年产12万吨离子膜烧碱工程可行性实施报告

年 产 1 2 万 吨 离 子 膜 烧 碱 工 程可行性研究报告目录第一章 概 述1-1项目名称、项目单位、项目负责人 -1 -1-2可行性研究报告编制的依据和原则 -1 -1-3项目提出的背景和经济意义 -1 -1- 4 可行性研究的围 -2 -第二章 市场预测 - 2 -10-2-1国外市场情况预测 -3 -2-1-1外部环境对我国氯碱工业的影响- 32-1-2世界和我国氯碱生产概况- 32-1-3国情况 -3第三章生产规模和产品方案 . - 7 -3-1 生产规模 - 73-2 产品方案及质量指标 - 73-2-1 烧碱 - 73-2-2 氢气 - 83-2-3 合成盐酸 - 83-2-4 高纯盐酸 - 93-2-5 液氯 - 9第四章 工艺技术方案 - 10 -4-1 工艺技术方案的选择4-2原料路线的确定和依据 -104- 3 工艺流程 -11 -4-3-1 盐水车间工艺流程叙述 -114-3-2 电解车间的工艺流程叙述 -124-3-3 氯氢车间的工艺流程叙述 -124-3-4 液氯车间的工艺流程叙述 -134-3-5 盐酸车间的工艺流程叙述 -144-3-6 蒸发车间的工艺流程叙述 -15-4-4主要设备选型及单元生产装置 -15 -4- 5 自动化控制 -174- 5-1采用标准规 -174- 5-2设计围 -174- 5-3DCS自动化程度概述 -174-5-4自动控制方案确定及仪表选型 -184-5-5仪表动力供应和能源消耗 -234- 5-6接地系统及可靠性 -24 -第五章 原料、辅助材料及燃料的供应 -25 -5- 1 主要原料消耗 -25-5- 2主要燃料及动力消耗定额： -25-5-3原料的规格与质量指标 -26 -第六章 建厂条件和厂址方案 . -29 -6-16-2 第七章7-17-27-37-4 第八章8-18-28-38-4 第九章9-19-29-3 第十章10-110-2 十一章建厂条件 -29-公用工程情况 -31 -公用工程和辅助设施方案 . -33 -总图平面布置方案 -33-工厂运输量及运输方案 -33 -供电及通讯： -33 -贮运设施： -38 -技术进步与节能 -39 -技术先进 -39 -能源消耗低： -39 -环境污染少： -40-继续加工易： -40 -环境保护 -41 -概述 -41 -设计采用的环境保护标准 -41 -“三废”排放情况及处理措施 -42 -劳动保护与安全卫生及消防 . -43 -劳动安全和工业卫生 -43 -消防 -44 -工厂组织和劳动定员 . -49 -49 -11- 1 工厂体制及组织结构第十二章 项目实施计划 - 51 -12- 1 建设计划 -51 -第十三章 投资估算和资金筹措 . -52 -13- 1编制说明 -52-13-2投资估算 -52-13-3资金筹措 -52 -第十四章 财务评价 -53 - 53 -14.2 财务评价- 53 -14- 1 基本数据第一章 概 述1- 1 项目名称、项目单位、项目负责人项目名称： 12 万吨年离子膜烧碱工程 项目单位：某氯碱化工有限公司项目负责人：1-2 可行性研究报告编制的依据和原则1 国家产业政策纲要 。2 化工建设项目可行性研究报告容和深度的规定 。3 投资项目可行性研究指南 。4 国家现行有关设计规、标准。5 业主提供的相关资料及设计委托合同。1-3 项目提出的背景和经济意义 烧碱是基础化工原料，在国民经济中有着广泛的应用。其传统消 费领域主要有轻工、纺织和化工行业，其次有医药、冶金、稀土金属、 石油、电力、水处理和军工行业。近几年随着各行业产品结构的调整， 轻工行业消费呈明显的下降趋势，化工、金属冶金和纺织行业需求保持 上升。氯气, 我国氯产品以液氯、盐酸和聚氯乙烯为主，此外，环氧化合 物、甲烷氯化物和含氯农药也是国目前耗氯最大的产品。目前，我国的 氯产品中无机氯产品比例 53%55% （主要是液氯和盐酸，其次为无机 氯化物），农药用氯约占 10，而有机氯化物的比重只有 35%37（其 中 PVC22% 23%、环氧丙烷 5%6%、甲烷氯化物 3%4%，大大低于世界 发达国家的水平。这充分说明我国有机氯产品的发展水平还很低，产品 的研究开发和市场开拓还远远落后于发达国家和世界著名的跨国公司。某某氯碱化工有限公司拥有自己的热电厂，可与本项目配套平衡装 置用电、 用汽；并且本地拥有地下盐矿， 可取得价格低廉的卤水。 因此， 其电价、蒸汽费、原料盐供应均具有较强的竞争优势。12 万吨年离子膜烧碱装置的氯气除一部分用于生产高纯度盐酸 自用外，还可用于造纸、氯化聚氯乙烯等吃氯产品。氢气可作为本地区 用于加氢产品的原料。其中，氯气作为主要的化工原料，目前属于市场 的短缺产品。本方案拟采用国先进的工艺路线和设备及控制技术，以地下卤水为 原料全卤水生产烧碱，同时带动本公司卤水开采项目及卤水生产原盐项 目的启动，以及烧碱相关行业的发展，为企业创造新的利润增长点。 12 万吨年离子膜烧碱装置建成后，将使得企业更具市场竞争力，经济效 益明显提高。因此，某某氯碱化工有限公司上马 12 万吨年离子膜烧 碱工程是非常必要的。1-4 可行性研究的围 可行性研究的围包括总图运输、生产工艺、生产设备、公用工程、 仪表及自动化控制、电信工程、土建工程、原辅材料及产品贮运、工业 安全卫生及三废治理、 环境保护等。 生产过程包括化盐及盐水、 电解（含 淡盐水脱氯）、蒸发、氯氢处理、氯气液化、合成盐酸及机电修理、化 验室和办公室。第二章 市场预测2- 1 国外市场情况预测2- 1-1 外部环境对我国氯碱工业的影响世界经济 （工业） 发展的不平衡和对资源的需求，推动着化学工业向 全球化方向发展。在发达国家，石油化工产品的市场趋于饱和，大宗化 学品的利润迅速降低，而发展中国家石油化工产品的需求呈快速增长势 头，特别在亚太地区，人口众多，经济发展速度较快，化学品消费市场 潜力巨大。由于环保、运输和劳动力价格等因素，发达国家的初级化工 产品的生产，正向拥有广阔市场、原料丰富和廉价劳动力的发展中国家 转移。因此，亚洲成为国外大公司转移的首选地区，特别是我国，将逐 步成为世界性的化工制造中心。而氯碱工业，作为基础原料工业，必将 获得强劲的需求。2-1-2 世界和我国氯碱生产概况目前世界氯碱产量约为 5200 余万吨 / 年，其氯气的消费量为 4590 万吨/ 年。氯气用途大致如下：聚氯乙烯占 32；其它有机氯产品占 19； 无机氯产品占 31；氯中间体占 7：水处理占 7；造纸工业占 4。 最大的氯和氯产品的市场在亚洲， 占氯消费总量的 39：其次为北美占 27；西欧为 20。随着发展中国家对氯产品需求的增加 （ 例 如：聚氯乙烯等产品 ） ，其氯碱的需求量必然会快速发展。2-1-3 国情况我国 2004 年烧碱的生产能力已达到大约 1250 万吨 / 年，美国约为 1600万t /a,我国占世界第二位，其中离子膜法烧碱的生产能力约占 50，由于目前离子膜法技术和设备的不断进步，其电耗也有所下降，生产成本也随之降低，并逐渐与隔膜法接近。省是氯碱生产大省，产量居全国首位，约占全国氯碱产量的25%左右。的氯碱生产能力统计（2004年），见下表：表2 1省氯碱生产能力一览表序号生产厂家生产能力（万吨/年）合计隔膜法离子膜法1齐鲁氯碱厂205+25*502大成农药厂66123桓台博汇福利化工厂317204东岳联邦公司6+6*125铝业公司556润源化工公司8.58.57石油化工总厂12128海晶化工公司66129天兀化工公司6610高密康丰农化公司6611华阳农药公司26812瑞泰化工公司13中银电化公司691514牟平恒邦化工有限公司3315金威煤电公司6*616东营胜利电化公司4417东营市化工厂32+6*1118金岭集团2.51012.519潍坊亚星化学公司66+6*1820寿光新龙电化集团5521诸城化工公司1122滨化集团公司5121723沾化电厂3*324鲁北企业集团公司36925滨州海明化工厂3326氯碱厂53827牟平东方化工厂1128龙口氯碱厂1.51.529文登市航天发泡剂厂3330恒工公司202031沂州水泥集团化工公司2.52.532市造纸厂6633华远公司3334聊城兰威化工公司410*14147171318注：带“ * ”者为在建工程聊城氯碱生产和需求概况与其它地区的差距：在聊城己形成生产规模的厂家，只有聊城兰威化工有限公司一家 该公司现有产量为4万t /a隔膜法烧碱，并正在东阿县建设10万t /a 隔膜法烧碱（一期工程为7万t /a），预计在2005年下半年可新增隔膜 法烧碱7万吨/年，总生产能力为11万t /a。仅占烧碱生产能力的 3. 53%，并且离子膜法烧碱仍为空白。目前聊城地区均从其它地区供 货。然而，在鲁西南地区（例如：荷泽、枣庄地区），目前，尚无形成生 产规模的生产厂家。因此，若是某某氯碱化工有限公司，能抓住机遇， 必然可以在鲁西南地区，独树一帜，尽快填补空白，占领市场，并不断 开发下游产品，为建设大型化工企业打好基础。聊城地区氯、碱需求预 测表（表22）。表2 2聊城地区氯、碱需求预测表序号厂家名称需求能力（万吨/年）氯气（万吨/年）1高唐泉林纸业公司322临清银河纸业公司323茌平铝业公司1024某县四强化工35其他32第三章 生产规模和产品方案3- 1生产规模生产规模及分期情况见表3-1表3-1生产规模一览表名称生产规模（吨/年）备注烧碱120000其中30%9万吨/年（折百）48%3万吨/年（折百）氯气100000原氯与液氯产量根据市场调整氢气3000盐酸200003-2产品方案及质量指标3- 2-1 烧碱符合GB/T11199-1989 级I型，如表3-2-1所示表3-2-1烧碱产品规格和质量标准表指标名称指标氢氧化钠（NaOH含量 30% (wt)三氧化二铁（FQ）含量 0.0005% (wt)碳酸钠（NaC Q）含量 0.006% (wt)氯酸钠（NaCl O3）含量 0.002% (wt)氯化钙（CaCl2）含量 0.0005% (wt)三氧化二铝（Al 2Q）含量 0.0006% (wt)一氧化硅（SiO2）含量 0.002% (wt )硫酸钠（NqSQ）含量 0.002% (wt)氯化钠（NaCI）含量 98% (v / v)氧气（Q）含量0. 5% (v/v)氮气（N0含量 31%铁（以Fe计） 0.001%硫酸盐（以SQ2-计） 0.007%As 0.0001%灼烧残渣 0.10%氧化物 31%铁（以Fe计） 3-0mg/ L钙（以Ca计） 0.5mg/ L镁（以计Mg计） 0.2mg/ L游离氯 60.0mg/ L蒸发残渣99.6% (v/v)水份（HO）含量 98.0%水不溶物 0.15%氯化物（以NaCI计） 1.20%铁（Fe） 98.0%硫化物（以S计） 0.008%铁（以Fe计） 0.003%水不溶物含量 30.0%游离单体（以CH二CH-COC计） 1.15 g / cm极限粘度（30C）0.-0.1dl/ g5- 3-5 亚硫酸钠质量标准符合GB9005-88如表5-3-6所示5-3-6工业用聚丙烯酸钠质量标准指标名称指标要求亚硫酸钠（Na2O） 96.0铁（Fe） 0.005水不溶物 0.03游离（以N&CO计） 98.0%灰分 0.03%铁（Fe） 0.%砷（As） 50 mm色度 2.0 ml第六章 建厂条件和厂址方案6- 1 建厂条件6- 1-1 厂址的地理位置、地形、地貌概况交通运输 厂址选定在省某县古云镇矿区。厂区占地面 240667 平方米。厂区 东、西、南三面均为公路，北面为农田。公司自备电厂就在厂区西南方 向，相隔数百米。一、某县地区简介地理位置： 某县位于省西部， 黄岸，冀鲁豫三省交界处。 地理坐标， 北纬35度46分36度25分，东经115度20分115度44分。南北长 68 公里，东西宽 32 公里，总面积 138774 平方公里。北与冠县、聊城 相连，东和阳谷县以金线河为界，南与省市接壤，西与首市毗邻。区划人口：某县辖 22 个乡镇， 11 54 个行政村， 24 万户人家， 96.3 万人口。农村人口 86 万，占总人口的 89.77 。农村劳动力 38 万人， 占农村总人口的 44.2 。城镇人口 1 0.3 万人，占总人口的 1 0.7 。 全县有汉、回、壮、朝鲜等 20 个民族，汉族人口占 98.89 。地形地貌： 某县属黄泛平原， 地势平坦， 土层深厚。海拔 49.0 3.7 米。西南高，东北低，南北地面坡降 16000，东西坡降 14000。由 于历史上黄河多次改道、泛滥，形成了高中有洼、洼中有岗的微地貌， 主要由河滩高地、沙质河槽地、缓平坡 地、河间浅平洼地、河道决口 扇形地等组成。气候水文：某县属暖温带亚湿润季风型大陆性气候，四季分明，雨 热同期，温度适宜，光照充足。年平均辐射量 1177 万焦耳平方米， 年平均日照时数为2420.5小时，日照率为55%。多年平均气温13.2 C, 一月份平均气温-6.6，极端最低气温-22.7 C。日平均气温0 C的平 均持续天数为294天，活动积温4993.5 C; +10C的平均持续天数为208 天，活动积温 4464. 3; +20C的平均持续天数为 119天，活动积温 3006C 。无霜期平均为 ll9 天，年平均降水量 551.5 毫米，多集中在 6、 7、8 月份，对农作物生长非常有利。 境主要有徒骇河、 马颊河、金堤河、 金线河 4 条自然河流和 7 条人工干沟，总长 359.74 公里。河网密度平 均每平方公里 3.85 公里，径流量多年平均 6345 万立方米。二、古云镇简介 矿区位置及交通：省某县古云镇岩盐矿区位于某县古云镇辖区的西 部，南 距黄河十几公里。矿区有沥青路通过，北可达聊城，东可到， 西可到。京九铁路从矿区东部通过，交通运输较为方便。矿区位于古云 镇政府的西部，西起闫庄，东到徐庄，南起高堤口村，北到铁奶奶庙村 南。矿区面积积为 44.2 平方公里。自然地理与经济概况： 矿区属鲁西北平原区， 地势平坦西南部略高， 东北部略低。金堤河由矿区南部流过，流向有西南向东北。该地区处暖 温带，属大陆季风气候区，夏季湿热多雨，冬季寒冷干燥，年平均气温 为13. 5C,月平均气温一月份最低，一般在-2 C以下，最低气温为-I & 7C,七月份气温最高，平均 26C以上，最高达44.5 C。年平均降 水量694.7mm最大为1616.7mm最小为339.3mm降水多在7 8月份。 平均无霜期 I80220 天。区以农业为主，粮食作物主要有：小麦、玉米、大豆，经济作物 有：棉花、花生、大麻等。水果主要为苹果、山楂、桃等。工业主要有 粮食加工、农机修配、制砖等。矿业有石油开采等。矿产资源概况： 某县除具有丰富的油气资源外， 还有丰富的岩盐矿， 经钻孔探明上部矿层埋深为 22242335M矿层垂直厚度为111M下部 矿层埋深为24502580M矿层垂直厚度130M上下矿层总厚度为241M 1、2 号勘探孔相距十几公里，都有盐矿层存在，说明古云镇岩盐矿分布 稳定，资源量较大，开发前景广阔。经井深2869.5M勘探结果证实，盐深25672664M 盐厚度97M 纯度72.75，含盐量75%。6- 2 公用工程情况6- 2-1 供水项目建成后，生产和生活用水约 60m/h,在厂区有自备井3 口， 每口井的出水量为80m/h,供水能力为240 m3/h,可以满足要求。6- 2-2 供电本装置用电将直接采用省某某热电有限公司自备电厂网下电。6- 2-3 供汽项目建成后共需蒸汽 16 吨/时,公司现有供汽能力可以满足需要, 本项目对原供汽系统进行调整。6- 2-4 循环水循环水用总量：3000m/ h,其中：电解： 600m3/h （按 12 万吨/ 年烧碱生产能力计算）氯气处理： 600m3/h （按 12 万吨 / 年烧碱生产能力计算）氢气处理： 300m3/h （按 12 万吨 / 年烧碱生产能力计算）液氯： 900m3/h（按 12 万吨/ 年烧碱生产能力计算）盐酸、高纯酸： 300m3/h （按 2 万吨 / 年盐酸生产能力计算） 浓碱蒸发： 400m3/h （按 48%折 100%3万吨/ 年烧碱生产能力计算）6- 2-5 压缩空气新建空压站，选设 Q=12m3/min 的空压机 3 台，保证仪表用气配 Q=12m3/min 干燥装置一套。第七章 公用工程和辅助设施方案7- 1 总图平面布置方案见某某氯碱化工有限公司总平面布置图某某氯碱化工有限公司新建厂区形状如梯形，南边长为500 米，西边长 323 米，北边长为 534 米，东边为斜边长约 325 米，面积 240667 平方米，合 361 亩。7- 2 工厂运输量及运输方案卤水：用量150m3/小时，3600用/天，储罐贮存，存储周期2天， 管道输送。硫酸：用量 0.375 吨/小时， 9.0 吨/天，硫酸贮罐贮量 270m3， 存储周期 30 天，汽车公路运输。烧碱： 30%的液碱产量 600 吨/天， 48%液碱产量 375 吨/天，存储 周期 5 天，储存量 30%的液碱产量 3000 吨， 48%液碱产量 1875 吨，汽车 公路运输。氯气：产量312吨/天，40m3贮罐8个，总贮量400吨，氯气全液 化时的存储周期 1 天。液氯用钢瓶或液氯槽车包装，汽车公路运输。盐酸：合成盐酸产量 60 吨/天，贮罐、池存储，存储量 1200 吨， 储存周期 15 天，槽车包装，公路运输。7- 3 供电及通讯：7- 3-1 供电：某某氯碱化工有限公司电能来自本公司自备电厂 华祥热电，根据 自备电厂目前可提供的电能和电压等级及某某氯碱化工有限公司 的产能规划，目前宜采用双路 35KV 供电。某某氯碱化工有限公司 供电可采用 35KV 架空线在厂区外转电缆进线的方式，这样既避免 了架空走廊在厂区而造成的土地浪费，又节省了资金。厂区变电站的布置应该满足以下几点：1）方便进出线又靠近负荷中心。2）必须满足必要的安全间距。3）为将来企业的进一步发展作出预留。由于企业已基本达到 35KV 等级可经济提供电能的上限，再增 加 35KV供电回路的可能性也不大，所以变电站应为将来提高到110KV电压等级做准备，预留安装 GIS 系统的位置及空间。根据某某氯碱化工有限公司的发展规划，变电站总体规划是两 路 35KV进线，一路10KV检修用电进线。35KV计划6路出线，其中4 路为整流变（整流变不在变电站，在电解工段）出线，每路整流变 计划容量为12000KVA另2路为35/10KV动力变出线（动力变安装 于变电站）每路动力变计划容量为 2500 KVA或4000 KVA; 10KV侧 计划出线10路，2路1000KVA 6路1600KVA 2路2000KVA 变电 站出线计划分两期上，一期先上一半，二期完成另一半。35KV整流变线路直供整流变使用。35KV动力线路供35/10KV动力 变使用。由35/10KV动力变所取得的10KV动力电根据需要为厂各 工段变配电室提供电能或直供各工段的高压电器。根据化工厂特点和未来的发展趋势，化工厂线路均采用电缆 供电， 不再使用架空线路。并应尽量避免埋地敷设。离子膜电解制碱所用的离子膜电解槽， 不论是复极式还是单极 式都 是很先进的，因而对供电的要求也就非常严格。所以对离子膜电解槽的供电必须满足以下要求：（1）供电电源安全可靠；（2）供电保护灵敏正确；（3）供电测量稳定准确；（4）电流调节平滑无级；（5）供电操作简单方便；（6）供电运行经济合理。作为电解重要的组成部分变电整流系统， 同样存在着与离子 膜法 电解技术的新特点相适应的问题。1） 供电的电压等级对于3万吨/年离子膜碱的产能比较适合35KV供电。对于6万吨/年离子膜碱的产能宜采用双路 35KV供电。如采用110KV 供电会造成建设投资过大，在近期无扩建的情况下，会造成“大马 拉小车”的情况，造成投资浪费；如采用 35KV 单路供电，建设投 资虽然降低，但运行损耗过大，长期运行很不经济。所以对于 6 万 吨/年离子膜碱的产能，采用双路 35KV供电是费效比较高的一种运 行方式。对于12万吨/年离子膜碱的产能