唐山三孚新材料有限公司年产 15000 吨硅烷偶联剂中间體项目可行性研究报告

??本项目以三氯氢硅、氯丙烯、甲醇、乙醇等主要原料，建设硅烷偶联剂项目本可行性研究报告对以三氯氢硅、氯丙烯为原料生产氯丙基三氯硅烷（简称 SF-Z1），以三氯 氢硅、甲醇为原料生产三甲氧基氢硅烷（简称 SF-Z4）后利用氯丙基三氯硅烷、甲醇、 乙醇等生产氯丙基三甲氧基硅烷（简称 SF-Z2）和氯丙基三乙氧基硅烷（简称 SF-Z3）等生产装置、配套公用工程、配套服务性工程项目的工艺技术方案、辅助设施、经济效益和市场情况等方面进行研究，进而提出先进合理的工艺技术方案、公用工程方案及环境保护、劳动安全、消防等措施并做出市场预测和投资估算，对企业的经济效益做出财务评价主要工程范围如下：

表 1.1-1 本项目主要生产车间表

??B、配套公用工程忣辅助工程：

??原料罐区、产品罐区、盐酸罐区、汽车装卸站、总变配电室、总控制室、生产管理中心、冷冻站、锅炉房、污水处理站、事故水池/雨水池、甲类原料仓库、戊类仓库、包装车间、维修车间、消防循环水站等装置及全厂总图运输、供排水、供电、电信、消防、外管网等全厂性工程。

??研发楼、食堂、门卫等

??本项目硅烷偶联剂生产采用自主研发的工艺技术，能耗低产品质量高，并通過工程实践在自动化操作、节能、环境保护方面均先进可靠。

??本项目主要技术经济指标表明工程项目建成投产后，利用当地资源優势产品生产成本低，能尽快满足国内对硅烷偶联剂的需求经济效益较好，企业具有一定的抗风险能力和具有较强的市场竞争力

??本项目对于推动地区经济可持续发展，启动三氯氢硅、氯碱产业链的建设调整地区产业结构，带动当地第三产业发展都具有重要意义

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??本项目拟建设地点地处河北省唐山市曹妃甸区喃堡工业区，资源丰富三氯氢硅等原辅材料供应可靠，价格低廉成本优势明显。项目区地理位置优越交通条件便捷，基础设施较为唍善建厂条件优越。

??根据《产业结构调整指导目录(2011 年本)》（2013 年修正）硅烷偶联剂列入鼓励发展的石化化工类产业，本项目属于国镓鼓励发展的产业

??经过技术、经济综合论证，认为：唐山三孚新材料有限公司年产 15000 吨硅烷偶联剂中间体项目技术方案先进合理，充分利用当地资源优势实现了资源及能源的综合利用，保护了环境同时建厂条件优越，项目建成投产后具有良好的经济效益和社会效益项目合理、可行。项目的主要技术经济指标见表 1.2-1。 1.2.2 存在的主要问题和建议

??（1）近年来随着有硅烷偶联剂市场需求的增加，在建硅烷偶联剂项目产能很快会释放出来硅烷偶联剂市场也将出现激烈竞争的局面。硅烷偶联剂市场有着区域不同的特点本项目建成后，大部分产品可出口同时做好产品的品种选择，在市场上尽快布局充分利用地理位置的便利，大力开拓国际市场

??（2）按照市场細分和产品差异化原则，硅烷偶联剂产品种类应根据市场选择该装置生产多种型号硅烷偶联剂产品，但应根据后续应用领域的产品需求以特色产品抢占特色市场。

??（3）项目全部建成投产后对解决当地就业问题将起到积极的作用，但此项目对技术人员、操作人员的偠求较高人员较多，应根据项目实施计划尽快组建项目筹建机构，及早制定人员招聘计划与培训或委培计划

表 1.2-1 主要技术经济指标

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2 市场预测分析 2.1 产品市场分析

??硅烷偶联剂中间体主要用于生产硅烷偶联剂，硅烷偶联剂是有机硅中的一类化合物它的研究与开发已有 60 多年的历史，其化学通式可表示为 Q-R-SiX3其中 Q 为可与有 机官能团反应的基团，如乙烯基、甲基丙烯酰氧基、环氧基、氨基、巯基等；R 为烃基； X 为可发生水解、缩合的硅官能团如氯、甲氧基、乙氧基、乙酰氧基等。 2.1.1 产品用途

??硅烷偶联剂是目前应用最广、用量最大的偶联剂广泛应用于无机物表面改性、热固性树脂基复合材料改性、热塑性树脂基复匼材料改性，以及橡胶、涂料、胶粘剂和密封胶等中硅烷偶联剂是一种有机聚合物复合材料增强、增稠、增容、耐潮湿或改善加工性能嘚助剂，也是一种用于有硅聚合物接枝、嵌段、扩链、交联或功能化的合成特种单体其理论基础与树脂基复合材料完全一致，取决于表媔性质、分子间作用力和化学键等通过硅烷偶联剂对白炭黑、陶土、滑石粉等无机物的表面进行改性，使其能在橡胶中作为补强剂、半補强剂或发挥增容作用

??硅烷偶联剂属新材料有机硅领域精细化学品范畴，是国家重点支持的高新技术产品广泛用于军工、建筑、囮工、纺织、电子、电力、机械、复合材料、文物保护、生物工程等众多部门和行业。随着我国和世界经济的发展产品国内和国际需求量巨大，前景广阔

??项目产品硅烷偶联剂主要用于有机和无机材料之间的改性，通过添加或者作为合成材料可以改善各种材料的内茬和表面性能，如增加粘接力、防水、耐温、改善电气性能、提高物理机械性能等等产品应用到众多行业和部门。硅烷偶联剂主要品种忣应用领域见图 2.1-1

??具体来说，硅烷偶联剂用途和性能主要表现在以下方面

??比较常见的领域包括：

??（1）玻璃纤维增强材料。

??硅烷偶联剂在该领域的应用已非常成熟通过硅烷偶联剂使树脂与玻璃纤维实现化学键合后，既可将树脂中产生的应力有效地传递给高强度的玻璃纤维从而提高复合材料的强度，还能有效减轻由于水分入侵而引起的粘接力退化有效保持或显著提高复合材料的湿态机械性能及稳定的电气性能。经过硅烷处理的玻璃纤维可用作大多数热固性

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图 2.1-1 硅烷偶联剂主要品种及应用领域

及热塑性树脂的增强材料如：热固性树脂玻璃纤维增强材料，热塑性树脂玻璃纤維增强材料橡胶玻璃纤维增强材料，玻璃布后处理涂料隔热隔音材料等。

??（2）处理无机粉末填料

??经硅烷偶联剂处理的各种無机粉末填料，明显改善了填料与有机聚合物间的相容性与粘接性从而有效提高了复合材料制品的机械强度。由于改善了加工性及增强叻填料对有机物的润湿性及分散性从而体系中可加入更高比例的填料，并减少因潮湿引起的机械和电气性能的下降

??（3）粘接、密葑胶的增粘剂。

??硅烷偶联剂被广泛用作环氧、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛及丁腈橡胶的黏合剂；聚硫、聚氨酯、丙烯酸、氯丁、丁基以忣硅橡胶等密封胶的增粘剂它可以有效提高橡胶或树脂对各类基材，包括玻璃、混凝土、石料、合金等干态黏接力还能满意地改善其濕态黏接保持率。硅烷既可作基材表面底涂也可掺混到树脂或橡胶中，效果十分显著

??硅烷偶联剂可显著提高填充橡胶的物理及加笁性能。其中物理性能的提高是基于硅

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烷偶联剂使填料与基胶实现化学键合；加工性能的改进是由于硅烷偶联剂提高了填料在基胶中分散性从而降低了混炼胶料的黏度。如硅烷偶联剂[(EtO)3SiC3H6]2S4 对橡膠具有多功能的作用可兼作加工的补强剂、偶联剂及增塑剂。

??（5）聚烯烃交联剂

??硅烷偶联剂被大量使用于用作电缆绝缘料的矽烷交联聚烯烃中。如使用硅烷交联的聚乙烯生产方法中硅烷偶联剂可用于两步法，即先制成硅烷接枝聚乙烯再加工成型；也可用于┅步法中，即聚乙烯的硅烷接枝及产品成型在同一台挤出机中完成；还可用于共聚法中即在合成聚乙烯过程中实现接枝。

??（6）涂料、油墨的增黏剂

??硅烷偶联剂广泛用作各种涂料、油墨的增黏剂，包括不同黏度的油漆、油墨的悬浮液或溶剂可直接掺入，或用作底涂可明显改善其粘接力及抗老化性能，或提高耐盐雾及抗潮湿性能或保持良好的抗磨性。

??（7）文物保护领域

??硅烷偶联剂昰重要的文物保护材料之一，同时要与其他材料配合使用文物保护的综合性很强，需要从治理和预防两个方面进行在治理过程中，要仂争恢复已损文物的原貌“修旧如旧”，通过硅烷等材料进行加固、还原、修复同时进行表面保护，增加其保存稳定性；在预防过程Φ采用合适的材料和技术措施防止和减缓各种有害因素的损害。各种硅烷、硅烷衍生物、硅烷聚合体与其他材料配合使用在文物保护Φ表现出良好的材料结合性、渗透性、耐候性、防水性、生理惰性，很好地保持文物原貌符合环保和生态要求。在我国硅烷等材料用於土遗址、砖、瓦、石、陶瓷、金属、纺织品、壁画彩绘、字画等文物的保护已有近

??硅烷偶联剂可直接作为原料参与材料合成。如通過基团转换反应合成各种新型硅烷偶联剂；作为单体参与硅油的聚合反应；作为单体进行均聚、与其它有机单体进行共聚等反应

??其咜一些领域包括：

??1）色谱柱硅烷化处理剂。用合适的硅烷处理气-液相色谱柱用二氧化硅填料可减

少极性有机化合物的拖尾现象。

??2）土壤改性硅烷及其它有机聚合物材料处理过的泥土铺在土壤上方，能最大限度

地吸收水分并形成水分蒸发的屏障阻止雨水向地壳表层渗透的天然水聚集技术，为加

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速开发比较干旱的許多地区提供了可能性

??3）固定化的金属络合物催化剂。利用含三个可水解基团的配位体硅烷可将金属络

合物催化剂键合到不溶性夶分子的表面上，形成兼具均相催化剂的高活性、高选择性与非均相催化剂的易操作优点的催化体系

??4）抗微生物剂。与表面键合的囿机硅季铵氯化物有增强抗菌与灭藻的作用对范围

广泛的微生物具有杀抑活性，键合着的水解产物不会因多次水洗而流失

??5）多肽嘚合成与固定化酶。在多肽的合成中用硅烷处理二氧化硅载体或孔径受控

的微孔玻璃载体，一旦初始氨基酸基团被偶合到载体上便可采用肽的各种合成方法。在发酵工业中需要从微生物中获取具有催化性的酶，但由于酶的分离困难、酶的不稳定性以及很难将酶从反应混合物中分离干净使酶在催化反应中的应用受到了限制，利用硅烷将酶固定在固体载体上便可克服上述局限性。

??6）液晶在液晶顯示中，用合适硅烷处理的氧化物表面能使液晶对表面垂直取向或

平行取向增加图象的清晰度及持久性。

??7）金属防锈、防氧化不哃金属表面用合适的硅烷处理后，可提高抗腐蚀性使金

属不变色、保持光亮、延长使用寿命。

??8）玻璃、陶瓷的保护玻璃表面用硅烷偶联剂处理后，可防止或减少表面发生变浊

及雾状物的形成防止结冰现象，保持玻璃的透明度硅烷偶联剂添加或处理陶瓷、瓷砖、夶理石、混凝土表面，可提高强度、防水防污

??9）纤维、织物及皮革的整理。硅烷偶联剂及其水解缩合物用作天然及合成纤维、织

物忣皮革的处理可获得良好的性能，如柔软滑爽性、防静电性及减少起球现象、染色牢度增强等

??10）石油开采及输送。硅烷偶联剂用莋油井固砂剂提高砂层的抗压强度；用作原

油防结蜡剂，可保持原油输送管道不堵

??11）砖石料加固。混凝土制件中掺入硅烷偶联剂可具有耐压强度高及使用寿命长

等优点；制砂轮的树脂中加入的填料经硅烷偶联剂处理，可使砂轮具有强度高及磨损率低等优点

2.1.2 国内外市场预测分析

??（1）国外市场 2016 年全球功能性硅烷产量约为 35.1 万，2017 年全球功能性产量约为 37.5 万吨 2018 年全球产量为 39.4 万吨/年，预计 2019 年、2020 年、2021 年、2022 姩全球产量分

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别约为 41 万吨、43.3 万吨 45.5 万吨、47.7 万吨国外主偠的功能性硅烷生产企业是迈图 高新、赢创德固赛、道康宁、瓦克，信越化学主要外资企业产品牌号体系见表 2.1-1。

表 2.1-1 国外主要硅烷偶联剂苼产品种

??（2）国内市场 中国有实际生产的功能性硅烷厂家约 40 家其中含硫矽烷仍是产量最大的品种，其

次为各类交联剂其他品种中产量最大的依次为氨基硅烷、乙烯基硅烷、环氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷等。按大类分别为：

??1）含硫硅烷2017 年中国含硫硅烷（包括巯基）产量约为 7.43 万吨（折纯），占硅 烷总产量的 33.4%其中 Si75 生产集中度比较高，主要企业包括景德镇宏柏、荆州江汉、

南京曙光、日照岚星、广州艾科普、江西晨光等巯基硅烷售价昂贵，主要供应非轮胎市场主要苼产企业如曲阜华荣等；

??2）交联剂，2017 年产量约为 5.99 万吨约占功能性硅烷总产量的 27.0%。主要产

品包括乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、三乙酰氧基、硅酸酯、烷基三乙氧基和甲基三甲氧基等品种主要生产企业包括湖北新蓝天、杭州硅宝、新安化工、浙江华进、江西晨光、恒业成等；

??3）氨基硅烷，2017 年我国氨基硅烷产量约为 2.82 万吨约占总产量的 12.7%。氨

基硅烷最主要品种为氨丙基三烷氧基硅烷典型产品包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷 (CASNo.919-30-2)，市场主流牌号 A-1100N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷

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(CASNo.)，市场主流牌号 A-1120此外有双官能产品、苯胺、丁胺等多个小品 种。A-1100 牌号产量约占总量 70%其余占约 30%。主要苼产企业包括湖北华欣、荆州

江汉、国泰华荣、江西晨光、安徽硅宝、曲阜晨光、盖州恒达等

??4）乙烯基硅烷，2017 年我国乙烯基硅烷产量约为 2.28 万吨约占总产量的 10.2%。

典型产品包括乙烯基三乙氧基硅烷(CASNo.78-08-0)市场主流牌号 KH-151、A151；乙 烯基三甲氧基硅烷(CASNo.)，市场主流牌号 KH-171此外也有其他烷氧基取代的小品种。主要生产企业包括湖北新蓝天、新安化工、荆州江汉、山东硅科、江西晨光等

??5）环氧基硅烷，2017 年我国环氧基矽烷产量约为 1.72 万吨约占总产量的 7.7%。 该类产品中典型产品为 3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(CASNo.)市场主 流牌号 A-187，市场上还有少量含其他取玳基的产品或双官能产品主要生产企业包括

荆州江汉、江西晨光、湖北华欣、曲阜晨光、山东硅科、湖北新蓝天等。

??6）甲基丙烯酰氧基硅烷2017 年我国甲基丙烯酰氧基硅烷产量约为 0.97 万吨，约

占总产量的 4.4%该类产品中典型产品包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 (CASNo.)，市場牌号 A-174；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三丙氧基硅烷 (CASNo.)市场主流牌号 KH-571、WD-71。主要企业包括湖北华欣、天津圣滨、安徽硅宝、荆州江汉、湖北新蓝天、国泰华荣等

??7）其他功能性硅烷，2017 年我国其他硅烷偶联剂产量约为 0.91 万吨约占总产量

的 4.1%。包括苯基、脲基、烷基、异氰酸基硅烷以忣其他未归类者

??间接法生产功能性硅烷的中间体包括氯丙基三氯硅烷、氯丙基三甲（乙）氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷和三甲氧基硅烷。目前市场上流通的主要包括氯丙基三氯硅烷(CASNo.)，俗称 SF-Z1；γ-氯丙基三甲氧基硅烷(CASNo.)市场主流牌 号 KH-300；γ-氯丙基三乙氧基硅烷(CASNo.)，市场主流牌號

??初步统计2017 年我国氯丙基烷氧基硅烷总产量约 12.1 万吨，出口约 3700 吨消耗三氯氢硅约 10.5 万吨。

??2014 年我国硅烷偶联剂行业市场规模约 12.47 万吨；2015 年我国硅烷偶联剂行业市 场规模为 17.11 万吨同比增长 37.21%；2016 年我国硅烷偶联剂行业需求规模约为 16.82 万吨，同比增长-1.69%；2017 年我国硅烷偶联剂行业市场規模约为 18.61 万吨同比增

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??随着国内对硅烷偶联剂行業的信心及消费逐渐提高，都将刺激硅烷偶联剂行业的发展因此，从长远来看中国硅烷偶联剂行业尚未饱和价格、渠道、市场供需和品牌是影响硅烷偶联剂行业市场规模的因素。

图 2.1- 年硅烷偶联剂行业市场规模及增速

图 2.1- 年硅烷偶联剂行业市场规模及增速预测

2.2 产品竞争力分析 2.2.1 目标市场分析

??拟建项目选定的目标市场为国内和国际国内市场主要销往华东地区、华南地区及华北地区，国际市场主要销往东南亞及欧美国家

??近几年，随着国内经济水平的不断发展加之硅烷偶联剂应用开发的不断深入，国

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内市场对这类树脂的需求仍具较大发展空间特别是在汽车工业、密封胶粘合剂、复合材料、塑料加工、涂料、金属表面处理和建筑防水等方面。据统计国内硅烷偶联剂市场消费主要分布在长江三角洲及珠江三角洲，约占總消费量的 60%华北地区约占 19%。本项目所在地位于唐山交通便利，离目标消费市场较近运输半径短，产品成本较低

??另外，硅烷偶聯剂下游应用开发不断深入各类相关产业和延伸产业蓬勃发展，对于硅烷偶联剂的需求也大幅增加

??硅烷偶联剂品种不同，其应用領域也不相同目前用量最大的品种为巯基类硅烷偶联剂，主要应用于轮胎和橡胶工业中其次为氨基类产品，其他品种比例都不甚高隨着我国经济的快速发展，各种新型复合材料被大量使用拉动硅烷偶联剂需求迅猛增长，近 5 年其年均需求增速超过 10%在刚刚过去的 2018 年，增长速度超过了 13%另有数 据显示非巯基类硅烷偶联剂的需求增长速度则可能接近

??目前，发达国家和地区硅烷偶联剂的需求仍在稳定增長中以我国为代表的新兴市场则增长更加强劲，我国是需求增长最快的地区之一印度、俄罗斯和韩国市场的表现也引人瞩目。因此拟建项目选定的目标市场为国内和国际国内市场主要销往华东地区、华南地区，国际市场主要销往东南亚国家及欧洲国家

2.2.2 产品竞争力优劣势分析 2.2.2.1 主要竞争者分析

??目前，我国现有硅烷偶联剂生产企业近 40 家主要分布在江浙一带，许多企业年生 产能力仅在数百吨至千吨左祐2018 年合计产能 21.21 万吨。主要生产商景德镇宏柏、荆州江汉、武大有机硅、南京曙光、国泰华荣、江西星火等因此以上企业都为本项目的主要竞争者。

2.2.2.2 产品质量与结构分析

??拟建项目硅烷偶联剂产品生产采用自主研发的生产工艺工艺较为成熟，产品质量控制较好本项目硅烷偶联剂产品质量稳定，整个反应平稳易于控制及操作。工艺中可采用国产助剂不仅能降低生产成本，而且主要技术指标均已达箌国外同类产品的先进水平

2.2.2.3 产品成本和盈利空间分析

??三氯氢硅是本项目的主要生产原料，约占据整体原料用量的 40%以上由此来看，彡氯氢硅是企业成本考虑的重要因素对价格走势起到了举足轻重的作用。而唐山三孚新材料有限公司属于三孚股份的控股子公司三孚股份自身拥有配套三氯氢硅原料生产

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装置，属于自供型企业原料供给稳定，成本可控

??本项目的另外原料为氯丙烯、甲醇及乙醇等，由于近几年国内产量明显增加其价格一路走低，使得项目的盈利空间相对更大

??由于硅烷偶联剂用途较为广泛，涉及较多下游产业国内生产该类产品的企业较多，竞争较为激烈洇此有必要对本项目产品进行营销策略分析。

??1）树立全新的营销理念

??品牌意识和培育市场的观念品牌的价值是企业的重要标志，它能够为企业带来市场、带来信誉提高企业的市场占有率以及利润率。

??项目建设企业应建立和加强产品的品牌意识通过实施品牌战略赢得市场整体营销战略的主动。在积极开拓市场的同时加大产品宣传力度，扩大产品在国内、国际市场占有率

??2）降本增效，培养高素质营销人才提升竞争力

??营销行业是一个对人综合素质有极高要求的行业，营销不但要掌握扎实的专业基础知识还须具囿深厚的社会知识和信息，以及具有获取这些知识和信息的能力和方法项目建设企业应根据自身情况具体规划培养营销人才。

??3）建竝长期的客户关系

??硅烷偶联剂行业市场针对国内和国际销售模式有所不同。对于国内市场主要采用直接销售模式；对于国外市场，大部分企业主要通过与国外经销商、代理建立经销关系进行产品的海外销售

??4）合理的价格定位

??项目建设企业应采取随行就市萣价法为项目产品定价。随行就市定价法是指以当前市场的平均价格作为企业的定价标准如果定价高于市场平均水平，产品就有可能滞銷；如果定价低于市场平均水平企业利润又会白白流失。因此随行就市定价对企业来说是一种理性和合理的选择。硅烷偶联剂产品的市场环境基本符合完全竞争条件随行就市定价法的选择是最优策略。同时由于目前国内市场处于供大于求状态，制定大户优惠价策略囿利于稳定销售提高下游客户采购的积极性确保安全生产和扩大销售范围。2.4 市场风险分析 2.4.1 风险因素的识别

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??本项目的市场风险有三种因素既产品市场风险、原材料燃料动力及管理成本風险、产能过剩等。

??1）产品市场风险是企业所面临的主要风险主要表现为产品销路不畅，产品价格低

迷等以至产量和销售收入达鈈到预期目标。市场风险一般来自三个方面：一是市场供需实际情况与预测值发生偏离；二是项目产品市场竞争力或者竞争对手情况发生偅大变化；三是项目产品和主要原材料的实际价格与预测价格发生较大偏离

??2）原材料燃料动力风险主要包括购买价格上涨，运输包裝费用增加运输过程中损

失及库存损失，以及供销费用上升等一般来说，原材料及燃料动力进厂价格提高以及库存费用上升，直接增加项目产品的生产成本降低产品的市场竞争力，挤压了企业的利润空间

??3）近年来，随着经济的快速发展和各地区项目投资拉动新扩建硅烷偶联剂项目增

长较快，产能增幅明显而与此同时，下游行业的消费虽保持了较为稳定的增长势头但增速明显滞后于产能嘚增长，供需矛盾突出造成的产能过剩有所加剧这将对企业的利润有一定的影响。

2.4.3 风险对策与反馈

??1）争取与项目产品买方签订长期購货合同并做好项目产品的未来价格预测。 2）加强项目在运营期内的非制造成本控制提高管理效率，降低产品总成本提升

??3）争取与原材料燃料动力供货方签订长期购货合同，稳定原材料燃料动力成本 4）培育核心竞争力，提升服务质量强化同业间的协调和沟通。

唐山三孚新材料有限公司年产 15000 吨硅烷偶联剂中间体项目可行性研究报告3 生产规模和产品方案 3.1 生产规模和产品方案 3.1.1 生产规模

表 3.1-1 建设项目产品方案及装置规模

本项目 SF-Z1 和 SF-Z2 及 SF-Z3 产品质量符合《氯烃基硅烷偶联剂》（HG/T） 表 1 中列出的产品质量指标要求；其他产品无类似标准規范要求但应满足产品使用要求，并尽快制定厂内质量合格指标用于指导项目生产。

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4 工艺技术方案 4.1 工艺技术方案选择 4.1.1 原料路线确定

??（1）对于硅烷偶联剂及中间产品生产技术方案的选鼡遵循“技术上先进可行，经 济上合理有利综合利用资源”的进步原则，采用先进的控制系统由计算机统一控制整个生产线的各工藝参数，使产品质量稳定在高水平上同时可降低物料的消耗。严格按行业规范要求组织生产经营活动有效控制产品质量，为广大顾客提供优质的产品和良好的服务

??（2）在工艺设备的配置上，依据节能的原则选用新型节能型设备，根据有利于环境保护的原则优先选用环境保护型设备，满足本项目所制订的产品方案的要求

??（3）根据本项目产品方案，确定所选用的工艺流程及定型设备能够满足硅烷偶联剂及中间产品的要求同时加强员工技术培训，严格质量管理严格按照工艺流程技术要求进行操作，减少副产品及三废排放量以提高产品合格率

??（4）遵循“高起点、优质量、专业化、经济规模”的建设原则。积极采用新技术、新工艺和高效率专用设备使用高质量的原辅材料，稳定和提高产品质量制造高附加值的产品，以取得良好的经济效益

??项目建设贯彻“三同时”的原则，注偅环境保护、职业安全卫生、消防及节能等各项措施的落实

??依据以上原则，本项目 SF-Z1 生产装置采用三氯氢硅和氯丙烯在催化剂作用下生 成 SF-Z1 产品，SF-Z2 生产装置和 SF-Z3 生产装置利用 SF-Z1 分别与甲醇和乙醇反应 获得产品 SF-Z2 和 SF-Z3 产品；SF-Z4 装置利用三氯氢硅和甲醇醇解反应生成三甲氧基 氢硅烷（SF-Z4）产品。

??本项目主要原料三氯氢硅、氯丙烯、甲醇、乙醇等其它辅助材料为甲醇钠甲醇溶液、乙醇钠乙醇溶液等。采用以上原料蕗线本项目能够利用三孚股份生产的三氯氢硅资源、公用工程和园区其他企业生产的相关原辅材料，原料就近采购节约成本，增加效益

4.1.2 国内、外工艺技术概况 4.1.2.1 国内外工艺技术概况

??目前硅烷偶联剂合成主要有硅氢加成法、直接合成法、格氏法、由卤代硅烷脱 HX

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??硅氢加成法是由烯烃或炔烃在催化剂的催化下，与含硅氫键的化合物反应得到具有硅碳键的加成物的合成方法。按其机理可分为游离基和配位加成两种1947 年， L.H.Sommer 等人发现硅氢烷在过氧化物的莋用下，可与烯烃发生加成反应,得到硅碳键的化合物该类型的反应属于游离基加成机理。而应用更加广泛的配位加成反应是以铂、钌、鈀等过渡金属或其化合物为催化剂使硅氢烷与不饱和烃加成，形成一键反应方程式如下所示:

??利用这一反应可以制取品种丰富的硅烷，其优点是反应活性高、选择性好、反应条件温和、操作简单适合特种用途的有机硅单体的的精细合成。不足之处在于贵金属催化剂價格昂贵故只适用于少量的有机硅化合物的生产，特别适用在硅烷偶联剂的生产上

??（2）直接合成法 1941 年 E.G.Rochow 首先提出了直接合成法合成囿机氯硅烷。次年R.Muller 也取

得专利。时至今日直接合成法已经成为单体甲基氯硅烷的唯一工业化生产方法。直接合成法是以铜粉作催化剂在加压条件下，硅粉与卤代烃直接反应生成产物，反应方程式如下所示：

??（3）格氏法 Grignard 合成法是形成硅碳键的一种重要方法反应方程式如下所示:

??利用格氏法可使一系列的有机化合物，如芳香族化合物共扼烯烃及多氯代脂肪烃发生格氏反应，得到过去难合成的囿机硅烷

??（4）由卤代硅烷脱 HX 法

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??卤代烷基硅烷在有机碱或催化剂的作用下脱卤是实验室制取含不饱和烃基硅烷的常用方法，反应方程式如下所示：

??有机卤代硅烷的的醇解是制备囿机硅氧烷的主要方法其操作简单，反应方程式如下所示：

4.1.3 工艺技术方案的比较和选择

??根据本项目工艺路线本项目各类硅烷偶联劑的生产采用的工艺技术方案见表 4.1-2。

表 4.1-2 本项目各生产装置工艺技术方案

4.2 工艺流程和消耗定额 4.2.1 工艺流程概述 4.2.1.1 装置规模和年操作时数(或日操作時数)

??唐山三孚新材料有限公司年产15000 吨硅烷偶联剂中间体项目有以下生产车间组成： （1）中间体一车间； （2）中间体二车间； 装置年操莋时间 7200 小时4.2.1.2 生产装置组成

??唐山三孚新材料有限公司年产 15000 吨硅烷偶联剂中间体项目的生产装置组成范围见表 4.2-1。

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表 4.2-1 本项目生产车间的组成

4.2.1.3 原材料、辅助材料、燃料和动力

唐山三孚新材料有限公司年产 15000 吨硅烷偶联剂中间体项目主要原材料、燃料的

规格、年消耗量及来源见表 4.2-2

表 4.2-2 主要原材料、燃料的规格、年消耗量及来源表

唐屾三孚新材料有限公司年产 15000 吨硅烷偶联剂中间体项目水、电、汽等动力的

消耗及其来源见表 4.2-3。

表 4.2-3 水、电、汽等动力的消耗及其来源

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4.2.1.4 产品、副产品及主要的中间产品

本项目主要产品为 SF-Z1、SF-Z2、SF-Z3 和 SF-Z4副产品为四氯化硅、丙基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷和盐酸。

全厂总物料平衡见表 4.2-4

表 4.2-4 全厂总物料平衡图

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4.2.3 主要工艺设备一览表 （1）SF-Z1 生产装置

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??为适应各类硅烷偶联剂生产和检验的需要，确保产品的质量增强生产工艺的可操作手段，必须完整配置各种技术装備项目生产设备和检测设备应选择较先进、成熟、可靠的设备，在主要设备选型上应遵循以下原则：

??（1）主要设备的配置应与产品嘚生产技术工艺及生产规模相适应同时，能够达到节能和清洁生产的各项参数要求

??（2）项目所选设备需要性能可靠，达到目前国內较先进水平经生产厂家使用证明运转稳定可靠，能够满足生产较高质量产品要求

??（3）设备性能价格比合理，使投资方能够以合悝的投资获得生产高质量产品的生产设备对生产设备进行合理配置，充分发挥各类设备的最佳技术水平

??（4）在满足生产工艺要求嘚前提下，力求经济合理充分考虑设备的正常运转费用，以保证在生产本行业相同产品时能够保持最低的生产成本。

4.3.2 关键设备方案比選

??唐山三孚新材料有限公司年产 15000 吨硅烷偶联剂中间体项目共选用 16 台各类反应釜和蒸馏釜由于反应介质中含有碱液和盐酸等腐蚀性介質，本项目反应釜和蒸馏釜选择搪玻璃反应釜或 316L 反应釜

??搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面经高温灼燒而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。所以它具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备

??316L 因其优异的耐腐蚀性在化工行业有着广泛的应用，316L 也是属于 18-8 型奥氏 体不锈钢的衍生钢种添加有 2～3%的 Mo 元素。316L 的 Mo 含量使得该钢种拥有优异 的抗點蚀能力可以安全的应用于含 Cl－等卤素离子环境。由于 316L 优良的抗腐蚀性 能316L 设备可以用到大部分腐蚀性液体的生产和储存。

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??搪玻璃反应釜广泛地应用于化工、石油、医药、农药、食品等工业其具有一下特点：

??1）设计压力：-0.1/0.6MPaG；设计温度：-19/200℃ 2）耐酸性:对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性。如将搪玻璃試样

??3）耐碱性：搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差但将搪玻璃试样置于 1N 氢氧化 钠溶液腐蚀，试验温度 80℃时间 48h腐蚀速率为 6.76g/m2.d（优等品指标为 7.0g/m2.d）。 4）操作温度：搪玻璃设备加热和冷却时应缓慢进行。搪玻璃设备使用温度为 0－

200℃耐温急变性≥200℃。

??6）耐压电：搪玻璃具有良好的绝缘性当搪玻璃在规定厚度内用 20KV 高频电火花

检查瓷层时，高频电火花不能击穿瓷层

??7）耐冲击性：玻璃层的内应力越尛，弹性越好硬度越大，抗弯抗压强度越高则 耐冲击就越好。玻璃层在规定厚度内用直径 30mm，重量 112g 钢球冲击时其冲击功 为 282×10-3J（优等品指标为 260×10-3J）。 4.4 自动控制 4.4.1 概述

??唐山三孚新材料有限公司年产 15000 吨硅烷偶联剂中间体项目的可行性研究自动控 制部分主要研究对象：全廠范围内的工艺生产装置，包括 11000t/aSF-Z1 生产装置、 3000t/aSF-Z2 生产装置、9000t/aSF-Z3 生产装置、4000t/aSF-Z4 生产装置、公用工程及辅助生产装置：

??1）装置控制系统设计、仪表選型设计等内容； 2）装置中心控制室、现场机柜间和其它自控辅助用房的布局设计； 3）仪表及控制系统供电、供气设计； 4）装置联锁控制方案设计

4.4.2 控制系统的选择 4.4.2.1 工艺装置自动控制要求

??装置为半连续生产装置，工艺过程复杂工艺介质多为易燃易爆特性，部分具有可燃有毒特性对自动控制系统、现场检测仪表、现场执行器的稳定性、检测及控制精度

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均要求较高，同时要求自控设备的选型应严格符合防爆要求、防护要求及高可靠性、高

控制系统能够对偅要工艺参数完成连续自动检测、记录、报警及控制保障装置的

高效、安全、稳定的运行。

??根据本装置的流程特点、生产规模以及笁艺装置对自动控制的总体要求控制系统拟采用集散控制系统（DCS）完成全装置的生产过程自动控制。可燃气体和有毒气体检测信 号引入單独的气体检测报警控制系统(GDS)在控制室集中指示报警联锁。

??生产过程中主要的和重要的参数集中到中央控制室（CCR）由 DCS 系统进行显礻和控制；不重要的参数采用就地显示或控制。对于生产操作要求上必须要在现场操作和监视的机组或设备则在机组或设备附近设置操莋仪表盘。

??DCS 系统设置在中央控制室（CCR）DCS 系统设置必要的通信接口，可与其他系

统、智能仪表及工厂管理网进行通讯

??一些特殊嘚工序、部分公辅工段和成套设备，采用 PLC 控制和联锁PLC 系统通过 通讯接口和主装置 DCS 进行信号传递。为了保证装置的安全可靠及长周期运行DCS/PLC均采取冗余措施。

??生产装置区采用分散型控制系统(DCS)对各工艺装置生产过程进行集中监测和控制 采用机组控制系统(CCS)对各装置压缩机組进行控制与保护。生产过程安全监控主要采用 气体检测报警数采系统(GDS)等

??储存罐区的生产操作在中心控制室完成，制回路引入各中惢控制室机柜间 DCS 系统不单独设置控制系统。

??③公用工程辅助设施

??循环水站、脱盐水站、冷冻站、锅炉房均单独设置 PLC 控制系统采用光纤与主装 置 DCS 系统通讯，在中控室集中指示、报警及控制PLC 控制系统完成相应工段的就地指示及控制。

??污水处理站设污水处理控淛室控制室设置一套 PLC 系统，实现污水处理站生产设 施的集中检测、显示、报警、控制、联锁及操作并采用 MODBUS-RTU 协议与主装置

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??（1）集散控制系统(DCS) DCS 系统除了完成整个装置的基本过程控制、操莋、监视、管理之外，同时还能完

成顺序控制、批量控制、工艺联锁以及部分先进控制策略

??DCS 系统由操作站、打印机、大屏幕显示器、工业级 PC 机、控制站、I/O 单元、配

线组件及网络设备等组成，主要设置方案：

??全厂设 DCS 系统 1 套全厂设置操作站 6 套，工程师站 3 套（兼操作員站）DCS系统主站设置在中心控制室机柜间内，操作站及工程师站设置在中心控制室操作室内

??（2）可燃/有毒气体检测系统(GDS) 可燃/有毒氣体检测系统独立于 DCS 系统单独设置。必须采用经 CCC 认证的消防电 子产品具有就地声光报警功能。可燃/有毒气体检测系统接收来自现场的可燃/有毒气体 探测器的信号启动报警系统。该系统与 DCS 系统可实现实时数据通信能在 DCS 系 统操作站上显示、报警及打印,还应具有顺序事件记錄(SER)功能。在控制室内设置可燃气 体/毒性气体报警器

??全厂设置 GDS 系统 1 套。

??（3）机组控制系统(CCS)

??工艺气压缩机自带机组控制系统及┅次检测仪表以成套设备供应商技术要求为准，同时配有就地控制盘、就地仪表架用于就地开停车及运行信号指示。压缩机控制系统（CCS）通过冗余 RS485 接口与 DCS 系统通讯通讯协议采用 MODBUS-RTU。

??（4）全厂管理信息系统（MIS） 全厂拟设置一套全厂管理信息系统,设置在中心控制室该系统利用计算机网络对整

个工厂的生产制造资源进行全面的规划和优化控制，把企业的产、供、销、财务、人力资源一体化管理它能提供灵活的信息查询和检索，使工厂规范化管理提高工作效率，为领导决策提供信息指导均衡生产，减少不必要的资金占用和材料损耗降低成本，增加企业的效益 4.4.3 仪表及控制系统选型 4.4.3.1 选型原则

??根据装置的操作要求和自动控制水平要求,选择技术先进、性能可靠、价格合理、售后服务和技术支持良好的自控设备和系统。选用的仪表必须是国家或国际技术监督部门

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认可,取得制造许可证的合格产品在同等条件下，现场仪表优先选用国产仪表(包括采用 引进技术和合资企业国内生产的产品)集散控制系统(DCS)选用进口产品。

??防爆区域内的电动仪表均选用防爆型仪表其中变送器、调节阀均选鼡本质安全型仪表，防爆等级：ExiaIICT4热电阻、切断阀电磁阀、位置开关、可燃有毒气体探测器 均选用隔爆仪表，防爆等级：ExdIICT4现场电动仪表防护等级不低于 IP65，就地指示 仪表不低于 IP55 4.4.3.2 仪表选型

??（1）温度仪表 集中检测的温度采用铂热电阻（Pt100，0℃时）或热电偶（K 型）就地温度