利用废旧聚酯瓶片及涤纶长丝生产可行性研究报告.docx
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利用废旧聚酯瓶片及涤纶长丝生产可行性研究报告
利用废旧聚酯瓶片及涤纶长丝生产项目
可行性研究报告
第一章总论
第一节项目概况········································1
第二节项目提出背景，必要性·························1
第三节可行性研究成果概要···································3
第二章产品方案和建设规模
第一节市场需求及预测·································6
第二节产品方案及生产规模·································7
第三章主要原料和辅助材料·····························9
第四章生产工艺与设备
第一节工艺路线、工艺流程·······························12
第二节主要设备及选型···································18
第五章厂址方案
第一节厂址概况········································20
第二节气象及其他自然条件·································20
第三节该项目厂区平面图····································21
第六章工程技术方案
第一节总平面规划方案···································23
第二节运输及仓储·······································23
第三节土建工程·······································24
第四节给水、排水·····································24
第五节供电·····································26
第六节通风与空气调节···································28
第七节空压与制冷·····································29
第七章资源综合利用与节能
第一节节能措施·········································31
第二节节能效果······································34
第八章环境保护
第一节设计依据和标准····································36
第二节主要污染物及其处理·································36
第三节消防·········································38
第四节安全生产·······································39
第九章管理体制与定员································40
第十章投资估算····································41
第十一章财务评价···································44
第十二章项目建设进度计划····························51
第一章总论
第一节项目概况
项目全称:
利用废旧聚酯瓶片年产60000吨涤纶长丝
建设地点：
山东省经济开发区承建单位：
**生态科技有限公司
第二节项目提出背景、必要性
1.2.1项目提出背景、必要性
为解决人们穿衣保暖的大问题，单纯依靠天然纤维增长是不现实的。
中国每年的天然纤维产量在650万吨以下。
由于粮棉争地，实现天然纤维的增长也是不可能的，那只有靠合成化纤。
涤纶纤维是整个化学纤维家族中的核心主体。
纺织业所需纤维中的40～50％来自涤纶。
亚洲地区人均纤维年消费量尚不足6公斤，距离欧美国家（20-30公斤）还有很大的差距，作为化纤主力军的涤纶纤维，未来中长期的市场需求将呈现稳定增长的趋势。
随着人们生活水平的不断提高，矿泉水、饮料、小包装食用油的消费量不断增加。
相应的包装物---矿泉水瓶、饮料瓶、油瓶等使用量迅速增加。
这类包装瓶多数采用聚酯原料生产，而聚酯是利用石油为原料加工而成的。
聚酯瓶加工业的飞速发展使石油资源消耗剧增，同时各类废弃聚酯瓶造成了社会环境污染也越来越大，它们对生态环境及经济发展带来的破坏和损失已成为急待解决的社会问题。
作为行业可循环经济代表的再生化学纤维行业，既可以解决聚酯的环境污染问题，实现资源综合利用，变废为宝，保护环境；也可以减少石油能源消耗。
所以再生化学纤维行业是化纤行业内典型的环保型绿色、循环经济代表产业，符合国家"全面、协调、可持续发展"战略。
1.2.2**生态公司对再生涤纶长丝生产技术的研发情况
由于废旧聚酯瓶片杂质多、分子量分布宽、熔点和粘度差异很大，用于生产涤纶长丝难度很大。
多年来国内发展的再生涤纶纤维技术，99%以上是涤纶短纤维，其产品主要用于做填充料，用途少，附加值低，但技术上比较容易实现。
国内少数工厂尝试生产再生涤纶长丝，但多数因技术不成熟，造成生产不稳定，组件更换频繁，成本过高，或必须添加一定比例的原生料才能正常生产。
国外也只有日本帝人、日本JFE、美国WELLMAN、意大利ORV等少数公司拥有废旧瓶片生产涤纶长丝的成熟技术。
**生态公司在中国化纤协会的支持下，自2007年元月份开始了对“废旧聚酯瓶片生产涤纶长丝”技术的研究和攻关，通过联合多方专家，攻克了回收瓶片料纺涤纶长丝的10余项技术难题，终于2007年10月获得了利用废旧聚酯瓶片生产涤纶长丝的产业化规模生产的成熟技术，并建成了年产1万吨的利用废旧聚酯瓶片生产涤纶长丝装置。
该项技术2007年11月13日通过了山东省科技厅科技成果鉴定，获得鉴定委员会专家的高度评价，称“该项技术实现了聚酯资源再生利用，减少资源消耗；有效地解决了聚酯废料的环境污染问题；提高了化纤行业对石油原料的利用率；开辟了再生聚酯行业新的产品路线，符合国家‘全面、协调、科学发展’的战略，该项目技术属国内领先，并达到国际同类产品的先进水平”。
国家专利局已于2007年11月14日正式受理了公司申报的发明专利一项，实用新型专利两项。
由于该技术对全国化纤产业具有积极、广泛的推广、示范意义，在同行业中引起了强烈反响，受到了中国化纤工业协会的高度重视和表彰，并授予**生态公司“中国化纤产业循环经济示范企业”称号。
公司同时被山东省经贸委、财政厅、国税局、地税局联合认定为“资源综合利用企业”；被山东省**市人民政府评为“**市重大节能成果奖”；被山东省人民人民政府评为“优秀节能成果奖”；被山东省**市科技局授予“**市民营科技型企业”称号。
**生态的“利用废旧聚酯瓶片生产涤纶长丝技术”，实现了100%废旧瓶片料生产涤纶长丝，开辟了我国再生聚酯行业新的产品路线。
对推动化纤行业资源综合利用、循环经济发展、节能降耗、技术进步、产业升级、调整和优化区域经济布局都有积极的示范意义。
当前**生态再生涤纶长丝产品种类已扩展到阳离子纤维、中高强产业用丝、色丝、异型丝等差别化纤维领域。
技术水平国内领先，并达到国际同类产品先进水平。
第三节可行性研究成果概要
1.3.1项目可行性研究的主要内容
本项目为山东****生态有限公司“利用废旧聚酯瓶片年产6万吨涤纶长丝”项目。
主要内容为：
采用具有自主知识产权的螺旋式连续干燥、多级变压过滤等技术，购进**制机纺丝、卷绕设备，郑州中远干燥设备等国内先设备，建设纺丝楼、辅助车间、仓库等。
形成年处理废旧聚酯瓶6.6万吨，生产涤纶长丝6万吨的生产能力。
本项目建成达产后，年增加销售收入6.9亿元、利税7008万元、利润4132万元。
1.3.2项目可行性研究的结论
该项目是典型的资源综合利用项目，符合国家产业政策，属于国家鼓励类产业。
该项目改变了涤纶长丝传统的原料路线，打破了国内多年来废旧聚酯瓶片只能生产低附加值短纤产品的局面，开辟了我国再生聚酯行业新的产品路线，实现了聚酯资源循环利用，减少了化纤行业对石油能源的消耗，有效地解决了废旧聚酯瓶的环境污染问题。
技术水平国内领先，并达到国际同类产品先进水平。
对推动整个化纤行业资源循环利用、节能降耗、减少污染、技术进步、产业升级和提高企业经济效益具有积极广泛的推广示范意义。
财务分析表明，该项目各项财务指标良好，具有较好的抗风险能力，经济效益甚佳。
研究认为：
本项目可行
1.3.3该项目主要技术经济指标
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
1.1
建设规模
再生纺涤纶POY长丝生产线
万吨/年
6
2
2.1
2.2
产品方案
涤纶普通POY长丝
差别化涤纶POY长丝
万吨/年万吨/年
2.5
3.5
100-300D
100-300D
3
3.1
3.2
主要原辅材料用量
废旧聚酯瓶片
油剂
万吨
吨
6.24
300
4
年工作日
天
330
5
5.2
公用动力消耗量
年耗电量
万度
3120
6
6.1
6.2
运输量
运入量
运出量
吨
吨
吨
125000
63000
62000
7
总定员
人
320
8
建筑面积
平方米
41000
9
固定资产投资
万元
9572
10
项目总资金
其中流动资金
万元
万元
11572
2000
11
年销售收入
万元
69000
12
年总成本费用
万元
63490.9
13
年销售税金及附加
万元
135
14
年利润总额
万元
4132
15
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
财务评价指标
投资利润率
投资利税率
借款偿还期
投资回收期
财务内部收益率
盈亏平衡点
%
%
年
年
%
%
35.7
60.56
3.53
4.54
40.0
54.4
第二章产品方案和建设规模
第一节市场需求及预测
本项目所生产的产品涤纶POY纤维长丝是纺织工业重要原料，装置建设的意义是很大的。
化学纤维的消费量中最重要的品种是聚酯纤维（涤纶）。
2007年我国聚酯产量为2000万吨，涤纶为1917.67万吨，其中：
涤短纤为699.95万吨，占36.5%，涤纶长丝为1217.72万吨，占63.5%。
照此计算，2008年我国涤纶长丝应达到1500万吨左右。
自1999年以来，全球纤维消费倾向于化纤的趋势日益明显，尤其是欧美地区消费习惯的转变，影响更深远，且渐渐扩及到亚洲地区消费者。
从全球纤维消费统计中可以清楚看出，美国及欧洲地区的人均消费能力最高（分别为37.2公斤和21.5公斤），而亚洲地区人均纤维消费能力不及6公斤。
但以目前亚洲地区的经济成长速度及众多的人口统计，未来衣着用纺织品消费市场应是以亚洲地区为最主要发展地区，而产业用纺织品则在欧美地区成长空间较大。
就整体而言，全球纤维需求的发展趋势，由于在棉花生产方面，主要产棉国家的棉田相当有限，不会有大幅度的增长；羊毛则因产地有限而难以成长；纤维素纤维则碍于环保限制与资源有限，虽有需求面的支撑，但仍难有快速的成长发展趋势，可以肯定的是，未来纺织纤维需用量的增加，将靠合纤产量的增加来供应，加之近年来科技感观的流行风潮未退，使人们对化纤纺织品有更高的接受度与喜爱。
合成纤维将成为人们追求的主要纤维。
涤纶纤维是整个化学纤维家族中的核心主体。
纺织业所需纤维中的40～50％来自涤纶。
作为化纤主力军的涤纶纤维，未来中长期的市场需求将呈现稳定增长的趋势。
由于南方江浙一带化纤业发达，而北方冀鲁地区纺织业比较发达，多年来“南丝北上”现象比较明显。
**生态公司位于山东北部，给北方客户供货能节省大量的运费，区位优势明显，市场空间巨大。
第二节产品方案及生产规模
分类
品名
规格
产量
（吨/年）
特性及用途
常规再生纺纤维
涤纶POY长丝
100-300D
25000
用于毛毯、地毯、箱包布等
差别化再生纺纤维
有色POY长丝
100-300D
20000
加入纺前色母粒，色牢度高，省去纺织过程中的染色工序，减少环境污染
阳离子长丝
100-300D
3000
通过化学改性，采用离子结合染色，可实现常温染色，色牢度高
阻燃长丝
100-600D
3000
加入阻燃母料，用于宾馆、饭店的窗帘、床上用品及消防服等。
异形长丝
100-300D
9000
生产三角型、三叶型、一字型等异形纤维，用于服饰、家纺等。
合计
60000
涤纶长丝可广泛用于毛毯、地毯、箱包、床上用品等领域。
通过在纺前加入色母料，生产有色再生涤纶长丝，这样免除了纺织过程中的印染工序，不仅着色牢度高，而且减少的印染工序造成的环境污染。
异形纤维的用途日益广泛，异形纤维在衣着，装饰及产业用纺织品三大领域内有着广阔的市场前景，也是非织造布及仿皮涂层的理想原料。
第三章主要原料和辅助材料
3.1主要原辅材料消耗
表3-1主要原辅材料消耗
原料名称
单价（元）
消耗定额
消耗总量
废旧聚酯瓶片
8600
1040
62400
POY油剂
20000
0.5%
300
组件滤材
9
3.8万套/年
POY筒管
1.1
42个/t
2520万个/年
循环使用
POY包装材料
30
2套/t
12万套/年
合计
3.2主要原材料—废旧聚酯瓶片质量指标
洁净聚酯瓶片质量指标
序号
指标内容
单位
规格
1
颜色
无色，透明，浅蓝
2
几何尺寸
3
标准尺寸
mm
3–12
4
细粉含量
%
≦2
5
大片含量
%
≦4
6
厚度
mm
≦3
7
堆积密度
kg/m³
350-500
8
原料密度
kg/m³
约1350
9
比热
kJ/kgK
≦0.982（0℃）
10
熔点
℃
≧252
11
湿含量
ppm（wt）
≦7000
12
特性粘度
dl/g
0.68-.075
13
粉尘含量
ppm（wt）
≦500
14
碎片温度
℃
5–60
15
杂质
16
其他塑料（总量）
ppm（wt）
≦150
17
PVC
ppm（wt）
≦25
18
橡胶
ppm（wt）
≦1
19
无机杂物
ppm（wt）
≦10
3.3主要原材料——废旧聚酯瓶片来源
我国现在瓶级聚酯切片的年产量在200万吨左右，随着人们生活水平的提高，还以每年20%的速度增长。
**生态位于山东省西北部，位于京津冀鲁大中城市的包围之中，该处地势开阔，交通便利，作为周边大中城市的废旧聚酯瓶利用基地非常合适。
经调查统计，**生态周边地区，特别是京津地区废旧聚酯瓶产生量很大，完全能满足项目生产需要。
另外，**生态距离天津港仅180公里，可以购买部分进口瓶片作为补充。
由于废旧聚酯瓶密度低，不适合长途运输。
项目直接购买清洗干净的瓶片用于生产，废旧聚酯瓶收购、挑选、清洗、粉碎工作委托专业的废旧物资回收公司或清洗公司进行。
例如:
北京郎林德通、**龙腾棉业、中国国物资再生利用天津滨海分公司等。
第四章生产工艺与设备
第一节工艺路线、工艺流程
4.1.1工艺路线及流程如下图
4.1.2工艺过程
（1）.瓶片混配和输送系统
由于废旧聚酯瓶片从各个地区收购，内在质量极不稳定，导致生产秩序及产品质量波动较大，故在投料前必须要采取混配过程。
为使瓶片质量相对均一，因此在将湿瓶片送入湿瓶片料仓之前必须进行混配。
混配后的原料运到投料现场后，用电动葫芦（或输送带）将瓶片包吊起放入瓶片加料斗内。
靠自重下落到输送器内。
因传统的原料脉冲输送，要用压缩空气，成本较高。
为了降低生产成本，改传统的脉冲输送为罗茨风机直接输送到高位料仓。
大大降低了生产成本。
瓶片输送过程是由电气控制柜进行自动控制的，当高位料仓无料时，料仓上的料位仪发出信号，这时罗茨风机开启，送料开始。
整个输送过程在ＰＣ机的控制下,如此周期性地循环将瓶片定量地、均匀地送入湿瓶片料仓。
（2）瓶片预结晶和干燥系统
瓶片在运输、储存过程中均会含有一定量的水份，聚酯瓶片的自然含水率约在1.0---3.0%，甚至更高。
水份却可以使聚酯链在高温状态下发生水解反应，为了达到理想的纺丝效果和保证纤维的质量，瓶片在进入螺杆纺丝之前，必须经过干燥使瓶片含水率达到工艺要求。
尽管瓶片的结晶度和软化点较高，在热风干燥时不易结块。
但为了更好的出去水分，瓶片还必须首先经“沸腾床”，除去瓶片的表面水份。
瓶片在‘沸腾床’上的除水是连续进行的。
湿瓶片通过回转阀大致计量后，被送入“沸腾床”，热风（温度160～180℃）从沸腾床面下部吹出通过一个筛孔板进入瓶片层。
床面下部热风通道被分割成左右两个通道,在脉动机的作用下,热风从左右两个通道交替吹向瓶片从而使瓶片呈沸腾状态，这样既把瓶片的表面水分烘干，又在热风的搅拌下，使瓶片不会粘结。
由于聚酯瓶片预结晶不但要有一定的温度而且还须一定的时间，因此，我们可以通过调节结晶器前部挡流板的高度来控制瓶片的结晶时间（20min左右）。
为了保证瓶片除水的均匀性，保证瓶片在结晶器内先进先出，结晶时间均匀一致，我们将床面下部热风道分成前后两部分，通过调节风门，从而保证瓶片沸腾呈有序化流化。
预结晶（即“沸腾床”）所用热风，由一个鼓风机通过一个加热器加热到工艺温度，吹入结晶器使瓶片呈沸腾状态。
热风带着瓶片中的粉尘和水分，经旋风分离器分离粉尘后，一小部分将水分排入大气，另一部分供给风机循环使用以节约能源消耗。
瓶片干燥塔是一个园柱形充填塔，经过结晶和干燥的瓶片进入干燥塔内继续干燥以达到最小含水率，瓶片自上而下在塔内呈柱塞状流动，与从干燥塔下部进入的自下而上的干燥热风（160-180℃）相向而行，塔底的气流分配器保证整塔身干燥风均匀，在一定的温度和时间的作用下，将瓶片内部的分子结合水排出，在干燥塔的50％、75％和100％处装有料位传感器,我们可以根据用料量的大小,通过料位选择开关来控制瓶片的干燥时间（5-6小时）干燥用干空气气源由压缩空气供给（≥0.6Mpa）。
经过一个分子筛除湿机将干燥空气露点控制在-80℃以下。
除湿机分A、B两塔分别装填分子筛吸湿剂，根据分子筛吸湿剂在有压力下吸附水分在常压下排出水分的吸湿原理，除湿机A、B两塔交替使用，一塔干燥，另一塔再生，从而保证减湿后压缩空气露点的稳定。
经干燥的减湿压缩空气经减压阀减压后，经过一个拉伐尔喷嘴使之流量稳定，再经过一个空气加热器加热到工艺温度以供干燥之用。
因为回收聚酯瓶片的切割大小一致性差，堆积密度小。
所以在输送和干燥过程中，会出现许多不稳定状态，严重的会影响生产秩序和产品质量。
所以也要采取必要的措施，避免影响因素的出现和解决方案。
例如：
将结晶回转阀阀芯变大；干燥塔内做了大量的技术改进。
（3）熔融纺丝系统
熔融纺丝系统由螺杆挤压机,挤出头,双级预过滤器，熔体分配管路，静态混合器、纺丝箱体，计量泵及传动装置，纺丝组件，侧吹风，纺丝上油、纺丝甬道，卷绕机等主要部件组成。
干燥后的聚酯瓶片从螺杆进料口进入挤压机内,在螺杆分区加热和螺杆旋转剪切、挤压下,瓶片被熔融挤压变成熔体,并在机头建立一定的压力（可达16MPa）,供计量泵顺利注入用。
为了避免因聚酯瓶片堆积密度小，进料不足的弊端（机头压力不稳定），可以考虑设计较大“长径比”及深槽的螺杆挤压机。
并且采用LTM销钉螺杆,熔体受到进一步的剪切均化及混合,螺杆挤出机采用分段加热和独立的控制系统,可满足纺丝工艺的要求.螺杆进料口采用水冷却,防止瓶片在螺杆进料段“环结”。
拖动系统采用进口日本安川变频器和岛电SR25双显示智能化控制仪表,意大利进口立式减速机和国产专用交流调速电动机,组成了稳定、可靠的大功率调速拖动系统。
挤出头上设有压力、温度传感器.预过滤器前后设有熔体压力传感器,根据预过滤器前后压差,来判断是否要进行滤网更换.滤后压力传感器还起到控制螺杆转速、保证熔体压力稳定的作用。
过滤精度将根据纺丝品种决定.过滤器为连续切换方式,双手轮切换操作.
经过过滤的纺丝熔体,通过熔体分配管路进入纺丝箱体。
熔融后的聚合物通过一个特殊设计的管道分配网,经过“静态混合器”的混合，以相等的停留时间和压力降输送到每一个纺丝部位的纺丝计量泵入口,使各部位的熔体品质和压力一致,从而保证计量的精度和优质的纤度。
每个纺丝位配有高精度行星泵，纺丝泵将熔体以高压连续地、准确地供给纺丝组件。
纺丝泵由同步电机进行传动，其转速由进口变频器来调整控制。
传动装置为立式，纺丝箱在设计上采用了国际先进技术：
①.组件为下装式杯形组件结构,,组件安装和分解简便（旋转九十度拆装）,保温均匀,无烟囱效应.②.纺丝箱采用联苯蒸汽循环供热和最新保温材料，绝热效果优良而保证箱体受热均匀，能耗小。
③.箱体内部件如冷冻阀和泵板密封均采用了日本东丽公司的最新专利技术。
熔体由喷丝板喷出后，通过缓冷区、侧吹风室、油嘴上油、纺丝甬道，进入卷绕机卷饶成型。
侧吹风安装在纺丝箱下部,丝条出喷丝板后在很短的时间内由熔体细流变成塑状的单丝其结构发生变化。
这种变化受侧吹风的风温、风速、风湿度、风压影响很大。
良好的风速在侧吹风室的横向上应是稳定一致,方向正确，而沿侧吹风长度方向上速度分布合理，保证丝束条干和内在质量良好。
本项目POY线采用日本东丽公司质量认可的最新大位距侧吹风技术,风量调节阀采用高稳定性三联翻板阀结构.
在纺丝系统中挤出头、予过滤器、熔体分配管路、纺丝箱加热系统,由联苯锅炉蒸汽集中供热，经过特殊设计的联苯蒸汽循环系统，不但保证系统内各点温度均匀一致，而且系统结构简单明了,能耗小.联苯锅炉安全保护采用了多闭环系统,对温度,压力,液位均有双保护措施。
此外,本机电气系统每条线均设有显示报警柜,集中对所有非控制温度显示点显示和报警,并设有故障指示灯和报警消除功能.。
（4）卷绕系统
卷绕机采用的是**制机工程技术有限公司生产的高速卷绕头，其卷绕速度为3200~3500m/min。
丝束在卷绕机上直接进入卷绕头进行卷绕，当绕达到设定重量后，卷绕头满卷显示，最后手动落筒。
（6）分级包装
经卷绕后放于筒子车上的涤纶丝（POY）丝饼，分别经物检、外观检查、分级后，按产品品种及其等级，称重、贴标记后，用手动叉车输送至后序深加工。
（7）纺丝油剂制备系统
首先将POY专用浓缩油剂经泵送入油剂计量槽。
软化过的水经计量后注入纺丝油剂制备槽，开动搅拌器，将浓缩的纺丝油剂从纺丝油剂计量槽中缓缓放至制备槽中，搅拌30---60分钟后，取样化验合格后送至纺丝油剂贮存槽。
油剂靠重力由油剂贮存槽至卷绕纺丝油剂泵，由油剂计量泵准确计量后送油嘴对丝束均匀上油。
（8）组件清洗
从纺丝机更换下来的纺丝组件立即在组件分解台上进行分解，纺丝壳体和其他组件及喷丝板送真空煅烧装置清洗。
清洗后的喷丝板必须放入超声波清洗装置进一步清洗，经过超声波清洗以后，喷丝板用压缩空气吹干，经镜检合格后分别放入搪瓷盘用平板玻璃封存备用，在干净
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