丁基橡胶合成新工艺的开发与.doc

九、附件 浙江省重大科技专项项目 丁基橡胶合成新工艺的开发与产业化 可行性研究报告一、立项背景及意义 丁基橡胶是四大合成橡胶之一（四大合成橡胶是指顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶和丁基橡胶），由于其具有优良的气密性和优良的耐热、耐老化、耐酸碱、耐臭氧、耐溶剂、电绝缘、减震以及低吸水等性能，目前已广泛应用于制造汽车内胎及无内胎全钢载重子午胎的内部衬层、电线电缆、防水建材、减震材料、药用瓶塞等。 丁基橡胶是异丁烯和少量异戊二烯的聚合物，聚合反应以三氯化铝为催化剂，以氯甲烷为稀释剂，在－100℃下完成，是典型的阳离子淤浆聚合，生产工艺和操作极其复杂。自上世纪 30 年代开发以来，目前世界上仅有美国、德国、俄罗斯、意大利等少数国家拥有其生产技术，其中美国埃克森美孚（EXXON－MOBILE）公司和德国朗盛（LANXESS）公司的丁基橡胶生产技术、产品质量和产品开发能力处于世界领先地位，并始终对该技术进行垄断，从不对外转让。我国丁基橡胶的研发始于上世纪 60 年代，但一直没有建成工业化生产装置。1996 年，中国石化燕山分公司（以下简称燕山石化）引进意大利 PI 公司技术，建成我国唯一一套年产 3 万吨丁基橡胶的生产装置。该装置能够生产 IIR1751、IIR1751F 和 IIR0745 三个牌号的普通丁基橡胶产品。由于意大利 PI 公司技术、设备等方面不成熟原因，2000 年和 2001 年产量分别只有 0.41 万吨和 0.42 万吨。近两年经过技术攻关，燕山石化先后解决了生产过程中的一些技术和工程方面的问题，产量逐年增加。2007 年产量达 3.9 万吨，2008 年产能扩大到 4.5 万吨。燕山石化的丁基橡胶装置虽然经过近 10 年的生产，在生产过程中也不断地进行技术改造，但是产品质量和生产技术水平始终与 EXXON、LANXESS 和俄罗斯存在一定的差距。 近年来，随着我国汽车工业的飞速发展，国内外轮胎产量逐年递增，与此形成鲜明对比的是，生产轮胎的合成橡胶原料，尤其是生产内胎的丁基橡胶的产量远不能满足需求。据相关统计，2006 年国内丁基橡胶产量只有 3.9 万吨，进口达 16.67 万吨；2008 年国内丁基橡胶产量只有 4.3 万吨，进口达 18.91 万吨，自给率不足 20，国内市场缺口巨大。目前，北美、欧洲的汽车轮胎已经基本实现 100丁基化，但是中国、印度、俄罗斯、中东、东南亚、巴西等发展中国家以及非洲等落后国家的轮胎丁基化程度不足 50，国际上对丁基橡胶的需求也很大。 另外，合成橡胶是重要的战略物资，对国家的社会经济建设和国防建设具有十分重要的意义。丁基橡胶的过度依赖进口将严重制约我国汽车工业的发展，使我国橡胶工业在相关领域的应用受制于人。因此，加快国内丁基橡胶的技术开发，实现规模化生产，增加丁基橡胶产品的国产化占有率，摆脱对进口产品的依赖，不仅具有迫切的现实意义，而且具有长远的战略意义。 基于上述情况，公司在引进国外部分关键技术和工艺包的基础上，投入资金组建研发团队对丁基橡胶的合成工艺进行集成创新。在清华大学等高校科研机构的支持下，经过近一年的努力，形成了一整套可行的丁基橡胶工艺生产技术。2008 年 7 月，投资成立公司，拟对前期形成的丁基橡胶工艺生产技术进行产业化转化，建设一套年产 5 万吨的丁基橡胶生产装置，以推动橡胶工业的国产化进程，为轮胎工业和汽车工业的快速发展服务。二、国内外研究现状和发展趋势 （一）国外研究现状 1873 年，俄国 БyTлepoB 等以硫酸为催化剂进行异丁烯反应，得到油状异丁烯低聚物；1930 年，德国 Faben 实验室的 Michael Otto 发现，将 BF3 加入到经干冰预冷的异丁烯中，可制得橡胶状产物。1932 年，Otto 到美国 Standard Development 公司与该公司的 Thomas 等一起继续探索低温下不同催化剂对聚合的影响，并以 BF3 为催化剂、乙烯为制冷剂制得了高分子量的聚异丁烯。1937 年 8 月，Thomas 和 Sparks 用新发现的三氯化铝在氯乙烷溶剂中将异丁烯与少量的丁二烯共聚，合成出了丁基橡胶的前身产物，不久发现异戊二烯是更好的共聚单体。丁基橡胶的发现提出了新的低官能度的概念，即分子链上存在少量双键就足以提供所需的硫化能力。 1940 年，美国 Texas 州 Baytown 丁基橡胶中试装置（27～36kg/d）生产出具有商品价值、分子量约 35 万的丁基橡胶。1943 年 3 月，世界上第一套淤浆法丁基橡胶工业装置在美国的 Louisiana 州的 Baton Rouge 建成投产。1944 年，第二套丁基橡胶装置在 Texas 州的 Baytown 投产。1954 年，Exxon 公司从那个联邦政府购买了以上两套丁基橡胶工