طرح توجیهی تولید پلی اورتان نسوز

هدف از ارائه مطالعات امکانسنجی مقدماتی و طرح توجیهی تولید پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز با کاربرد در روکش سیم و کابل ، براورد هزینه های احداث و راه اندازی کارخانه تولید پلی یورتان ترموپلاستیک نسوز در زمین بمساحت 3000 مترمربع با ظرفیت اسمی 500 تن در سال

همچنین براورد درامد و سود تولید و فروش پلی یورتان ترموپلاستیک نسوز و بررسی توجیه پذیری اقتصادی طرح و بررسی سایر شاخص های مالی و اقتصادی بیزینس پلن پلی یورتان میپردازد.

خلاصه اطلاعات مالی طرح توجیهی تولید پلی اورتان نسوز

بررسی عرضه و تقاضا تولید پلی اورتان نسوز

در بررسی عرضه و تقاضای پلی یورتان ترموپلاستیک نسوز میبایست روند رشد مصرف آن در جهان را درنظر گرفت. رشد مصرف TPU برای مصارف الکتریکی و الکترونیکی که شامل این گرید نیز میشود تقریبا 3 الی 5 درصد می باشد.

بررسی روند مصرف طی پنج سال گذشته

نیاز کشور به گرید نسوز پلی اورتان ترموپلاستیک 2000 تن در سال تخمین زده میشود. با این تفسیر که این ماده به شکل فرآورده های آن یعنی سیم و کابل با روکش نسوز به کشور وارد میشود و تولید آن در داخل باعث قطع وابستگی میگردد. در ایران نیز همانند سایر نقاط دنیا مصرف ترموپلاستیک پلی اورتان ها روز به روز افزایش می یابد، بنابراین میتوان تخمین زد که نیاز کشور به این ماده در حال افزایش می باشد.

هزینه تسهیلات دریافتی

نحوه تأمین سرمایه طرح توجیهی تولید پلی یورتان نسوز

برای تأمین سرمایه موردنیاز طرح، از تسهیلات بلندمدت ( 2 تا 5 ساله) برای تأمین 70 درصد سرمایه ثابت لازم و از تسهیلات کوتاه مدت ( 6 تا 12 ماهه) برای تأمین 50 درصد سرمایه درگردش موردنیاز استفاده میشود.

معرفی طرح : تولید پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز

ترکیبات ترموپلاستیک پلی اورتان [TPU] برای کاربردهایی که نسوز بودن موردنظر است مانند کاربرد در روکش سیم و کابل مفید هستند. یک روش ویژه برای نسوزکردن پلیمرها، استفاده از سیستمهای پف کننده می باشد.

اصطلاح پف کننده به لایه زغال کفی که بر روی سطح ماده پلیمری در اثر وجود آتش تشکیل می شود گویند. لایه زغالی مواد تحتانی را در برابر آتش محافظت می کند. بعبارت دیگر این لایه بصورت یک مانع فیزیکی عمل می نماید و نفوذ محصولات فرار قابل اشتعال به سمت آتش و نفوذ اکسیژن به سمت پلیمر را محدود می کند.

در نتیجه پوشش زغالی، انتقال حرارت و انتقال جرم را میان گاز و فاز جامد آهسته و کند می نماید TPU خالص (پلیمر TPU بدون افزودنی های نسوز کننده) تحت فلاکس حرارتی بالا یا در معرض آتش، طی دو مرحله متوالی تخریب می شود.

مرحله اول تخریب از طریق شکستن مولکولهای پلیمر در دماهای بین 240 درجه تا 400 درجه رخ می دهد که بیشترین افت وزنی را در دمای 320 درجه دارد. مرحله دوم تخریب در محدوده دمایی 400 تا ˚700 اتفاق می افتد که منجر به از بین رفتن کامل پلیمر می شود.

تولید پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز

بخاطر شکستن مولکولهای پلیمر وزن مولکولی پلیمر TPU همچنین ویسکوزیته مذاب آن کاهش می یابد. بنابراین باعث ریزش زیاد پلیمر مذاب می شود. پلیمر مدت کمی پس از جرقه شروع به سوختن می کند و در هنگام سوختن بصورت مذاب درمی آید و می ریزد.

اگر این پلیمر در روکش ساختمان کابل یا سیم باشد، ریزش پلیمر مذاب هنگام سوختن باعث قرار گرفتن سطح جدیدی از پلیمر در معرض آتش شده و در نتیجه آتش به نواحی دورتر از نقطه اولیه آتشگیری گسترش می یابد.

در این حالت آتش فقط در صورتی خاموش می شود که پلیمر مذاب تماماً ریزش کرده و آتش به سطح سیم هادی الکتریسیته لخت و عریان برسد. افزودنیهای هالوژنی مانند موادی بر پایه کلر و برم برای افزایش خاصیت نسوز بودن ترکیبات ترموپلاستیک پلی اورتان (TPU) به آنها اضافه می شوند.

در حال حاضر، TPU هایی که ترکیبات هالوژنی ندارند مطلوب هستند. به همین دلیل نیاز است که در فرمولاسیون TPU از مواد دیگری همچون ملامین سیانور به جای افزودنیهای هالوژنی استفاده شود.

بررسی حداقل ظرفیت اقتصادی تولید پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز

در این بخش بررسی پارامترهای مهم اقتصادی احداث یک واحد صنعتی تولید ترموپلاستیک پلی یورتان نسوز با حداقل ظرفیت اقتصادی شامل: برآورد هزینه های ثابت و درگردش موردنیاز واحد، سرانه سرمایه گذاری و … انجام میگیرد. برای این منظور ابتدا برنامه سالیانه تولید واحد موردنظر، بر اساس مشخصات فنی ماشین آلات خط تولید، برآورد میشود که در جدول زیر ارائه شده است. لازم به ذکر است: تولید سالیانه بر اساس تعداد 2 شیفت کاری 8 ساعته برای 300 روز کاری محاسبه شده

بررسی آیتم های سرمایه ثابت طرح

سرمایه ثابت به آن دسته از دارائی ها اطلاق میشود که طبیعتی ماندگار داشته که در جریان عملیات واحد تولیدی از آنها استفاده میشود. این دارائی ها شامل زمین،ساختمان،وسایل نقلیه،ماشین آلات تولید،تاسیسات جانبی و … می باشد که برای واحد تولیدی پلی اورتان نسوز باید محاسبه میشود.

هزینه های زمین و ساختمان سازی طرح توجیهی تولید پلی یورتان نسوز

برای محاسبه هزینه های تهیه زمین و ساختمان های موردنیاز این واحد، لازم است اندازه بناهای لازم مانند: سالن تولید، انبارها، ساختمانهای اداری، محوطه، پارکینگ و … برآورد شود. سپس مقدار زمین موردنیاز برای احداث بناها با در نظر گرفتن توسعه طرح در آینده محاسبه شود.

هزینه ماشین آلات و تجهیزات خط تولید پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز

هزینه تهیه تجهیزات خط تولید براساس استعلام صورت گرفته از شرکتهای مهم تولیدکننده یا نمایندگیهای معتبر برآورد میگردد. همچنین هزینه های جانبی تهیه ماشین آلات، شامل: هزینه های حمل و نقل، نصب و راه اندازی، عوارض گمرکی و … محاسبه میشود. در جدول زیر فهرست تجهیزات تولیدی و تعداد لازم آن در خط تولید ارائه شده است و براساس قیمتهای اخذ شده، هزینه های اصلی و جانبی تهیه ماشین آلات و تجهیزات، محاسبه گردیده است.

هزینه های تأسیسات طرح توجیهی پلی یورتان نسوز

هر واحد تولیدی، علاوه بر دستگاه های اصلی خط تولید، جهت تکمیل یا بهبود فرآیندها، نیاز به تجهیزات و تاسیسات جانبی، نظیر: تاسیسات گرمایش و سرمایش، آب، برق، دیگ بخار، کمپرسور، تأسیسات اطفاء حریق و … خواهد داشت. انتخاب این موارد با توجه به ویژگیهای فرآیند و محدودیت های منطقه ای و زیست محیطی انجام میگیرد.

هزینه های قبل از بهره برداری

هزینه های قبل از بهره برداری شامل مطالعات اولیه، اخذ مجوزها، هزینه های آموزش پرسنل و راه اندازی آزمایشی و… می باشد.

هزینه های جاری طرح توجیهی تولید پلی اورتان نسوز

علاوه بر سرمایه گذاری موردنیاز جهت احداث و راه اندازی واحد، یک سری از هزینه ها باید به صورت سالانه براساس تولید پلی اورتان نسوز انجام شود. این هزینه ها شامل تهیۀ مواد اولیه، نیروی انسانی، انرژی مصرفی،هزینه استهلاک تجهیزات، ماشین آلات و ساختمانها، هزینه تعمیرات و نگهداری، هزینه های فروش محصولات، هزینه تسهیلات دریافتی، بیمه و … می باشد و باید در طرح توجیهی برآورد هزینه شوند.

مواد اولیه طرح توجیهی تولید پلی یورتان نسوز

بخشی از مواد اولیه موردنیاز برای تهیه پلی یورتان نسوز شامل موارد زیر هست :

• پلی تترا متیلن اتر گلیکول
• دی فنیل متان دی ایزوسیانات
• بوتان دی ال
• مواد افزودنی
• مواد بسته بندی (نایلون و کارتن)
• و غیره …

پرسنل کارکنان طرح توجیهی تولید پلی اورتان نسوز

با توجه به مصوبات وزارت کار و سازمان استخدامی کشور، به منظور برآورد نسبتاً دقیق پاداش، عیدی و اضافه کاری احتمالی، محاسبۀ حقوق سالانه بر مبنای 14 ماه در سال تعیین میشود. طبق قانون بیمه های تأمین اجتماعی، معادل 23 % از کل حقوق پرسنل به هزینه بیمه سهم کارفرما مربوط میشود.

شاخص های اقتصادی طرح توجیهی تولید پلی اورتان نسوز

پس از ارائه جداول مالی سرمایه، هزینه و درآمد، جهت بررسی بیشتر مسائل اقتصادی طرح، لازم است شاخص های مهم مرتبط از قبیل: قیمت تمام شده، سود ناخالص سالیانه، نرخ برگشت سرمایه، مدت زمان بازگشت سرمایه، سرانه سرمایه گذاری ثابت و … برای متقاضیان سرمایه گذاری طرح تولید پلی یورتان نسوز محاسبه میشود.

کد آیسیک تولید پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز

از آنجا که ترموپلاستیک پلی اورتان نسوز به طور خاص دارای کد آیسیک نمی باشند، کدهای آیسیک مرتبط با این صنعت در جدول زیر ارائه شده است.

موارد مصرف و کاربرد پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز

TPU های بر پایه پلی اتر برای پوشش انواع کابل ها و سیم های ایمنی، تاکتیکی و نظامی بکار می روند. انواع پایه پلی اتری آن به علت مقاومت خوب در برابر هیدرولیز و عوامل میکروبی، از خوردگی و همچنین اتصالات در ولتار پایین جلوگیری می نمایند. برخی از کاربردهای فراوان ترموپلاستیک نسوز (TPU) برای پوشش انواع کابل و سیم به شرح زیر است :

• کابل های مورد استفاده در دریا برای استخراج نفت و گاز
• کابل های فشار قوی در سایت های ساختمانی
• کابل های بلند و دنباله دار در صنعت معدن
• کابل برای چمن زن ها و سایر تجهیزات کشاورزی
• کابل های تلفن
• کابل های کنترلی برای تحقیقات
• سیستم ترمز برای ماشین ها
• کابل برای فضاپیماها
• کابل های فشار قوی برای متروها
• کابل های کنترلی آنتی استاتیک برای تجهیزات الکترونیکی

بررسی کالاهای جایگزین پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز

به علت محدودیت در استفاده از این نوع روکش برای سیم و کابل و استفاده خاص از آن و قیمت نسبتاً بالای آن، همچنین واردات سیم و کابل با روکش نسوز به کشور، باید در تولید این محصول با توجه به نیاز کشور اقدام شود.

همچنین بیشتر کارخانجات تولیدی از گرانول P.V.C برای روکش سیم استفاده می کنند. که ارزان قیمت تر است هرچند خواص ترموپلاستیک نسوز همچون مقاومت شیمیایی بالا، مقاومت در برابر تجزیه و … را ندارد.

اهمیت استراتژیکی تولید پلی اورتان در دنیای امروز

از دهه 1980 به بعد با مطالعات زیادی که به منظور بهبود کیفیت بر روی کاتالیست و عوامل پف زای آن انجام شد، هر روز مصارف گسترده تری پیدا کرده است. به عنوان مثال حدود 20 سال است که در تولید صندلی ماشین از فوم های پلی اورتان منعطف استفاده می شود.

در مواردی که می توان آنها را با سایر مواد جایگزین نمود، این مواد به علت سادگی تهیه، هزینه نسبتاً پایین و خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب، همچنان به عنوان یک گزینه جدی مطرح می باشد.

ترکیب عملکرد بالا و قابلیت خوب فرآیندپذیری آنها سبب رشد و توسعه زیاد کاربرد این مواد جدید شده است. که در مقایسه با سایر کشپارهای ترموپلاستیک، می توانند خواص فیزیکی بهتر و بالاتری را از خود بروز دهند، به گونه ای که مجموعه این خواص منحصر به فرد، سبب انعطاف پذیری زیاد و کاربردهای متنوع آنها گردیده است.

مزایای تولید پلی اورتان (پلی یورتان) در صنعت های مختلف

بطور کلی خواص متنوع پلی اورتان ترموپلاستیک ها سبب گردیده تا امکان کاربردهای مختلفی از قبیل: ساخت چرخ های کوچک، قایق های تندرو، کمربند ایمنی، انواع فیلم و ورق، شیلنگهای مخصوص خطوط آتش نشانی، لوله های منعطف، وسایل تولید غذا، پاشنه کفش های ورزشی،

شیلنگها و درزگیرهای هیدرولیک، قایق های بادی، چرخ های اسکیت، لوله ها و وسایل پزشکی، کالاهای ورزشی، عینک و لباس مخصوص شنا، پارچه های مخصوص، و پوشش های سیم و کابل نظامی و ایمنی به وجود آید. ترموپلاستیکهای نسوز بر پایه پلی اتر برای پوشش انواع کابلها و سیم های ایمنی، تاکتیکی و نظامی بکار می روند.

انواع بر پایه پلی اتر آن به علت مقاومت خوب در برابر هیدرولیز و عوامل میکروبی از خوردگی و همچنین اتصالات در ولتار پایین جلوگیری می نمایند. در حدود 9 درصد مصرف امریکا و 14 درصد مصرف اروپای غربی از کل ترموپلاستیک ها مربوط به این صنعت می باشد.

تکنولوژی و روش های تولید ترموپلاستیک نسوز

پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز را می توان به چندین روش و در پروسه های متفاوت تولید نمود. اجزاء این پلیمرها یا طی چند مرحله و به روش پیش پلیمری و در یک فرآیند ناپیوسته و یا طی یک مرحله و به روش تک ضرب و در یک فرآیند پیوسته تبدیل به پلیمرهای پلی اورتان با ویژگیها و خواص موردنظر می شوند.

در صنعت اغلب به روش تک ضرب و با استفاده از برخی فرآیندهای پیوسته از قبیل : فرآیند تسمه ای و یا فرآیند اکسترودر و در مقیاس صنعتی و نیمه صنعتی تولید می شوند.

در سنتز این مواد برای کنترل واکنش و خواص فیزیکی محصول نهایی نسبت استوکیومتری مواد شرکت کننده در واکنش یعنی نسبت NCO به OH که معمولاً نسبت مولی نامیده می شود، بسیار مهم است.

چون مواد شرکت کننده در واکنش از لحاظ استوکیومتری با بازده 100% با یکدیگر واکنش می دهند لذا می توان با انتخاب نسبت مولی متفاوت نوع ساختار پلیمر را تعیین کرد. روشهای مختلف پلیمریزاسیون اجزاء ترموپلاستیک نسوز و فرآیندهای معمول تولید در صنعت عبارتند از :

1. روش پیش پلیمری

از آنجا که روش پیش پلیمری هنوز هم از مهمترین و متداول ترین روش های تولید پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز، بنابراین اغلب روشهای تهیه الاستومرهای جامد پلی اورتان بر تکنیک فوق استوار است. پیش پلیمر از واکنش یک پلی ال بلند زنجیر (پلی اتر یا پلی استر) با مقادیر اضافی از ایزوسیانات (بیش از حد استوکیومتری) به دست می آید.

پیش پلیمر حاصله با داشتن وزن مولکولی متوسط، دارای عامل ایزوسیانات در قسمتهای انتهایی زنجیر نیز می باشد. در اثر واکنش این پیش پلیمر با یک دی ال و یا دی آمین با وزن مولکولی کم، که به عنوان زنجیر افزاینده مصرف می شود، پلیمر نهایی به دست می آید.

2. روش نیمه پیش پلیمری

این روش نیز گاهی در تهیه ترموپلاستیک نسوز مورد استفاده قرار می گیرد. بدین ترتیب که تنها بخشی از پلی ال ها (پلی استر پلی ال یا پلی اتر پلی ال) موردنیاز بر اساس محاسبه استوکیومتری با تمام ایزوسیانات لازم جهت انجام واکنش با یکدیگر مخلوط شده و خوب همزده می شود تا واکنش پلیمریزاسیون بهتر و کاملتر انجام شود.

سپس این پلیمر را که یک پیش پلیمر است و در قسمتهای انتهایی زنجیر خود گروههای NCO آزاد دارد با مخلوط پلی ال باقیمانده و عامل گسترش دهنده زنجیر مخلوط می گردد تا پس از انجام واکنش، پلیمر نهایی به دست آید.

در این روش پیش پلیمری ، پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز بدلیل دارا بودن گروه های NCO آزاد تمایل زیادی به واکنش با رطوبت موجود در محیط دارد و برای نگهداری و استفاده از آن نیاز به کنترل های دقیق و شرایط خاص می باشد که این وضعیت سبب افزایش قیمت و بروز مشکلاتی در جریان تولید صنعتی می گردد. بنابر دلایل فوق و برخی موارد اقتصادی این روش در حال حاضر برای تولید انبوه مورد توجه صنعتگران نمی باشد.

3. روش تک ضرب

اساس این روش در سنتز پلی اورتان ها این است که مواد شرکت کننده در واکنش به طور یکجا و همزمان با یکدیگر مخلوط می شوند. درعمل، ابتدا پلی ال و زنجیر افزاینده را با هم مخلوط و تحت خلاء خشک و رطوبت آن را خارج می کنند.

سپس ایزوسیانات را به آن افزوده و هم میزنند تا پلیمر نهایی به دست آید. چون در این روش هیچ گونه کنترلی بر روی واکنش ها وجود ندارد، محصول به دست آمده ساختاری درهم و نامنظم پیدا می کند. به دلایل اقتصادی، گاهی از این روش در تولید آن در مقیاس صنعتی استفاده می شود.

به این ترتیب که کلیه اجزاء آن پس از توزین و آماده سازی اولیه به طور همزمان وارد یک ماشین اکسترودر واکنشی دو پیچ می شوند و عمل مخلوط سازی و واکنش بین اجزاء در طول سیلندر اکسترودر انجام می گیرد و محصول تولیدی از قسمت انتهای اکسترودر به صورت رشته بیرون آمده و پس از سرد شدن و خرد شدن به شکل گرانول در می آید.

در این روش چون عمل مخلوط سازی به نحو احسن انجام نمی گیرد، پلیمر حاصله از ساختار همگن و یکسانی برخوردار نمی باشد. معمولاً برای برطرف کردن این نقیصه، قبل از وارد کردن اجزاء به فیدر سیلندر اکسترودر از میکسرهای مخصوصی برای مخلوط سازی کامل استفاده می نمایند.

بسته به ظرفیت تولید، نوع تجهیزات و ماشین آلات و میزان هزینه های تولید یکی از فرآیندهای ناپیوسته یا پیوسته مورد توجه قرار می گیرد. معمولاً برای تولید کم و محدود از روش ناپیوسته که هزینه های کمتری در مقایسه با روش پیوسته دارد، استفاده می شود. چون در روش پیوسته هدف تولید انبوه و به دست آوردن محصول یکنواخت می باشد، این روش بیشتر مورد استفاده تولیدکنندگان بزرگ قرار می گیرد.

توجیه اقتصادی طرح توجیهی تولید پلی اورتان نسوز

براي جمع بندی مطالعات امکانسنجی احداث واحد تولید پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز باید به مسائل و مواد متعددی نظیر؛ وجود واحدهای تولید مشابه، طرح های تولیدی در دست اجرای مشابه، میزان نیاز کشور، توانایی صنایع کشور، قیمت تمام شده، سوددهی واحد تولیدی، دوره بازگشت سرمایه، امکانات موردنیاز، دانش فنی موردنظر و …، توجه کرد.

با توجه به بررسی های انجام شده احداث یک واحد تولیدی که به طور خاص به تولید پلی یورتان ترموپلاستیک نسوز بپردازد با سرمایه گذاری 22 میلیارد ریال، بازگشت سرمایه آن تقریباً معادل با پنج سال برآورد میشود. بنابراین احداث این واحد صنعتی، به شرط داشتن بازار مصرف مناسب، دارای صرفه اقتصادی می باشد.