FFS袋用吹塑薄膜生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估

1、FFS袋用吹塑薄膜生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估唐金鐘 黃又明（南京揚(yáng)子石化塑料化工有限責(zé)任公司，210048）摘要：簡要介紹了FFS袋用吹塑薄膜產(chǎn)品的用途和性能，分析了以LLDPE和LDPE為原料生產(chǎn)FFS袋用吹塑薄膜產(chǎn)品的工藝流程和相關(guān)技術(shù)，并闡述了進(jìn)口設(shè)備的配置要求與特點(diǎn)，對建設(shè)3 800 t/a生產(chǎn)線的投資、成本和效益等進(jìn)行了評估。關(guān)鍵詞：FFS袋用吹塑薄膜 生產(chǎn)線 技術(shù)經(jīng)濟(jì) 評估近兩年來，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等合成樹脂裝置的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)能力一般都在200 kt/a以上，有些已達(dá)到400 kt/a，為了滿足其自動(dòng)包裝線實(shí)現(xiàn)高速裝填、運(yùn)送和自動(dòng)碼垛的需要，國內(nèi)開始引進(jìn)一種新型重包裝膜

2、產(chǎn)品，因其能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)性一次自動(dòng)成型（Form）開口充料（Fill）加熱封口（Seal）等多道工序和作業(yè)過程，故簡稱為FFS袋用吹塑薄膜。傳統(tǒng)的合成樹脂粒料包裝，使用由頂部開口的復(fù)合編織袋，在包裝時(shí)由于工序多而復(fù)雜，因此其單條包裝線的包裝能力通常限制在1 400袋/h以下。而使用FFS袋用吹塑薄膜，使包裝能力通常可達(dá)到1 7001 900袋/h，不僅大大提高了包裝效率，而且降低了綜合包裝成本。同時(shí)，由于FFS袋用吹塑薄膜易于回收處理，滿足了環(huán)保的要求，并且在包裝、貯存、運(yùn)輸、防潮和外觀等方面具有優(yōu)秀的綜合性能，順應(yīng)國際產(chǎn)品包裝的要求和潮流，在歐洲等發(fā)達(dá)國家已成為通用的重包裝膜產(chǎn)品。為了適應(yīng)現(xiàn)代

3、物流運(yùn)輸和生產(chǎn)的需要，目前出口至歐美國家的樹脂產(chǎn)品，均要求采用新型的FFS袋用吹塑薄膜進(jìn)行包裝。國內(nèi)的大型石化企業(yè)，特別是新建的合資和外資企業(yè)，如上海SECCO公司、上海石化、揚(yáng)子石化、揚(yáng)子巴斯夫公司、中海殼牌公司等，全都要求采用這一新型包裝方式，部分老企業(yè)也正在（或計(jì)劃）對原有包裝線進(jìn)行改造后采用新的高速包裝線。目前，新型FFS袋用吹塑薄膜正逐步替代傳統(tǒng)的復(fù)合膜編織袋，預(yù)計(jì)將成為未來重包裝行業(yè)的主產(chǎn)品。1 原料配制與產(chǎn)品性能根據(jù)歐美等發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國內(nèi)外吹塑薄膜設(shè)備制造商的建議，F(xiàn)FS袋用吹塑薄膜的主要原料一般采用5%25%的高壓低密度聚乙烯（HP-LDPE）加70%90%的線性低

4、密度聚乙烯（LLDPE）。同時(shí)根據(jù)不同膜層的性質(zhì)和要求，按照一定比例加入特定的添加劑混合后，通過三層共擠、再吹脹成膜。也有少數(shù)單位利用低壓高密度聚乙烯（LP-HDPE）代替HP-LDPE。首先選擇LDPE作為FFS袋用吹塑薄膜的原料，是因其具有較高的沖擊強(qiáng)度、韌性和可延展性1 汪多仁主編.現(xiàn)代高分子材料生產(chǎn)及應(yīng)用手冊.北京：中國石化出版社， 2002.6。而LLDPE在與LDPE密度相同的情況下可提供更高的拉伸強(qiáng)度。相比之下，LLDPE只需LDPE用量的3/4就能制得同樣性能的薄膜。主要原因是LLDPE是無長側(cè)鏈或短支鏈的長鏈型分子，分子中短支鏈的存在破壞了聚合物鏈的均勻性，并足以抑制結(jié)晶的形

5、成，從而也就阻止了聚合物形成高密度。而實(shí)際生產(chǎn)中不單純使用LLDPE作為吹膜產(chǎn)品的原料，選擇將LDPE加入到LLDPE中進(jìn)行混合加工的主要目的有兩個(gè)：一是LDPE分子中具有大量的支鏈結(jié)構(gòu)，因而在擠出過程中提高了原料的可加工性能，以保證其產(chǎn)量；二是為了在吹膜過程中獲得相對穩(wěn)定的“膜泡”。LDPE和LLDPE的牌號很多，吹出膜產(chǎn)品的性能區(qū)別較大。具體配方一般根據(jù)用戶對膜產(chǎn)品的性能要求進(jìn)行選擇和實(shí)驗(yàn)。目前常規(guī)的重包裝膜產(chǎn)品的性能指標(biāo)見表1。一般說來，材料的屈服強(qiáng)度、熔融溫度和挺度等隨著密度的增大而提高，而伸長率卻隨著密度的增大而降低；另外，材料的熔體流動(dòng)指數(shù)（MFI）越大，越適合于生產(chǎn)流延膜，MFI

6、越小，則越適合于生產(chǎn)吹膜產(chǎn)品。對此，需經(jīng)過綜合平衡后才能確定合適的配比。表1 FFS袋用吹塑薄膜產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)及測試標(biāo)準(zhǔn)測試項(xiàng)目方向適用標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)備注拉伸強(qiáng)度MPa縱向ISO52726測試速度橫向ISO52724500 mm/min斷裂伸長率，%縱向ISO527600測試速度橫向ISO527700500 mm/min屈服強(qiáng)度MPa縱向ISO52711測試速度500 mm/min橫向ISO52711落鏢沖擊試驗(yàn)/g兩面ISO7765500階梯法折邊ISO7765300摩擦系數(shù)縱向ISO82950.40.6測試速度100 mm/min橫向ISO82950.40.690 伸長，%縱向企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)20測

7、試膜樣品的寬度為25 mm，長度為50 mm；測試重量為500 g；測試時(shí)間1 h，溫度90 。橫向企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)40跌落試驗(yàn)?zāi)繙y檢查無破包跌落高度3 mLLDPE與LDPE、HDPE三種乙烯聚合物性能的主要差別，決定于短支鏈和長支鏈的含量及分布。實(shí)際上LLDPE是一種含有1-丁烯（C4）或1-己烯（C6）或1-辛烯（C8）側(cè)支鏈的共聚物，其性能與共聚單體的結(jié)構(gòu)及其在共聚物中的比例以及分子量特征有關(guān)。選用高碳共聚單體（如C8）的LLDPE，則其落鏢沖擊強(qiáng)度等性能指標(biāo)明顯優(yōu)于低碳類產(chǎn)品，但其價(jià)格也隨之升高。所以，在滿足性能指標(biāo)的前提下，又需要盡量降低成本才能實(shí)現(xiàn)效益最大化。因此，需要綜合進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分

8、析后才能確定合理的配方。同時(shí)，為了降低加工過程中的剪切應(yīng)力，減少熔體破裂，防止出現(xiàn)桔皮紋，增加FFS袋用吹塑薄膜的強(qiáng)度或改善其阻透性、耐候性（高溫或低溫等不同使用環(huán)境），以及便于包裝機(jī)在運(yùn)行過程中進(jìn)行熱封、冷卻和碼垛等多種不同目的，分別加入了爽滑劑、開口劑、阻透劑、抗靜電劑等多種改性劑，如鈦白粉、二氧化硅2 山西省化工研究所編.塑料橡膠加工助劑.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.5352等（統(tǒng)稱為添加劑），其總量約占原料量的5%。目前，由于FFS袋用吹塑薄膜是新型的重包裝膜產(chǎn)品，至今還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，具體的性能指標(biāo)和外形尺寸，可由用戶和生產(chǎn)商根據(jù)運(yùn)輸要求和貯存環(huán)境等協(xié)商制定。目前國際上通用的

9、FFS袋用吹塑薄膜產(chǎn)品，均采用25 kg/袋的標(biāo)準(zhǔn)包裝，膜厚一般選為160 m，袋長約800 mm，袋寬400 mm，折邊寬度約150 mm，筒膜周長1 100 mm，袋重約130 g，并在袋子的正反兩面分別壓花，以增加摩擦系數(shù)，防止在碼垛和運(yùn)輸過程中滑落。對于特殊環(huán)境因素條件如嚴(yán)寒、高溫或強(qiáng)紫外線地區(qū)則需要加入特定的添加劑；另有一些特殊用戶需要膜產(chǎn)品的性能指標(biāo)特別高，如落鏢沖擊強(qiáng)度要大于1 000 g，則需要使用其他聚乙烯（PE）產(chǎn)品，如高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、甚低密度聚乙烯（VLDPE）和超低密度聚乙烯（ULDPE）等等，這可能導(dǎo)致膜產(chǎn)品的成

10、本大幅上升。2 生產(chǎn)工藝與設(shè)備配置原料LLDPE、LDPE和各種添加劑經(jīng)嚴(yán)格計(jì)量后，按比例自動(dòng)加入料斗，進(jìn)入擠出機(jī)中熔融。擠出的熔融樹脂進(jìn)入環(huán)形模頭，從模芯與環(huán)形模頭之間的間隙形成薄的膜管擠出，從模頭中心的冷卻風(fēng)管吹入壓縮空氣，趁熱將膜管吹成直徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求的筒狀薄膜（稱為膜泡）。為保證薄膜的寬度和厚度均勻，必須保證膜泡內(nèi)的壓力基本保持恒定。夾輥不僅將膜泡折疊，而且還拉伸薄膜，起到了引出裝置的作用。模頭上方有一個(gè)冷卻風(fēng)環(huán)用于冷卻膜泡，以使薄膜到達(dá)夾輥時(shí)固化。折疊后的薄膜經(jīng)空轉(zhuǎn)導(dǎo)輥引至收卷機(jī)，卷起后按設(shè)定好的尺寸自動(dòng)分卷。分卷后的膜卷裝入放卷機(jī)放卷，先進(jìn)行電暈處理，然后經(jīng)印刷、壓花、折邊、收卷、

11、碼垛（或用托盤）至包裝出廠。FFS袋用吹塑薄膜生產(chǎn)線分兩部分：一部分為吹膜線，主要設(shè)備配置為一組單螺桿擠出機(jī)（長徑比LD=301）、環(huán)形模頭、冷卻系統(tǒng)、牽引裝置、收卷系統(tǒng)以及輔助設(shè)備和自動(dòng)計(jì)量與薄膜測量系統(tǒng)、熱合、分切等組成；另一部分為印刷線，主要設(shè)備為放卷機(jī)、電暈處理機(jī)、印刷單元、油墨循環(huán)與干燥系統(tǒng)、折邊、壓花與收卷等機(jī)組。根據(jù)與歐美等國外設(shè)備制造商的技術(shù)交流情況分析，目前FFS袋用吹塑薄膜產(chǎn)品的單條吹膜線最大生產(chǎn)能力在220250 kg/h，年開車時(shí)間約8 000 h，年產(chǎn)量約1 900 t。而單條印刷線的生產(chǎn)能力可達(dá)6 000 t/a以上。所以，最佳配置為3條吹膜線加1條印刷線（簡稱為：

12、3+1）。但考慮到目標(biāo)市場的實(shí)際需求量與最佳產(chǎn)量之間可能會(huì)有一定的差距，同時(shí)也考慮實(shí)際生產(chǎn)中可能發(fā)生的非計(jì)劃停車等情況，一般很難達(dá)到最佳的投資配置狀態(tài)，方案參照某裝置的實(shí)際生產(chǎn)情況，以引進(jìn)2條吹膜線加1條印刷線，形成3 800 t/a生產(chǎn)能力為基礎(chǔ)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評估。但在裝置廠房和公用工程的設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，增加一定投資，預(yù)留出另1條吹膜線的余量，一旦拿到相應(yīng)的供應(yīng)合同后，可以較低的投資，及時(shí)增加新的吹膜線，使其達(dá)到3+1的最佳配置。3 經(jīng)濟(jì)分析3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)薄膜生產(chǎn)規(guī)模為3 800 t/a；FFS袋用吹塑薄膜目標(biāo)生產(chǎn)能力為3 600 t/a；主原料LLDPE的消耗約為850 kg/t，LDP

13、E的消耗約為100 kg/t；添加劑消耗見表2。3.2 投資估算與資金籌措3.2.1 建設(shè)投資根據(jù)近兩年來引進(jìn)的有關(guān)生產(chǎn)線情況估算，進(jìn)口兩條1 900 t的吹膜線的價(jià)格約210萬歐元，配套一條印刷線的價(jià)格約58萬歐元，加上相關(guān)稅費(fèi)，總計(jì)約3 500萬元人民幣。同時(shí)，生產(chǎn)線安裝所需廠房的總高度約18 m，長度約72 m，寬度約18 m，所需廠房面積（含配電室、配料間和中轉(zhuǎn)庫房等輔助用房）約1 300 m2，廠房均采用輕鋼結(jié)構(gòu)，估計(jì)投資約100萬元人民幣。配套的空氣壓縮與冷卻系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等國產(chǎn)設(shè)備及框架結(jié)構(gòu)的采購費(fèi)及項(xiàng)目施工建設(shè)費(fèi)用約120萬元人民幣。項(xiàng)目設(shè)計(jì)費(fèi)，審查、審批費(fèi)，不可預(yù)見費(fèi)等約8

14、0萬元人民幣。建設(shè)投資總計(jì)約3 800萬元。另外，本項(xiàng)目的消防、分析、倉貯可充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的富余能力，基本不需增加新的投資。3.2.2 建設(shè)期利息項(xiàng)目建設(shè)期半年，建設(shè)投資考慮全部貸款，建設(shè)期利息約100萬元人民幣。3.2.3 流動(dòng)資金按1個(gè)月的產(chǎn)品庫存與周轉(zhuǎn)期估算，流動(dòng)資金約為200萬元人民幣。項(xiàng)目總投資建設(shè)資金建設(shè)期利息流動(dòng)資金4 100萬元。3.3 成本估算與說明項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，成本的計(jì)算方法為：總成本（不含稅）可變成本固定成本其中：可變成本原輔材料費(fèi)能源消耗機(jī)物料消耗費(fèi)等固定成本資產(chǎn)折舊人工工資管理費(fèi)土地費(fèi)等計(jì)算數(shù)據(jù)來源說明如下：（1） 原料價(jià)格按目前市場價(jià)（含稅）：LDPE為9

15、000元/t，LLDPE為8 800元/t。（2） 人工工資53萬元。其中車間主管（兼工藝和設(shè)備工程師），年薪5萬元，2人；電氣與機(jī)械維修工年薪4萬元，1人；操作工平均年薪3萬元，12人。每班3人（2名操作工，1名班長），四班三倒；輔助工年薪3萬元，1人。（3） 中小修及機(jī)物料費(fèi)用按固定資產(chǎn)投資的2%計(jì)提。（4） 財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)按國家規(guī)定的固定資產(chǎn)原值的0.2%計(jì)。（5） 折舊期限取10年，年折舊率取10%，按平均年限折舊法計(jì)算。（6） 財(cái)務(wù)費(fèi)用按4 100萬元投資P1全部為貸款，年利率以i=6%計(jì)，裝置服務(wù)期以n=10年計(jì)，按每年等額回收資金來還貸。具體方式分兩部分：一部分為折舊費(fèi)P2，另一部分為

16、財(cái)務(wù)費(fèi)用A。以期末無殘值的保守法估算3 南京工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院等.造價(jià)工程師執(zhí)業(yè)資格考試簡明教程.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社， 2003.233。每年財(cái)務(wù)費(fèi)用為：AP1i（1i）n/（1 i）n 1P2（7） 輔助材料主要考慮外包裝，按每卷膜包裝費(fèi)40元，每噸3卷（3350 kg），約120元。（8） 貯存和運(yùn)輸費(fèi)用按420元/t計(jì)。（9） 土地費(fèi)用按實(shí)際發(fā)生的5萬元/a計(jì)。（10） 銷售與管理費(fèi)按銷售收入的2%估算。（11） 動(dòng)力消耗按年實(shí)際用電量和水、蒸汽的消耗總量平均計(jì)算后折現(xiàn)。4. 財(cái)務(wù)評價(jià)（1） 增值稅率為17%。（2） 城市建設(shè)維護(hù)費(fèi)和教育費(fèi)附加（銷項(xiàng)增值稅進(jìn)項(xiàng)增值稅）11%。（3

17、） 企業(yè)所得稅率33%。（4） 靜態(tài)投資回收期總投資額/（年利潤年折舊費(fèi)）4。（5） 核算盈虧平衡點(diǎn)：BEP年固定總成本/（年銷售收入年可變成本城建及教育費(fèi)附加）100% 。（6） 投資利稅率（年凈利潤增值稅所得稅）投資總額100%。（7） 投資利潤率年凈利潤投資總額100%Techno-Economic Evaluation on the Construction of FFS Bagging Blown Film Producing LinesTang Jinzhong Huang Youming(Yangzi Petrochemical Plastic Company Limited.,

18、 Nanjing， 210048) ABSTRACTThis paper briefly introduced the applications and properties of FFS bagging blown film product, analyzed the process flow and technology of producing FFS bagging blown film with LLDPE/LDPE as raw material, reviewed the configuring request and features of imported equipment

19、, and assessed the investment, cost and profits of constructing a 3,800 t/a FFS producing line.Keywords: FFS bagging blown film, producing lines, techno-economy, assessment收稿日期：2004-04-21。作者簡介：唐金鐘，男，1963年出生，碩士，副總經(jīng)理。曾發(fā)表論文3篇。計(jì)算結(jié)果見表2，從計(jì)算結(jié)果看，該項(xiàng)目的生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)量的57%以上時(shí)，也就是年銷售量保持在3 60057%2 052 t時(shí)，項(xiàng)目可以保本運(yùn)行。同時(shí)，由

20、于盈虧平衡點(diǎn)（BEP）為57%，遠(yuǎn)小于70%，證明該項(xiàng)目的抗風(fēng)險(xiǎn)能力比較強(qiáng)。表2建設(shè)FFS袋用薄膜裝置經(jīng)濟(jì)核算項(xiàng)目單耗/kgt1單價(jià)/元kg1年總成本/萬元噸成本/元1.可變費(fèi)用原材料LLDPE850.00 7.52 2 301.54 6 393.16 LDPE100.00 7.69 276.92 769.23 燃料動(dòng)力172.80 480.00 添加劑50.00 26.87483.66 1 343.50 輔助材料43.20 120.00 中小修及機(jī)物料80.00 222.22 貯運(yùn)費(fèi)151.20 420.00 可變費(fèi)用小計(jì)1 000.00 3 509.32 9748.12 含稅可變費(fèi)用小計(jì)4 105.91 11 405.30 2.固定費(fèi)用固定資產(chǎn)折舊(10年)410.00