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1、年产年产 30003000 吨改性沉淀白炭黑项目吨改性沉淀白炭黑项目可可行行性性研研究究报报告告沙洋硅业产业办二一年十月2目 录一、总论二、市场预测三、资源条件评价四、建设规模与产品方案五、技术方案与工艺路线六、主要原材料、燃料供应七、环境影响评价 八、投资估算九、效益分析 十、结论3一、一、总论总论1 、项目名称：年产 3000 吨改性沉淀白炭黑项目2 、拟建地点：沙洋硅工业园区3 、承办单位：沙洋硅业产业办4 、建设规模：3000 吨/年为宜，预计疏水改性系列（BS 系列）产销量 300 吨/年，超细透明系列（GB 系列）产销量 1700 吨/年，高分散性系列（BT 系列）产销量 1000
2、 吨/年。5 、概算投资：项目总投资 2300 万元，固定资产投资 1900 万元。6 、效益分析：年销售收入 2600 万元，利税 1100 万元，投资回收期 23 年。二、市二、市场预测场预测 改性沉淀白炭黑是一种重要的纳米无机化工材料，粒径微小（740nm），比表面积大（50400m2/kg），产品纯度高（SiO298%）。该产品具有优越的表面化学性能以及良好的生理惰性，在硅橡胶、胶黏剂、油漆、涂料、油墨、电子、纸张、化妆品、医药、食品 、农业和 CMP 等领域有着广泛的应用，主要起到补强、增稠、触变、消光等作用，是国家科技领域和国防工业中不可缺少的原材料。白炭黑改性包括表面包覆改性、表
3、面活性剂改性、硅烷偶联剂改4性和聚合物包覆改性。硅烷偶联剂改性机理是由易水解基团水解生成硅烷醇，进而与白炭黑表面的硅羟基产生缩合，使白炭黑表面由亲水性变为疏水性，从而增大其与橡胶的相容性。常用硅烷偶联剂:德固赛用于轮胎的硅烷：Si69 液体，X 50-S CN 固体:Si 69 和 HAF(50:50)，Si75 液体，X 75-S 固体:Si 75 和 HAF(50:50)。白炭黑的极性表面改变机理如下图所示。图 61 改性白炭黑与橡胶交联示意图1、产品市场供应现状改性沉淀白炭黑分为亲水型和疏水型两种产品。该产品生产技术要求极高，目前国际上仅有德美日乌中等几个国家能够生产，国外产品占据了我国
4、 80%以上的市场份额。目前，市场需求主要是疏水型改性白炭黑，疏水型产品是在亲水性产品的基础上表面5改性而得。表面改性就是使二氧化硅粒子表面的活性羟基与有机化合物发生缩合反应而在二氧化硅表面覆盖一层有机分子，使二氧化硅与有机物分子之间的浸润性、分散性、界面结合强度等性能提高，从而提高材料的综合性能和产品的附加值。二氧化硅表面形成硅橡胶分子吸附层，构成二氧化硅粒子与橡胶分子联成一体的三维网格结构，从而达到补强作用。改性白炭黑产品用途广、用量大，目前国内橡胶、涂料、农药等行业，每年需用高分散性白炭黑约 20 万吨，硅橡胶行业需用超细透明白炭黑约 1 万吨，高档塑料、消防等行业需要疏水性白炭黑约 2
5、 千吨。 国内沉淀白炭黑的生产企业较多，但产品品种较少，档次较低，难以和化工新材料行业配套。目前，中高档改性白炭黑产品基本依赖进口。2、产品价格现状及其预测改性白炭黑的性能与气相白炭黑性能相近，是替代昂贵的最佳选择，而且针对不同材料、不同填充剂的需求，可以采用不同的偶联剂对沉淀白炭黑进行改性，达到提高相容性，增加白炭黑的填充量，降低生产成本，提高材料性能。同时，对于价格只有4000 元/t5000 元/t 的沉淀白炭黑，通过偶联剂的改性，提高了产品品质和附加值，扩展产品销售渠道。改性白炭黑价格也比较高，价格区间为 80001400 左右。63、市场预测改性白炭黑的应用主要在橡胶领域应用，约占总
6、产量 70的改性白炭黑用作橡胶补强剂，白炭黑能大幅提高胶料的物理性能，减少胶料滞后，降低轮胎的滚动阻力，减少耗油量，降低汽车尾气的排放。非橡胶领域应用已上升到总用量高级胶鞋 绿色轮胎 浅色橡胶制品 牙膏 涂料 其它图 62 改性白炭黑市场应用比例的 1/4。近年来，发达国家开发了一些新的应用领域。改性白炭黑在塑料、饲料、医药、农药、造纸工业以及日用品等领域得到了广泛的应用。显然，随着改性白炭黑应用领域的不断扩大，改性白炭黑的市场空间将是越来越广阔。我国改性白炭黑的应用领域如图所示。改性沉淀白炭黑主要应用在室温硫化硅橡胶（RTV）和热硫化硅橡胶（HTV）领域，在后者中添加量高达 40%，它在硅橡
7、胶领域的使用量大概占了其总产量的 55%。近几年，我国有机硅发展7迅速，国内已建和准备建设的甲基硅烷装置规模合计超过 250 万吨/年，这将带动下游产业的发展，对改性沉淀白炭黑的市场需求也会日益增加。近几年我国的改性沉淀白炭黑市场保持高速增长，改性沉淀白炭黑的净进口量增长率连续 6 年超过 20%（见表*）：2006 年进口量超过 11000 吨/年，进口金额达到了 6355 万美元。据不完全统计，目前我国改性沉淀白炭黑的需求量已超过 16000 吨/年，平均增长率高达 34%。我国从 2005 年开始，国内才开始有改性沉淀白炭黑出口，2006 年出口量增加飞速，增长率高达 14 倍。表 62
8、 近年来我国改性沉淀白炭黑的进口情况（单位：吨）年1999 2000 2001 2002 2003 2004 20052006进口数量1533 2110 2787 3436 5759 6961 903411427平均增长率36%32%23%67%21%30%26%表 63 国内 1999-2005 年的表观消费量情况（单位：吨）年1999 2000 2001 2002 2003 2004 20052006表观消费2109 2675 3367 4286 6909 8861 11184 160438量（t）注: 表观消费量=进口量-出口量+国内产量国外改性白炭黑的主要厂商有德国德固赛公司、法国罗地
9、亚公司、美国 PPG 公司、邱博公司等，预计仅美国改性白炭黑市场需求量将以年均 3.7%以上的速度增长，到 2010 年将达到1500kt，市值可能增至 17 亿美元。国内沉淀白炭黑的生产企业较多，产能达到 1200kt/a，但产品档次较低，难以满足化工新材料行业的特殊需求。因此，急需对沉淀白炭黑进行改性，提高沉淀法白炭黑的品质和价格，拓展国内外销售市场。三、三、资资源条件源条件评评价价本项目的主要原料为沉淀法白炭黑和改性剂。专家预测，2010 年我国沉淀白炭黑产能将突破 120 万吨，并且将以 10%的速度递增，这些都为改性白炭黑提供充足的原料。而改性剂硅烷偶联剂在沙洋周边地区易于购得。因此
10、建设发展改性白炭黑，使之向精细化、专用化、特殊用途的方向发展，可提高沉淀白炭黑的附加值，延长沙洋硅产业链，获得较高的综合效益。沙洋硅工业园区，先期 1000 亩的建设已达到“五通一平”的条件，为该项目建设的先期条件完全具备。9四、建四、建设规设规模与模与产产品方案品方案 通过市场分析，改性白炭黑项目的建设规模以 3000 吨/年为宜，预计疏水改性系列（BS 系列）产销量 300 吨/年，超细透明系列（GB 系列）产销量 1700 吨/年，高分散性系列（BT 系列）产销量 1000 吨/年。 项目建设内容为厂房、工艺设备、配套设施、环保工程等。 五、技五、技术术方案和工方案和工艺艺流程流程 本项
11、目以水相合成为主要工艺路线，采用胶体化学、表面化学领域中的新技术进行工艺控制，以多种化学助剂接枝反应赋予产品不同性能。 生产设备以国产设备为主。 下面以硅烷偶联剂改性白炭黑的工艺如下：图 63 硅烷偶联剂生产改性白炭黑的工艺流程3、技术来源：苏州大学（CN200910030085）10六、主要原材料、燃料供六、主要原材料、燃料供应应 1、原材料条件：其中 2009 年沙洋沉淀法白炭黑产能就达到110kt/a，预计 2010 底产能将达到 300kt/a。改性剂可以外购，配套的年需求量约 390t/a。2、水电供应条件：本工程主供电源由硅工业园区电网接入。本项目可利用厂区附近的沙溪河河水，水质较
12、好，水源能够满足工程用水要求。3、交通运输条件：项目选址位于沙洋硅工业园区，厂区紧临铁路，距离省道仅 5 公里，对于偶联剂、煤炭的购买以及产品的外销，交通十分便利。七、七、环环境影响境影响评评价价 该项目主要是白炭黑的粉尘污染，主要采用管道输送，操作人员可以戴口罩即可获得保护。此外，偶联剂的部分有机物挥发也要控制。该项目没有固废物和废水污染。八、投八、投资资估算估算表 64 年产 3000 吨改性白炭黑投资估算11总投资/万元设备投资/万元建筑投资/万元设备购置与安装费用/万元流动资金/万元2300190016040300九、效益分析九、效益分析 1、经济效益 表 65 项目经济效益估算表（单
13、位：万元/年）效益名称年销售收入年成本费用产品税收投资回收期投资利润年金额2600150020023 年9002、社会效益 改性白炭黑系列产品的产业化生产可填补国内空白，有助于相关产业的技术创新及降低使用成本，有利于振兴民族工业。 该项目的建设有利于提高当地居民收入水平；该项目在建设和运营期间，不会对道路、给排水以及当地的基础设施产生影响，相反还会加快和促进当地基础设施的完善进程，提高当地社会服务容量和民众服务意识，加快当地城市化建设。12十、十、结论结论 经调查研究和分析论证，本研究报告认为，利用沉淀白炭黑进行改性生产改性白炭黑，在技术和经济两方面都是可行的，体现了循环经济的模式，具有显著的
14、环保、经济和社会意义。主要结论如下：（1） 本项目属于国务院颁布的当前优先发展的高科技产业化重点领域指南（2007 年度）第四篇“新材料”中第 44 款“纳米材料”项目。因此本项目符合国家产业政策和福建省经济发展规划，有利于应对 WTO 带来的机遇和挑战，促进硅产业基地建设，有利于可持续发展战略，推动资源节约、综合利用和保护环境。（2）本项目使用的生产设备自动化程度高，投资低，在国内处于领先地位。（3）改性沉淀白炭黑是多硅晶的重要下游产品，国内外市场潜力巨大。（4）本项目技术提供单位有多年改性沉淀白炭黑生产和经营经验，产品畅销国内市场，并有雄厚的技术力量，这为本项目建设和今后生产提供了有力的技术和经验保证。（5） 通过详细的经济分析数据表明，该项目经济效益较好，建议尽快实施本项目。
