5万吨离子膜烧碱工程可行性研究报告

5万吨/年离子膜烧碱工程可行性研究报告15万吨/年离子膜烧碱工程可行性研究报告2010年10月5万吨/年离子膜烧碱工程可行性研究报告2目录1总论2市场分析3生产规模及产品方案4工艺技术方案5原料、辅助材料及动力供应6建厂条件和厂址方案7公用工程及辅助生产设施8节能9环境保护10劳动保护与安全卫生11工厂组织及劳动定员12项目实施规划13投资估算14财务评价15结论5万吨/年离子膜烧碱工程可行性研究报告31、总论1.1项目规模：5万吨/年离子膜烧碱工程（折100%）1.2项目建设意义1.2.1根据氯碱行业用电量大、负荷率高、电压等级高的特点，上马该项目可以带动本公司电力开发和装机总量增加，利用自备电厂优势，降低生产成本。1.2.2根据氯碱平衡的行业发展原则，推进氯碱与石油化工联合，利用液氯和石油化工基本原料乙烯、丙烯，发展多种耗氯、耗碱及耗氢产品，有利于企业主要产品生产基地化、资源配置合理化，以最少的资金投入取得最大效益。1.3项目主要生产装置生产装置包括：一次盐水、二次盐水及电解、氯氢处理（含事故氯处理）、液氯及包装、高纯盐酸、固碱蒸发、原料与产品储运设施。4本项目财务评价的初步经济技术指标2、氯碱行业的市场分析2.1国内、外市场状况及预测2.1.1产品的特点和用途烧碱是重要的基本工业原料，其产量大、用户多，广泛应用于轻工、化工、纺织、冶金、电力、医药、农药、染料及有机颜料等行业，离子膜法电解制出的高纯度烧碱是化纤、医药、精细化工行业迫切需要的原料。氯气、液氯及液氯汽化气用途相当广泛，是生产聚氯乙烯、盐酸、环氧化合物、农药、增塑剂、合成橡胶、漂白剂、杀菌消毒剂化纤和制冷剂等氯化物的重要的原料。2.1.2烧碱产品国内市场供需现状及主要消费去向目前我国拥有近200家氯碱生产企业，烧碱生产规模在总量上已跃居世界第二位，1998年烧碱总量525.82万吨；1999年烧碱总产量572.90万吨；2000年烧碱总产量达到646.22万吨；2001年烧碱总产量713.52万吨。2002年，烧碱总产量823万吨。预计2003年，烧碱总产量850万吨。我国现有烧碱生产仍以隔膜法为主。2001年烧碱总产量713.52万吨，其中：隔膜法烧碱产量512.98万吨、占71.89%，离子膜法烧碱产量195.94万吨、占27.46%，苛化法烧碱产量4.60万吨、占0.64%。2002年1-11月份烧碱工艺构成：金属阳极法生产的占66.8%，离子膜法烧碱占33%，石墨阳极法占0.2%。国内烧碱的消费领域主要为：轻工、化工、纺织印刷三大行业，合计约占全国总用量的77.3%左右，其余用于医药、冶金及其它领域，约占22.7%。2.1.4我国近几年烧碱进、出口情况随着我国氯碱工业的发展，烧碱的生产能力和产量不断增加。我国氯碱平衡长期以烧碱要求为主导的局面发生转变是在“七五”末期。“七五”期间，我国烧碱净进口量名列世界第二，仅次于澳大利亚，但从1991年开始进口锐减，出口猛增，我国由烧碱进口大国转为出口大国。随着国民经济的高速发展，各行各业对烧碱和氯气的需求迫切，而对氯气的需求增长日益旺盛并超过对烧碱的需求，在满足大量氯气需求的同时，却又带来烧碱能力的过剩，因此必然有部分烧碱出口。2000年我国烧碱出口量有30~40万t；2001年我国烧碱出口量达50万t，2002年1-11月份，我国烧碱出口量达32.9万t。2.2国内、外烧碱市场需要量预测2.2.1国内各行业烧碱需要量的预测我国各行业的发展并不平衡，其中有机化工将有较快发展，因此化工用烧碱将年均增长5.8%。其它及纺织印刷等行业也有一定增长。我国烧碱需求量前景预测，到2003年需661万t，2005年需736万t。5万吨/年离子膜烧碱工程可行性研究报告42.2.2国际市场烧碱需要量预测自1993年以来，世界各地烧碱供需平衡和进出口形势发生了很大变化，西欧在1997年已从烧碱净出口地区转变为进出口平衡地区或净进口地区；美国、日本、中东、俄罗斯和东欧是主要的氯、碱出口地；中国、印度及其他亚太国家是氯（产品）的主要进口地，占总量的95.7%；澳大利亚、拉丁美洲和一些亚非国家则消费了全部出口烧碱。由于澳大利亚和拉丁美洲等地对烧碱的需求仍十分强劲，为我国烧碱出口创造了一定商机。世界烧碱产能1996年为5203万t，2000年增至5819万t，5年增加了616万t。2001年为6012万t，预计2003年世界烧碱产能将达6277万t，2年将增加265万t。2.3烧碱产品销售的初步预测及竞争能力我国目前虽然烧碱生产能力相对过剩，开工率仅为80%左右，但随着国际经济的复苏、国内经济的持续发展，国内外烧碱的需求量将进一步扩大。国外有关资料表明，烧碱需求在今后几年仍将保持较强劲的增长势头，1997年至2005年的年平均增长率为1.9%。虽然氯气需求量的增加将拉动氯碱生产能力的进一步扩大，烧碱供过于求的状况还不会从根本上得到改变，但最起码将有所缓解。另外，离子膜烧碱因产品质量高、能耗低、三废少、成本低，已成为全世界氯碱工业发展的方向。从全国目前烧碱产需情况来看，总生产能力虽已高于需求，但高纯度离子膜法烧碱产量仍然较低。因此，凭借离子膜法烧碱产品的质量优势，将会拥有较稳定的销售用户。本装置所产烧碱有一部分32wt%液碱用于本厂各装置，其余大部分做成高纯度液碱、固碱，储运方便，销往周边地区及国外市场。2.4国内烧碱产品价格现状及销售价格确定原则和意见2.4.1国内烧碱产品价格现状1995年至2001离子膜烧碱国内年平均售价1550元/t（不含税价、以下同）、最高为1800元/t、最低为1400元/t。国内固碱1995年至2001年平均售价1700元/t，最高为1950元/t，最低为1500元/t。2.4.2本工程烧碱产品销售价格确定原则和意见根据原材料、能源、运输等现行价格，参照氯碱行业内部同类产品的现行销售价格以及市场供需初步预测情况，确定烧碱（以100wt%NaOH计）产品销售价格（不含税价）如下：固碱：1850元/t（含税价）32%液碱：1350元/t（含税价）50%液碱：1550元/t（含税价）高纯盐酸：550元/t（含税价）液氯：1750元/t（含税价）3、产品方案及生产规模3.1产品方案3.1.1产品方案3.1.1.132wt%离子膜烧碱（以100wt%NaOH计）产量：10000吨/年3.1.1.250wt%离子膜烧碱（以100wt%NaOH计）产量：20000吨/年3.1.1.3氯气(以100wt%Cl2)产量：40650吨/年3.1.1.4氢气(以100wt%H2计)产量:1250吨/年3.1.1.5固碱(以99wt%NaOH计)产量:20000吨/年3.1.1.6高纯盐酸(以31wt%HCI计)5万吨/年离子膜烧碱工程可行性研究报告5产量:10000吨/年3.1.2产品方案选择与比较烧碱产品方案选择的原则，近期主要考虑市场销售，远期开发耗碱项目；其他产品方案选择的原则，主要满足企业内部生产装置需要；保持吃氯产品总消耗氯能力与电解产氯能力相互平衡，保证生产安全。结合今后建设10万吨/年离子膜烧碱装置的规划，部分设施建设要考虑今后扩量需要。3.2生产规模3.2.1电解工序生产规模为5万吨/年离子膜烧碱,所产氯气生产液氯外销,氢气生产盐酸,多余部分用于化工生产装置（加氢）。3.2.2蒸发按4万吨/年规模考虑，固碱工段按2万吨/年规模。3.2.3液氯工段按5万吨/年液氯规模建设,考虑全厂氯平衡系数大于20%。可以生产液氯40650吨。3.2.4高纯盐酸工段按2万吨/年31wt%高纯盐酸规模。正常生产1万吨。3.3产品、中间产品和副产品品种、规格3.3.1离子交换膜法氢氧化钠产品液体烧碱产品执行GB/T11199-89质量标准:%优级一级合格外观无色透明液体氢氧化钠≥32.032.032.0碳酸钠≤0.040.060.06氯化钠≤0.0040.0070.01三氧化二铁≤0.00030.00050.0005氯酸钠≤0.0010.0020.002氧化钙≤0.00010.00050.001三氧化二铝≤0.00040.00060.001二氧化硅≤0.00150.0020.004硫酸盐（以Na2SO4计）≤0.0010.0020.0023.3.2离子交换膜法电解联产湿氯气,湿氢气参照执行引进合同质量标准:指标名称主要指标湿氯气Cl2≥97.5O2≤2.0H2≤0.03湿氢气H2≥99.93.3.3工业用液氯产品执行GB/T5138-1996项目指标5万吨/年离子膜烧碱工程可行性研究报告6优等品一等品合格品氯含量，%（V/V）≥99.899.699.6水分含量，%（m/m）0.0150.0300.0403.3.4高纯盐酸产品参照执行引进合同质量标准：项目指标备注HCL含量wt%31Fe3+含量wtppm≤10Ca2++Mg3+含量wtppm≤0.3以Ca2+计CLO-含量wtppm03.3.5次氯酸钠溶液副产品执行HG/T2498-93质量标准：%项目指标I型Ⅱ型Ⅲ型外观淡黄色液体有效氯含量（以Cl计）≥13.010.05.0游离碱含量（以NaOH计）0.1～1.0铁含量≤0.010注：本工程次氯酸钠溶液有效氯含量（以Cl计）一般≥10.0%。3.4氯平衡表3-4-1：氯平衡表产品名称生产能力（t/a）单耗（产）量（t/t）产氯量（t/a）耗氯量(t/a)离子膜烧碱500000.88644300液氯500001.0251000高纯盐酸100000.3153150合计43300545005万吨/年离子膜烧碱工程建成后，本公司氯年加工能力达到54500吨，大于年产氯量433000吨，由此说明足以保证氯碱生产系统安全运行。4、工艺技术方案4.1工艺技术路线选择4.1.1过滤盐水制备工艺过滤盐水制备是氯碱生产工艺过程至关重要的工段，精制效果的好坏直接影响产品的质量和产量。传统的盐水精制工艺是同时加入反应剂，反应产生的含CaCO3、Mg（OH）2、BaSO4等沉淀物的粗盐水经过澄清，再经虹吸式砂滤器、a-纤维素预涂的炭素烧结管过滤器，最终除去沉淀物提到合格的过滤盐水该工艺对杂质钙镁比有一定要求，流程较长，设备庞大、占地多，a-纤维素预涂比较麻烦，而且管理繁琐、运行和检修的工作量都很大，生产成本较高。国内戈尔膜分离工艺近年得到了广泛应用。其特点是加入反应剂先除去硫酸根，再加上反应剂除去镁离子和有机物，再加入Na2CO3反应产生CaCO3后，用泵打入戈尔膜液体过滤器过滤，最终得到合格的过滤盐水。由于是分别反应除杂质，因此该工艺适合各种规格的原盐和卤水，流程较短，占地较少，过滤器操作简单，自动瞬间反冲，不需要停机清理，因此无需备用设备，生产成本较低。一次盐水工段拟定选用尔尔膜过滤工艺。5万吨/年离子膜烧碱工程可行性研究报告7淡盐水提浓有单效薄膜蒸发工艺，多效降膜蒸发工艺，多效板式蒸发工艺。单效薄膜蒸发器设备投资少，但蒸气消耗高。多效降膜蒸发汽消耗低，但设备投资高，蒸发器较高，土建投资较高。多效板式蒸发蒸汽消耗低，设备投资较低，蒸发器较小，土建投资较低。本装置拟选用两效板式蒸发工艺。4.1.2二次盐水及电解工艺是离子膜烧碱生产工艺的核心部分。二次盐水及电解工艺的一般包括三道工序：二次盐水精制、离子膜电解及淡盐水脱氯。4.1.2.1二次盐水精制二次盐水精制目前普遍采用合树脂吸收钙镁等杂质离子。树脂再生使用盐酸、烧碱和纯水。定期自动进行再生。4.1.2.2电解以食盐为原料的电解制碱方法有水银法、隔膜法和离子膜法。水银法电解，其产品质量好，但能耗高，对环境污染严重，此工艺已被淘汰。隔膜法电解，出电解槽碱液浓度低，含有大量氯化钠，不能直接做产品使用，尚需经过蒸发、浓缩、除盐后方能作产品销售，且只能用于一般的纺织、造纸等工业，而不适用于粘胶纤维、维尼隆、腈纶、味精、染料等需高纯碱的工业，能耗低、无汞害，无石棉污染、投资省，是氯碱工业的发展方向。我国自86年起先后从日本旭硝子、旭化成、氯工程；意大利迪诺拉；伍德迪诺拉；英国ICI、美国ELTECH等公司引