副产盐酸再利用的可行性研究

副产盐酸再利用的可行性调研孟庆森2013.5.20主要内容再利用方向可行选择项目细节投资及利润再利用方向无水氯化钙聚合氯化铝氯甲烷高纯度氯乙醇食品级磷酸氢钙聚合氯化铝无水氯化钙存在利润空间，工艺较为简单，设备资本较低，产品应用较为广泛，且目前市场仍存在空间可行性选择无水氯化钙市场•⑴各行各业制造干燥剂（•⑵精制氯化钙可用于食品、电子工业、皮革工业、生产丙烯酸树脂，在有机化工生产过程中用作蒸馏石油、醚醇兑剂。•⑶道路、停车场、机场冬季除雪、除冰。•⑷防除尘埃、煤尘、矿尘。•⑸石油钻探、钻井工作液、完井液、石油化工脱水剂。•⑹橡胶行业乳胶凝结剂。•⑺黑色冶金工业作氯化剂和添加剂。•⑻造纸工业添加剂（增加纸张强度）。•⑼建筑行业早强剂（提高混凝土强度，生产涂料凝固剂）。•⑽化学工业作无机化工原料及硫酸根脱除剂，藻酸钠的凝固剂。•⑾氯化钙水溶液冰点温度远低于水，广泛应用于制冷、空调系统的载冷剂。•等等……生产规模•年产固体无水氯化钙1万吨；•每年可消耗盐酸（31%）2万吨。•另外需要购入原料石灰石（CaCO3≥95%）1万吨。•主体设备包括PP缠绕玻璃钢反应釜，中和池，翻板压滤机，母液储槽，盐酸储槽，喷雾干燥塔等。附属蒸汽锅炉，耐酸泵，压缩空气机、以及盐酸储槽，电气控制设施等工艺流程30%左右的废盐酸与石灰石粉，按2.3:1的配比投入，在搅拌下发生反应取压滤后母液，喷雾干燥调溶液pH值（8.9～9），这时氢氧化铁、氢氧化镁沉淀成本主要来源主要生产成本估算（每吨产品）文字内容能源人力单击此处添加段落文字内容830元140元原料100元综合1070元主要用于干燥主要生产成本预算无水氯化钙能源消耗表序号单价单耗（t）金额1天然气（9000大卡/NM3）4元/m31706802电1元/度1501503水1元/吨11其他成本•工资成本：月工资平均按2000元/人，企业生产人数按20人，生产量按年产10000吨产品计：(2000*20*12)/10000=48元/吨。•设备折旧费用固定资产折旧(按设备总投资10年折旧)：500万元/(10*10,000吨)=50元/吨•维修费(按设备折旧费35%计)：50x35%=17.5元/吨•管理费：（按工资成本50%计）：24.0元/吨CO2市场•饮料和啤酒是食品级CO2的主要消费市场•烟草行业也为食品级CO2的应用提供了很好机遇•食品级CO2或其制成的干冰还是食品、蔬菜、水果、水产品防腐保鲜用绿色产品的首选•CO2气体保护焊一直是我国重点推广的技术项目之一•CO2超临界萃取技术在中药、食品、香料、石油化工、生物化工、环境化工等方面已取得突破性进展省内市场价格分析•山东省CO2在工业领域销售价位，基本在500~900元（纯度不同）之间；高端食品行业，价位约为1000~1500元左右。•生产成本，工业级（150~250元），食品级（300~400元），运输费用另算，此数据为2008年行业平均数据，具体成本因目前公司HCl尾气成分不明确，无法确定CO2纯化工艺而无法确定。•利润为350~750元/吨（工业级），700~1100元/吨（食品级），则年利润可达140~300万元（工业级），280~440万元（食品级）。•但液体CO2运输成本较高，故而销售半径最好在400公里以内。项目优缺点•本项目主要缺点：•1、产品利润低，初期投资大，资本回收速度慢。•2、产业规模小，吨产品设备成本较高。•3、反应比较剧烈，对设备耐酸性要求较高，且设备折旧快。•4、液体CO2运输成本高，销售半径小。••本项目优势：•1、盐酸消耗量大，产能饱和较慢，能够及时跟进与主产品扩产速度。•2、生产工艺较为简单。•3、产品市场范围较广。•4、原料易得，无制约。聚合氯化铝市场•聚合铝除了广泛应用于各种给水和废水处理、污泥处置过程外，还应用于制药，化妆品及工业催化剂作为原料或添加剂，尤其在造纸行业，高纯(无铁)聚合铝作为造纸中性施胶剂，目前在国外已得到普遍应用。它可替代硫酸铝，明显提高纸品质量，降低成本。此外，由于聚合铝絮凝剂无毒，高纯度聚合铝产品在各种食品、糖果、酒类、饲料产品的固液沉降分离过程中也有不同程度的应用。生产规模•年产固体聚合铝2万吨（其中精细品1.2万吨，普通品0.8万吨），产品种类包括：高纯型固、液体絮凝剂（达到国际质量，出口级，也可作中性造纸施胶剂，国内饮用水厂）；普通型固、液聚合铝（适用于城市污水回用净化处理、工业废水处理等）。每年可消耗盐酸（31%）2万吨。另外需要购入原料Al(OH)3（工业级）4300吨，铝酸钙1680吨。•主体设备包括搪瓷聚合反应釜、板框过滤机，碱化槽，乳化机，喷雾干燥塔等。附属蒸汽锅炉，耐酸泵，压缩空气机、以及液体成品储罐，沉淀澄清槽、玻璃钢管道，电气控制设施等。工艺简介以磷酸（磷酸盐）催化剂，氢氧化铝和盐酸（均为工业级）为原料，在蒸汽压为1~8Kgf/cm2，反应温度为110~150℃下反应4~5h，粗制品采用铝酸钙酸溶法生产，并可加入少量Al(OH)3提高产品铝含量，产品为黄色聚铝主要生产成本估算（每吨产品）文字内容能源人力单击此处添加段落文字内容802~882元88元原料930~1100元综合1820~2070元主要用于干燥精制品，固体，1.5万吨/年主要生产成本估算（每吨产品）文字内容能源人力单击此处添加段落文字内容276元88元原料550~650元综合914~1014元主要用于干燥精制品，液体，2.5万吨/年主要生产成本估算（每吨产品）文字内容能源人力单击此处添加段落文字内容276元88元原料550~650元综合914~1014元主要用于干燥普通品，固体，4万吨/年主要生产成本估算（每吨产品）文字内容能源人力单击此处添加段落文字内容276元88元原料195~220元综合558-583元主要用于干燥普通品，液体，4万吨/年主要生产成本预算TEM和SEM-EDS结果无结晶Cu物种存在（TEM，as-preparedcatalyst）20-50nmPdCl2晶体散布表面，PdCl2在引入催化剂时形成大晶体（as-prepared)SEM元素分析，检测不到Pd，能检测到Cu遍布表面，但无Cu物种晶体(as-prepared)反应完成后，Cl至少流失50%reacttreatmentHepretreatmentAs-preparedPd-Cl配位数从3.7下降到3.0，但并不是由于Pd-Pd配位造成的，，认为是Pd2+被还原为Pd0PdEXAFS图CuXAFS图He处理后，Catalyst中以Cu(I)为主，2配位Cu强度1.0，3配位Cu强度0.7结果显示，在He处理后或反应处理后催化剂中，为CuClCu-Cl键长增加(2.08-2.12)，Cu-Cl配位数降低（2.7-1.8）（对比before-afterHe处理）EXAFS结果中，无Cu-O配位[CuCl]-为He处理后，或反应处理后催化剂中的主要Cu物种ClEXAFS图反应完成后，56%Cl离子流失CuCl2在as-prepared的催化剂中含量很少，反应后进一步下降，说明Cu(I)为主要物种在as-prepared和after-reaction的催化剂中Cl-的XANES数据与CuCl不同，认为是[CuCl2]-XRD数据单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容2h后，NaCl峰明显增加，10h后开始减少2h后，即catalyst达最高活性时，碱式氯化铜出现，10h后随catalyst活性下降明显增加KCl峰减少上述现象的解释为：碱式氯化铜烧结，或者其不是活性组分有AC，KCl，NaCl特征，无Cu和Pd特征讨论最佳Cu/Pd比为10/1，Cu高度分散，Pd形成晶体KCl的加入，增加的DEC的生成量，但对生成乙醛无影响活性组分形式为以PdCl2晶体为核心，表面为[PdCl2-x][CuCl2]x活性组分存在副产C2H5Cl，怀疑由反应2CuCl+0.5O2+H2O+C2H5OH-Cu2Cl(OH)3+C2H5Cl结论CuCl2在制备过程中被还原为[CuCl2]-PdCl2在制备过程中形成较大的晶体[CuCl2]-是DEC活性中心，以[PdCl2-x][CuCl2]x形式存在于PdCl2晶体表面NaOH对催化剂DEC活性影响不大，形成的碱式氯化铜也许不是活性组分碱式氯化铜的催化机理-OH碱式氯化铜上吸附PdCl2PdCl2在表面Pd在表面α型碱式氯化铜上吸附PdCl2PdCl2在表面Pd在表面γ型碱式氯化铜上吸附PdCl2CuCl2上吸附PdCl2CuCl上吸附PdCl2CuCl上吸附PdCl2优化后模型初始建立的CuCl上吸附PdCl2模型工作计划模型建立CuCl2，CuCl，PdCl2及Cu2Cl(OH)3Cu2Cl(OH)3三种晶型碱式氯化铜上负载PdCl2，考察相应的催化机理，重点在于如何解释催化剂的还原及失活方式（即氯离子流失方式和Pd的氧化还原过程）PdCl2Bell结论涉及PdCl2晶体表面上吸附[PdCl2-x][CuCl2]x，重点考察Pd表面Cu活性中心的反应过程以及对应的催化剂还原过程及失活方式CuCl/CuCl2负载PdCl2，考察PdCl2对CuCl或CuCl2的影响，重点在于考察是否会造成晶型转变，及晶型转变的原因和过程本次报告结束，请大家多提宝贵意见，谢谢！