10.0万吨保险粉5.0焦亚硫酸钠项目技术方案

5.0万吨/焦亚硫酸钠10.0万吨/年保险粉（配套4.8万吨/年液体二氧化硫、4.5万吨焦亚硫酸钠）可行性研究报告二0一二年二月一、项目背景及产品介绍二、产品方案三、工艺技术初步方案四、原材料、动力及公用工程五、环境保护六、工厂组织和劳动定员七、投资概算及项目实施初步规划八、成本估算、效益预测及建议一、项目背景及产品简介1.1项目背景依托30万吨硫酸装置，充分利用硫铁矿资源优势，蒸汽优势。建设10万吨保险粉、9.5万吨焦亚硫酸钠（其中4.5万吨用于保险粉生产，5.0万吨销售）。消耗硫酸装置炉气（折百二氧化硫）63000吨/年，消耗低压蒸汽21万吨/年（其中6万吨来自液体二氧化硫装置，15万吨来自硫酸装置）。实现销售收入约10.0亿元/年，利润3.0亿元/年。进一步优化了企业的产品结构，极大增强了企业的竞争力和发展后劲。1.2产品简介1.2.1保险粉，学名连二亚硫酸钠，分子式Na2S2O4，白色结晶粉末，广泛用作印染中的还原剂，用于棉、麻、丝的漂白，在食品医药行业有一定的用途，在高岭土和造纸行业有着广泛的应用前景。保险粉目前普遍采用甲酸钠法生产工艺，该生产工艺以甲酸钠、二氧化硫、焦亚硫酸钠为主要原料，以甲醇为反应体系，在反应过程中通入环氧乙烷，经过合成反应、过滤分离、洗涤、干燥工序后，包装为成品。作为一种在印染、造纸行业广泛使用的化学品，近年来国内保险粉用量增长较快，目前国内年用量为25-30万吨，世界保险粉的年需求量为65万吨左右。中国保险生产工艺处于世界领先水平，产品在国际市场上具有很强的竞争力，在世界保险粉市场上，中国产品举足轻重，全球保险粉市场空间很大，尤其是国际市场。中国国内主要有九个厂家生产，主要集中在广东、浙江、山东一带，总生产能力65万吨，是世界上最大的保险粉生产国和出口国。中国保险粉生产在技术、装置水平、能耗及原料收率等方面都处于世界领先水平，产品在国际市场上具有很强的竞争力。1.2.2焦亚硫酸钠，又称二硫五氧酸钠，重硫氧，英文名称：SoliuMPgrOsuLfite，分子式：Na2S2O3，分子量：190.10（按1961年国际原子量），白色或微黄结晶粉末，湿时带有强烈的SO2气味、干燥后无其它气味，比重1.4，溶于水和甘油，溶解度随温度升高而增大，产品微溶于醇。焦亚硫酸钠广泛用于制革、织物及有机物的漂白，印染的媒染剂、食品保存、酿造和饮料杀菌防腐剂，有机合成（制造乙内酰胺）照像用还原剂，橡胶凝固剂及香料等。1.3装置主要情况汇总表10.0万吨/年保险粉、9.5万吨/年焦亚硫酸钠装置情况汇总表表1-1序号项目名称单位数量备注一产品方案1保险粉（产品规格90%88%85%）吨/年1000002亚硫酸钠（96%）吨/年10000保险粉副产品3焦亚硫酸钠吨/年500004配套二氧化硫吨/年48000自用，用于保险粉生产5配套焦亚硫酸钠吨/年45000自用，用于保险粉生产二年操作时间小时7200三主要原材料、燃料用量1固体甲酸钠吨/年48000外购2硫磺吨/年24000外购，用于生产液体二硫3纯碱1吨/年55000外购，用于焦亚硫酸钠4纯碱2吨/年4000外购，用于保险粉5环氧乙烷吨/年2200外购，用于保险粉6液碱（32%）吨/年25000外购，用于保险粉7甲醇吨/年5000外购，用于保险粉8二氧化硫炉气（V/V=9%）吨/年63000来自硫酸装置，用于焦亚硫酸钠四公用动力消耗量1供水（新鲜水）正常用水量m3/h252循环水用量正常用水量m3/h40003供电动力电kWh7200装机容量kWh96004蒸汽吨/时30其中8吨来自二氧化硫装置余热锅炉序号项目名称单位数量备注六定员人210七投资万元18000八装置占地M21占地面积800001.4国内各生产厂家基本情况及动向中国国内保险粉主要有九个厂家生产，总生产能力63万吨，其中最大装置为16万吨。国内各保险粉厂家基本情况如下：序号厂名工厂位置生产工艺装置能力1湖北宜化湖北宜昌甲酸钠法10.0万吨/年2安徽氯碱安徽合肥甲酸钠法4.0万吨/年3烟台金河、金海山东烟台、海阳甲酸钠法7.0万吨/年4湖南中成化工（柳化控股）湖南株洲甲酸钠法8.0万吨/年5广东中成化工（柳化控股）广东东莞甲酸钠法16.0万吨/年6浙江汇德隆化工有限公司浙江上虞甲酸钠法4.0万吨/年7浙江嘉成化工有限公司浙江上虞甲酸钠法4.0万吨/年8邹平双桥化工有限公司山东邹平甲酸钠法6.0万吨/年9山东广汇山东潍坊甲酸钠法4.0万吨/年总计63.0万吨/年国内焦亚硫酸钠厂家很多，比较大的有广州中成化工年产10万吨（基本自用）、湖北宜化5.0万吨/年（自用）、广州联进化工有限公司年产3万吨、天津静明化工有限公司年产4万吨、上海马陆化工厂年产8万吨、山东潍坊凯龙化工有限公司年产10万吨、唐山三江化工有限公司年产3万吨，及湖南湖北几个厂家（如：岳阳三湘，长沙湘岳等）年产15万吨，全国焦亚硫酸钠产品国内产量用于国内或国际市场销售的总量在80万吨左右。二、产品方案一）产品的品种、规模及质量指标项目规格规模（吨/年）备注保险粉85％，88％，90％100000以85％计亚硫酸钠96％，10000焦亚硫酸钠97%50000二）保险粉质量指标HG2074—91指标名称指标优等品一级品保险粉含量%（＞）90.085.0水不溶物%（≤）0.20.4三）亚硫酸钠质量指标GB9005—88指标名称指标一级品合格品亚硫酸钠含量%（＞）96.093.0铁（Fe）含量%(≤)0.0050.01水不溶物含量％(≤)0.030.05游离碱含量度％(≤)0.400.60四）焦亚硫酸钠质量指标HG/T2826-1997项目优等品指标主含量（以Na2S2O5计）≥%96.5铁（以Fe计）≤%0.005水不容物含量≤%0.05重金属（以Pb计）含量≤%0.002砷（以As计）≤%0.0002三、工艺技术初步方案3.1工艺流程简述3.1.1保险粉流程简述1）将固体甲酸钠与水、母液配成悬浮液，焦亚硫酸钠与液体二氧化硫、甲醇配成悬浮液。在一定温度、压力下，往合成釜内同时加入甲酸钠悬浮液、焦亚硫酸钠悬浮液、液体二氧化硫、环氧乙烷。控制好温度、压力、酸度等工艺指标，得到保险粉悬浮液。反应生成保险粉（悬浮液），生成的保险粉（悬浮液）放入干燥器，在干燥器中经过滤、洗涤后用热水干燥，干燥后的保险粉加入1-6％的纯碱作为稳定剂，包装为成品。2）合成产生的气体经过尾气冷凝器冷凝，冷凝的液体回流到合成釜，气体经过碱水洗涤后达标排放。3）干燥中产生的甲醇蒸汽经液氨冷凝，冷凝的甲醇回收到中和系统，经中和后再通过精馏工序回收甲醇。甲醇回用到配料和干燥洗涤工序。4）保险粉干燥工序的滤液放入母液贮存罐，用泵打入中和反应釜，加烧碱进行中和，生成亚硫酸钠（悬浮液），将中和液放入中和干燥器，经过滤、洗涤后用热水干燥，干燥后包装为亚硫酸钠副产品。5）中和干燥工序放出的滤液进入碱性母液贮罐，用泵打入精馏塔，进行精馏，在塔顶回收甲醇，回到系统循环使用。塔底液为装置废水，进入回收甲酸钠工序。6）精馏塔塔底液中含有甲酸钠和亚硫酸钠，经浓缩结晶回收甲酸钠，回收的甲酸钠用于保险粉配料。分离完甲酸钠后的残渣中含有有机物和少量的盐类，该残渣作为固废填埋或混入锅炉煤中焚烧。浓缩蒸发过程中产生蒸汽冷凝水经过收集后回用于中和、尾气洗涤、焦亚硫酸钠配碱工序。7）合成反应过程中生成的CO2先经过循环水冷和液氨冷（-30℃），冷凝回收甲醇和SO2，回收的甲醇和SO2通过回流管道回流到合成反应釜，经冷冻后的尾气送往尾气洗涤塔用碱水洗涤，洗净SO2和甲醇，达标后排入大气。洗涤水中含有亚硫酸钠，送入中和系统，回收副产品亚硫酸钠。3.1.2焦亚硫酸钠流程简述本装置生产工艺由硫酸炉气开始，具体方法是：硫酸炉气经过冷却、净化后通入到一定浓度的纯碱悬浮液中，与纯碱反应得到焦亚硫酸钠悬浮液，悬浮液放入离心机，离心分离得到的固体焦亚硫酸钠进入干燥机，采用热风干燥得到产品焦亚硫酸钠。离心母液回用到配碱岗位。1）从硫酸装置引出的炉气（400-450度）。高温气体经过冷却、净化后，通入纯碱悬浮液中。2）纯碱与母液配置成悬浮液，用泵打入合成反应釜内，与通入的过量的二氧化硫反应，生成焦亚硫酸钠悬浮液，达到反应终点后放入离心机。3）焦亚硫酸钠悬浮液经过离心分离，得到的固体焦亚硫酸钠（湿品）进入干燥机，采用气流热风干燥，得到成品焦亚硫酸钠。4）离心得到的母液回用到配碱岗位。3.1.3液体二氧化硫流程叙述1、制氧工序来的氧气及熔硫工序来的液体硫磺加入焚硫炉内，氧气与硫磺反应得到二氧化硫气体。2、二氧化硫气体经过废锅冷却（同时得到副产蒸汽）、除硫净化后，进入冷凝器液化，得到液体二氧化硫。3、尾气并入焦亚硫酸钠尾气吸收塔。5、悬浮液放入离心机，离心分离后固体进入气流干燥得到甲酸钠成品，母液回用到配碱岗位或进入浓缩器浓缩。附各装置工艺流程示意图。包装付产品洗涤排放甲酸钠法保险粉流程方框图尾气冷凝成品尾气冷凝洗涤排放包装干燥焦亚硫酸钠二氧化硫回收甲酸钠过滤合成配料甲醇尾气冷凝滤液中和配料甲酸钠干燥干燥过滤过滤提纯滤液精馏精馏残液浓缩蒸汽冷凝液回用水、合格母液塔顶甲醇回用残渣填埋残渣入锅炉焚烧液体二氧化硫流程方框图一废锅炉二废锅炉纯氧低压蒸汽焚烧熔硫净化冷却分离储罐高效除雾硫酸吸收化学除硫硫磺空气压缩制氧冷凝焦亚硫酸钠流程方框图（从硫酸炉气开始）升压酸洗净化焦钠合成冷却硫酸炉气(8-10%)SO2除雾分离尾气吸收焦钠合成焦钠合成母液离心配碱引风机尾气吸收气流干燥湿品焦钠旋风分离尾气排放气体气体反应液反应液吸收液成品纯碱3.3技术先进性比较本装置工艺设计上采国内众家之所长，使工艺更加完美，提高了劳动生产率，更加有效地利用了资源，极大减少了污染。具有如下几个特点：1）在用冷和用汽的设计上采用了大量的先进技术，极大的降低了能耗，电耗和蒸汽消耗比同行业底10－25％。2）物流设计在结合、总结多年实际生产和多个厂家经验的基础上进行了改进，解决了保险粉多年来配料和包装岗位的现场环境问题，使物流更加合理、安全更有保障。3）工艺流程设计上采国内众家之所长，使工艺更加完美。投料采用最为先进的M6投料配方，产品质量好。4）很好的解决了保险粉生产过程三废的问题，特别是对精馏残液的处理，本装置采用了合理经济的方案，从中回收甲酸钠用于保险粉生产，蒸发冷凝水回用。不但解决了废水的排放，同时还能为企业带来经济效益。5）焦亚硫酸钠、二氧化硫装置没有废水排放。6）焦亚硫酸钠工艺是本公司开发的绿色专有技术。具有产品含量好，无废水排放，用水少的优点7）焦亚硫酸钠单条线生产能力达到2万吨，为国内最大，节省投资8）丰富、成熟的建设经验，确保了装置可靠性与先进性的完美结合。确保一次开车成功。3.3.1保险粉装置技术先进性列表序号主要特点及优越性备注1产品含量高，90级产品所占比率达到4成以上采用M6配比，配比先进，合成过程醇水比更加稳定，操作控制简便。提高了合成含量、降低了物料消耗。2合成采用M6投料配比M6配比是在M5配比基础上的改进，该配比让合成过程中醇水比更加稳定，操作更加简单，提高了合成含量、同时降低了物料消耗。3废水排放减少25%，每吨保险粉残液排放只有450kg从配料、合成、中和、尾气等多岗位进行了节水改进，严格控制进入系统的水量。降低了废水量，节约了能耗，减少了排放。4实现废水回用，减少排放残液提取甲酸钠后，冷凝水回用到各岗位，极大减少了排放。5废气采用冷冻及冷甲醇吸收处理，降低了甲醇消耗。对尾气中的甲醇跑损进行了深冷处理，回收其中的甲醇、二氧化硫，年降低成本80万6副产品亚硫酸钠含量高，全部达到96%以上7残液中回收甲酸钠含量达到90%以上，颜色为纯白色，回收量稳定（40-50kg/吨保险粉）8采用分级制冷（-5度和-30度），降低电耗25度/吨年降低成本100万9主厂房安全性高将合成与干燥完全错开布置，楼层降为2层，提高了安全性，降低了土建成本。10配料劳动强度低、现场清洁配料岗位进行了改进，减少了劳动强度，提高了人员安全性。改善了车间环境。11自动化程度高，操作