5万吨/年乙丙橡胶项目一期2.5万吨已经完毕，2023年该公司200吨/年乙丙橡胶中试装置中试装置正式投用，它采用的是吉林石化研究院的自主技术，目前该中试装置工艺流程已全线贯通；中科院长春应化所和中国石油吉林石化公司已成功开发出具有自主知识产权的制备简朴、成本低、易于工业化的新型钒系乙丙橡胶催化剂，打破了国外长期的技术封锁；此外，北京燕山石化公司采用中国石化集团自主知识产权技术，新建年产能为4万吨乙丙橡胶，北京燕山石化公司已正式与中石化北化院、台湾LAS公司、美国NEC公司签订商务协议，合作编制工艺包。
4.1生产工艺技术及比较
目前乙丙橡胶的工业化生产工艺重要有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。截至2023年终，全世界共有21套乙丙橡胶生产装置，分布在12个国家（见表8）。其中，除美国陶氏化学公司有一套11万吨，年的气相法生产装置(1998年由美国联碳公司建成)，美国朗盛公司和意大利Polimeri公司分别有一套7.0万吨/年和8.5万吨/年的悬浮法生产装置（1971年投产时产能分别为2.5万吨/年和1.6万吨/年）外，其余皆为溶液法装置（占世界总产能的80.7%）。
表8世界乙丙橡胶生产装置及生产工艺情况

4.1.1溶液聚合工艺
（1）技术状况
60年代初实现工业化，经不断完善和改善，技术己成熟，为许多新建装置所使用，是工业生产的主导技术，约占FPR总生产能力的77．6％。该工艺是在既可以溶解产品、又可以溶解单体和催化剂体系的溶剂中进行的均相反映，通常以直链烷烃如正己烷为溶剂，采用V一A1催化剂体系，聚合温度为30～50℃，聚合压力为0．4～0．8MPa，反映产物中聚合物的质量分数一般为8％～10％。工艺过程基本上由原材料准备、化学品配制、聚合、催化剂脱除、单体和溶剂回收精制以及凝聚、干燥和+ s2 ]2 w" x7 [/ m5 R1 X包装等工序组成,但由于各公司在某部分或控制方面有自己的专利技术，因而各具独特的工艺实行方法。代表性的公司有DSM、Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。其中最典型的代表是DSM公司，它不仅是全球最大的EPR生产者，并且在荷兰、美国、日本、巴西所拥有的四套装置均是采用溶液聚合工艺，占世界溶液聚合工艺生产EPR总能力的1/4。下面将以该公司为例进行说明。
# l7 X$ ?1 R& FDSM公司采用己烷为溶剂，乙叉降冰片烯（ENB）或双环戊二烯（DCPD）为第三单体，氢气为分子量调节剂，VOCL3一1／2AL2Et3CL3为催化剂。此外，为提高催化剂活性及减少其用量，还加入了促进剂。催化剂的配比用量、预解决方式、促进剂类型是DSM公司的专有技术。反映物料二级预冷到-500℃，根据生产的牌号，单釜或两釜串联操作。聚, k/ s( l9 @9 L8 {合釜容积大约为6m3。聚合反映条件为：温度低于650℃，压力低于2.5MPa，反映热用于反映器绝热升温。在碱性脱钒剂和热水作用下，聚合物胶液中残留的钒催化剂进入水相，经两次转相过程被彻底脱除。未反映单体经二次减压闪蒸回收并循环使用。此时向胶液中加入稳定剂等助剂（生产充油牌号时加入填充油）。汽提蒸出残存的乙烯、丙烯和大部分溶剂0 l( _  c: c3 m; b/ X后撇液送至两台串联的凝聚釜进行凝聚，并进一步蒸出回收残余己烷溶剂循环使用,JC胶粒浆液脱水后进入干燥系统，然后压块或粉料包装。含ENB的废热空气送至焚烧炉焚烧，含钒污水送至污水脱钒单元，在脱钒剂的中和絮凝作用下，钒进入钒渣中，定期送堆埋场掩埋，经脱钒的污水排至污水解决厂解决。
+ o: W5 @5 H0 I/ ADSM公司EPR溶液聚合工艺技术成熟，比较先进，有下列优点：（1）投资低，工艺优化。反映器的优比设计能满足反映物料混合规定，能准确控制聚合反映工艺参数和产品质量，聚合物胶液浓度高而循环溶剂量少，聚合釜体积小但生产强度高，原料和循环单体不需要精制，催化剂效率高，三废中钒含量低，生产弹性大。（2）生产操作费用低，装置年操作时间长，原料和催比剂的消耗低，采用先进控制系统对生产进行控制。（3）产品质量具有极强的竞争力。产品中催化剂残渣含量低，生产中次品少，产品牌号切换灵活，切换废品量少，产品特性可以按用户规定进行调整，产品牌号多，门尼值可在20～160宽范围内调节，质量稳定，反复性好，产品规格指标变化幅度窄和产品加工性能优异。
（2）技术特点
- N: C  O7 ^* z' t0 C技术比较成熟，操作稳定，是工业生产EPR的重要方法；产品品种牌号较多，质量均匀，灰分含量较少，应用范围广泛；产品电绝缘性能好。但是由于聚合是在溶剂中进行，传质传热受到限制，聚合物的质过度数一般控制在6％～9％，最高仅达11％～14％，聚合效率低。同时，由于溶剂需回收精制，生产流程长，设备多，建设投资及操作成本较高。
4.1.2/ i- s( O! D: Q. r4悬浮聚合工艺
（1）! D' i2 G6 A% |技术状况
# [& \7 a: J" j2 s! NEPR悬浮聚合工艺产品牌号不多，其用途有局限性，重要用作聚烯烃改性，目前只有Enichem公司和Bayer公司两家使用，占EPR总生产能力的13.4%。该工艺是根据丙烯在共聚反映中活性较低的原理，将乙烯溶解在液态丙烯中进行共聚合。丙烯既是单体又兼作反映介质，靠其自身的蒸发致冷作明控制反映温度，维持反映压力。生成的共聚物不溶于液态丙烯，而呈悬浮于其中的细粒淤浆。又可分为一般悬浮聚合工艺和简化悬浮聚合工艺。
①$ o7 u, N* s" X3 T①①一般悬浮聚合工艺
" J0 ~: h# A% X& vEnichem公司采用此工艺：以乙酰丙酮钒和AlEt2Cl为催化剂，二氯丙二酸二乙酯为活化剂，HNB或DCPD为第三单体，二乙基锌和氢气为分子量调节剂。视所生产产品牌号的不同，将乙烯、丙烯、第三单体以及催化剂加入具有多桨式搅拌器的夹套式聚合釜中，反映条件为：温度-20～20℃，压力0．35～1．05MPa。反映热借反映相的单体蒸发移除。反映相中悬浮聚合物的质量分数控制在30％～35％，整个聚合反映在高度自动控制下进行，生成的聚合物丙烯淤浆间歇地（10～15次／h）送入洗涤器，用聚丙二醇使催化剂失活，再用NaOH水溶液洗涤。悬浮液送入汽提塔汽提，未反映的乙烯、丙烯和ENB分别经回收系统精制后循环使用。胶粒一水浆液经振动筛脱水、挤压干燥、压块和包装即得成品胶。该工艺特点是聚合精制不使用溶剂，聚合物浓度高，强化了设备生产能力，同时省略了溶剂循环和回收，节省了能量。
②简化悬浮聚合工艺
该工艺是在一般悬浮聚合工艺基础上开发成功的，重要是采用高效钛系催化体系，不必进行催化剂的脱除，未反映单体不需解决即可返回使用。通常用于生产EPM，这是由于闪蒸不易脱除未反映的第三单体。其工艺流程为：反映在带夹套的搅拌釜中进行，采用TiC1、一MgC12一A1（i一Bu），催化剂体系，催化剂效率为50kg聚合物／g钛，反映温度27℃，压力1.3MPa，聚合物的质量分数为33％。反映釜出来的蒸汽物料压缩到2.7MPa并冷却后返口反映釜。聚合物淤浆经闪蒸脱除未反映单体，不需精制解决，压缩和冷却后直接循环到反映釜使用。脱除单体的聚合物不必净化解决即可作为成品。产品可认为粉状、片状或颗粒状。近年来，Enichem公司采用改善后的V一A1催化体系，催化剂效率提高到30～50kg聚合物/g钒，省去了洗涤脱除催化剂工序，同样简化了工艺流程。
（2）技术特点
0 o% q: s, Z. w+ jEPR悬浮聚合工艺的特点是：聚合产物不溶于反映介质丙烯，体系粘度较低，提高了转化率，聚合物的质量分数高达30％～35％，因而其生产能力是溶液法的4～5倍；无溶剂回收精制和凝聚等工序，工艺流程简化，基建投资少；可生产很高分子量的品种；产品成本比溶液法低。而其局限性之处是：由于不用溶剂，从聚合物中脱离残留催化剂比较困难；产品品种牌号少，质量均匀性差，灰分含量较高；聚合物是不溶于液态丙烯的悬浮粒子，使之保持悬浮状态较难，特别当聚合物浓度较高和出现少量凝胶时，反映釜易于挂胶，甚至发生设备管道堵塞现象；产品的电绝缘性能较差。
4.1.3气相聚合工艺
（1）: \4 |; ?' A4 p( t2 }7 E% r; x（1）（技术状况
$ G# \+ y! O3 T2 i$ l. P, |EPR的气相聚合工艺是由Himont公司率先于20世纪80年代后期实行工业化的。UCC公司则于90年代初宣布气相法EPR中试装置投入试生产，其9.1万吨/年的气相法EPR工业装置于1999年正式投产。该工艺占EPR总生产能力的9％。UCC公司的EPR气相聚合工艺最具代表性，它分为聚合、分离净化和包装三个工序。质量分数为60％的乙烯、35.5％的丙烯、4.5％的ENB同催化剂、氢气、氮气和炭黑一起加入流比床反映器，在50～65C和绝对压力2.07kPa下进行气相聚合反映。乙烯、丙烯和ENB的单程转化率分别为5.2％、0.58％和0.4％。来自反映器的未反映单体经循环气压缩机压缩后进入循环气冷却器除去反映热，与新鲜原料气一起循环回反映器。从反映器排出的EPR粉未经脱气降压后进入净化塔，用氮气脱除残留烃类。来自净化塔顶部的气体经冷凝回收ENB后用泵送回流比床反映器。生成的微粒状产品进入包装工序。
（2）技术特点
与前两种工艺相比，气相聚合工艺有其突出的优点：工艺流程简短，仅三道工序，而传统工艺有七道工序；不需要溶剂或稀释剂，毋需溶剂回收和精制工序；几乎无三暖排放，有助于生态环境保护。但其产品通用性较差，所有的产品皆为黑色。这是由于为避免聚合物过粘，采用炭黑作为流态化助剂之故。虽然开发成功了用硅烷粘土和云母代替炭黑生产的白色和有色产品，但第一套工业化生产装置仍然只能生产黑色FPR。
4.1.46 W6 E( n" H! `; F4.1.444 各种生产工艺的技术经济比较
FPR各种生产工艺技术经济比较如表：所示。
* Q9 v& n7 Y- S2 D5 F! A由表1可以看出，在FPR的各种生产工艺路线中，溶液聚合工艺投资和成本最高。投资高是由于流程长，高粘度散热难，设备生产强度低，反映后聚合物流浓度太稀（仅为6％～14％，悬浮聚合工艺为33%），单体、溶剂回收需较高的费用；成本高重要是由于公用工程费、折旧费、固定成本费用高。这是由于生产过程中消耗较高的电和蒸汽所致。
悬浮聚合工艺的投资与成本工艺分别相称于相同规模溶液聚合工艺的77％和88％，具有投资少、原料消耗和能耗低、生产成本低、三废解决费用少等特点。7 O+ J" I7 n4 H( c, _气相聚合工艺的投资和产品成本最低，分别相称于同等规模溶液聚合工艺的42％和68％。
表9：EPR各种生产工艺的技术经济比较) }: D( \* P# Y# u投资，／百万美元
项目
溶液聚合
悬浮聚合
气相聚合
生产能力／（万t/a）
4．5
4．5
9．1
界区内
6900
5250
6000
界区外
2510
2023
1900
总投资
9410
7270
7900
相对单位投资／％
100
77
42
生产成本／（美元／t）

原料
691
688
686
公用工程
178
103
34
其它
35
35
13
可变成本/(美元／t)
904
826
733
2 a6 T# N* k/ \, G. X固定成本/(美元／t)
200
168
(83
总钞票成本/(美元／t)
1104
994
816
折日费／(美元／t)
261
201
109
总成本(美元／t)
1365
1195
925
相对总成本／％
100
88
68
8 |) j% x2 @4 C, V6 e) U# % ]: C. [" e$'#4.1.5结论
综上所述，虽然EPR溶液聚合工艺的投资和成本最高，但其产品综合性能好，硫化速度快，产品应用范围广，是目前国外最广泛使用的方法。悬浮聚合工艺生产流程短，投资和成本较低，然而产品性能没有突出优点，应用范围较窄，故目前不及溶液聚合工艺使用广泛。气相聚合工艺产品中具有大量炭黑，通用性较差，限制了它的使用范围，但其工艺流程短。生产高效和清洁，有助于减少生产成本和保护生态环境，对长期沿用的溶液聚合工艺具有主线变革性意义，是合成橡胶工业技术此后发展的必然趋势，已成为国外大石化公司竞相开发和优先发展的项目。该工艺虽然目前尚有不尽如人意之处，有的公司对它甚至持谨慎态度，还不大也许不久取代长期工业应用的溶液聚合技术，但从长远来看，其发展前景是乐观的。
5、投资估算及静态经济效益指标
建设5万吨/年乙丙橡胶装置的总投资为7.45亿元，建设投资为6.6亿元。项目建成后，可实现年销售收入90000万元，年利税额28300万元，年利润额21070万元。项目投资利税率38%，投资利润率28.3%。