1万吨年维生素K3项目实施建议书.docx
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1万吨年维生素K3项目实施建议书
1万吨/年维生素K3项目建议书
1项目背景
1.1 项目名称
VK3项目
1.2 项目建设规模
建设规模：
1万吨/年
1.3 项目建设地址
黑龙江省七台河新兴煤化工循环经济产业园区
1.4 项目提出背景
2011年七台河市焦炭产能达到1000万吨，可以产生总量为25亿立方米的剩余煤气、45万吨煤焦油、12万吨粗苯。
如果从黑龙江省范围考虑，按黑龙江省焦炭产量1500万吨计算，可以产生37.5亿立方米剩余煤气、67.5万吨煤焦油、18万吨粗苯。
已经具备了向产品品种结构上深度开发的条件。
目前生产的多数是化工的基础原料，是化工产品产业链的基础产品，是精细化工产品的“粮食”。
要改变现有“只卖原粮”的局面，只有向精细化工领域迈进。
七台河市煤化工产业下步发展要继续以建立完善循环经济体系为重点，按照“稳煤、控焦、兴化”的总体发展思路，依托煤焦油、焦炉剩余煤气、粗苯这三条线，整合资源、集中优势，继续寻求延伸产业链条，搞好资源综合利用和延伸转化，实现资源循环利用、综合开发、高效增值，不断扩大煤化工产业的整体规模，形成全市工业经济加快发展新的增长极。
新兴煤化工产业园区位于七台河市新兴区辖区内，园区现有面积约4.7平方公里，一期增加2.9平方公里，达到7.6平方公里；二期将长兴乡马鞍村整村搬迁至长兴村，增加5.5平方公里，总体达到13.1平方公里；三期增加8.7平方公里，最终园区面积将达到21.8多平方公里，新兴煤化工产业园区是一个以煤焦化及下游产品为主体的产业园区。
园区功能齐备，水、电、路等基础设施建设基本到位。
煤焦油中的2-甲基萘是制备维生素K3的主要原料，其中2-甲基萘含量约为1%～1.5%，按黑龙江省120万吨煤焦油计算，年产2-甲基萘1.3万吨左右，为维生素K3生产提供了充足的原料资源。
基于上述政策、资源条件行业发展背景，提出一系列煤焦油项目，1万吨/年VK3项目是其中之一。
2产品性质与用途概述
2.1维生素K3（MSB）的理化性质
维生素K3为白色或灰黄色结晶粉末，无臭，有引湿性，遇光、热、碱、酸或氧化性物质易分解。
易溶于水，微溶于酒精，遇光或铁质分解变质。
维生素K3的主要生理功能是在肝脏内参与合成凝血酶原，并促进维生素K3依赖性蛋白的合成。
缺乏维生素K3会导致凝血酶原和凝血因子的减少，从而引起出血。
维生素K3的质量标准GB/T7294-2006如表1：
项目
指标
甲萘醌含量≥50.0%
甲萘醌含量≥51.0%
维生素K3含量（以甲萘醌计）/（%） ≥
50.0
51.0
游离亚硫酸氢钠（NaHSO3）含量/（%） ≤
10.0
8.0
水分/（%） ≤
13.0
13.0
溶液色泽 ≤
黄绿色标准比色液4号
磺酸甲萘醌
无沉淀
重金属（以Pb计）/（%） ≤
0.002
砷盐（As）/（%） ≤
0.0005
表1维生素K3的质量标准
2.2维生素K3（MSB）的用途
目前我国维生素K3 主要用作兽药及饲料添加剂，农业及绿色涂料领域还属空白。
在农业上, 可用作植物生长调节剂，日本、俄罗斯、乌克兰及欧洲的一些国家已对此进行了大量的工作，鞍山热能研究院也在蔬菜、水稻等作物上进行了应用试验，效果非常明显，可使农作物增产10%以上。
2.2.1兽药及饲料添加剂方面
维生素K3是畜禽生命活动不可缺少的营养元素，是参与血液凝固的一种重要物质。
动物血液的凝血系统，包括13个凝血因子，这些因子需互相配合，共同作用才有效。
而这些因子中有4个必须在维生素K3参与下才能在肝脏合成，如果缺乏维生素K3，就等于缺乏凝血因子，容易出血，或出血难止，因此维生素K3是饲料添加剂的必加成份，可有效防止畜禽体质软弱，皮下及内脏出血；维生素K3具有明确的护肝与消炎作用，对肝炎所致的黄疸和ALT升高者，能使胆红素水平下降，并达到降酶效果。
临床常用维生素K来治疗肝硬化引起的消化道出血，因此维生素K具有护肝与消炎作用；维生素K3对于骨基质中多种Gla蛋白的合成必不可少，骨基质有多种含Gla的蛋白，作用是促进骨的生长及维持骨骼的强度和韧性。
其中研究最多的是骨钙蛋白，骨钙蛋白是骨Gla 蛋白同Ca的结合物，占骨中总蛋白质1～2%，为非胶原蛋白的10～20%，在骨细胞内合成，并能分泌到血液或组织，因此维生素可促进畜禽生长发育, 加速骨骼的矿化作用；参与家禽胚胎形成，保证幼雏存活率；还可与其它药物同用，防治球虫病、白痢及霍乱等疾病，是目前维生素K3应用最广泛的领域。
2.2.2人用药方面
维生素K3在肝脏内参与凝血酶原的合成，是最经典的止血剂之一，有消炎、止咳、镇痛等作用，可治疗肝炎、肠炎、痢疾等疾病, 在抑制肿瘤抗癌方面，美国已正式用于临床，效果显著。
2.2.3农业方面
作为植物生长调节剂、促进剂、除草剂等，可使农作物和粮食、蔬菜、水果等耐寒、耐旱、耐倒伏、早熟、增产，从根本上改善果实质量，而且无任何毒副作用。
在欧洲、日本农业上的应用发展迅速。
鞍山热能研究院与鞍山郊区农业推广中心合作, 对水稻、蔬菜等进行了应用试验，效果显著。
2.2.4其他方面
以维生素K3为主要成分的特种涂料，可有效防止轮船、军舰等结挂海洋生物，是替代目前有污染涂料的理想环保涂料。
3国内维生素K3生产状况、市场简要分析
3.1维生素K3国内生产状况
随着维生素K3生产大厂意大利威尼达公司于2003年10月宣布在我国建厂，我国成为维生素K3的生产大国，其生产总量已超过全球产量的一半，在维生素K3领域，兄弟科技股份有限公司，土耳其Oxyvit公司、云南省陆良和平科技有限公司、山东华升化工科技有限公司、绵阳威尼达化工有限公司等都是规模较大的生产企业。
维生素K3的生产工艺会产出一定的铬废液，具有相当的污染性。
所以大部分的维生素K3企业都采用了维生素K3和铬鞣剂联产工艺，即将维生素K3生产过程中产生的含铬废液综合利用，用于铬鞣剂生产。
鞍山热能研究院八十年代中期便开始从事维生素K3生产技术的研究，并先后建成5吨、12吨维生素K3电解工艺生产线，1992年建成国家“八五”重点攻关项目“40吨维生素K3生产装置”，1995年开始研究和开发联产工艺，1996年5月正式投入生产，年产量由原来的40吨扩大到当时的70吨，1997年淘汰了电解工艺，经1998年联产工艺扩建后，已达到130～150吨/年。
现采用了相转移催化氧化技术、一步法催化加成技术和氧化残液调制喷雾干燥技术，将铬盐生产成为皮革工业用的鞣剂等相关联技术生产维生素K3。
这些技术的应用，大大降低了维生素K3生产成本，提高了维生素K3产品的质量。
维生素K3生产企业
产量产能（吨/年）
兄弟科技股份有限公司
2100～3000
云南省陆良和平科技有限公司
1500～2600
绵阳威尼达化工有限公司
1200～1800
山东华升化工科技有限公司
1000～2000
土耳其Oxyvit公司
不少于1200
表2 国内生产维生素K3企业情况
3.2维生素K3市场简要分析
我国已成为世界第二大全价饲料生产国，但从人均饲料占有量看，1998年全球人均饲料占有量为97Kg，而我国只有44.5Kg，即我国人均饲料占有量不到全世界人均占有量的一半。
随着饲料工业的发展，维生素K3必定会有较大发展空间。
从全球看，饲料行业一直保持着良好的发展趋势，全世界目前饲料总产量约7.0～7.1亿吨，维生素K3需求应在5000吨左右，但考虑维生素K3的稳定性及做兽药等方面，实际用量在6000吨左右，现在全世界维生素K3总产近12000吨，应当说相对过剩。
根据全球经济及人口发展速度，饲料产业平均以3%左右的速度发展，到2012年全世界维生素K3总需求应当超过15000吨。
在农业推广方面，热能研究院、日本和欧洲一些国家和地区都已做了大量的工作，相信维生素K3很快就会在农业上得到推广使用，由于可做绿色环保涂料使用，未来市场上，维生素K3将是一个生命力极其旺盛的新兴产业。
铬粉为维生素K3生产的副产品，可以作为生产皮革使用的鞣剂，铬粉产品的市场容量巨大，但是，由于重金属铬的环境污染严重，一些发达国家均已将皮革生产企业转移到不发达国家。
作为鞣剂，铬粉产品是所有鞣剂中功能及性能最优的产品，目前，还没有其它鞣剂的功能及性能相当于铬鞣剂的水平，为了减少污染，替代铬鞣剂，人们正在研究新的产品以取代铬鞣剂，根据有关资料报道分析，还没有突破性的研究成果问世。
因此，在一段时期内，皮革工业主要还是使用铬粉产品。
维生素K3在中国市场上只有十几年的历史，由于有着技术和应用上的挖掘潜力，新工艺的经济寿命期至少为5～8年，目前正处于起步阶段。
4工艺技术方案简介
4.1维生素K3技术方案简介
4.1.1过氧化氢氧化法
过氧化氢氧化法工艺过程为：
在钯-聚苯乙烯磺酸树脂存在下用过氧化氢氧化β-甲基萘（NQ），得2-甲基-1,4-萘醌，其β-甲基萘的转化率为96%，β-甲萘醌对β-甲基萘的收率为65%，但反应中钯化合物需再生利用，且工业废水量较大，反应过程中如果控制不好还有爆炸的危险。
因此，过氧化氢氧化法工业化的难度较大。
4.1.2铈盐氧化法
铈盐氧化法：
Skarzewski报道了用硫酸铈盐作氧化剂的新工艺。
以硫酸铈盐氧化β-甲基萘，然后废液经电解再生，2-甲基1,4-萘醌的收率为25%～65%。
但因铈盐资源较少，价格昂贵，因而限制了这一工艺的发展。
4.1.3铬盐氧化法
全世界维生素K3产量的90%以上采用铬盐氧化法生产。
这种方法以Cr6+（包括红矾钠和铬酸酐等）作氧化剂，根据氧化后残液的处理方法不同，又分为电解工艺及联产工艺。
（1）电解工艺：
电解工艺就是用铬酸溶液在40℃、强搅拌条件下氧化β-甲基萘，得2-甲基-4-萘醌。
其氧化残液（主要含有Cr3+及酸）流入电解槽，经电解使Cr3+ 在阳极失去3个电子变为Cr6+，Cr6+再去氧化β-甲基萘，氧化残液经电解再生循环使用，不产生任何废弃物。
国外只见到对电解工艺的小试报道。
我国是用电解工艺生产维生素K3产量最大的国家。
该工艺的特点是氧化剂循环使用，并且流程短，操作稳定，β-甲萘醌质量好。
电解工艺无疑是一条技术科学合理的工艺路线，缺点是一次性投资大，很难扩大产量。
（2）联产工艺：
该工艺采用红矾钠、铬酸酐等（即Cr6+）作为氧化剂，氧化β-甲基萘，其氧化残液经调制制成制革行业用的铬鞣剂。
联产工艺是世界上用得最多的工艺，全球最大的维生素K3生产厂意大利的Vanett公司就采用该工艺。
该工艺的特点是投资少、见效快、经济效益好、无废液排出。
4.2建议工艺方案流程
本项目推荐采用维生素K3联产铬鞣剂技术，以红矾钠和浓硫酸按照一定比例配置氧化液，再用该氧化液氧化2-甲基萘合成2-甲基萘醌。
过滤，水洗，干燥得2-甲基萘醌粗品，过滤后的氧化废液进行调制用于铬粉生产。
将2-甲基萘醌粗品用合适的有机溶剂溶解，热过滤，加亚硫酸，碱溶液，保持一定的PH值，反应温度保持在50～70℃之间，反应结束后冷冻过滤，洗涤得维生素K3，溶剂回收。
图1VK3生产工艺流程图
5项目实施的经济效益和社会效益简要分析
5.1项目实施的经济效益
本项目建成后，年生产维生素K3达到1万吨，按目前市场维生素K3和铬粉的价格计算，预计年销售收入15.9亿元（详见表3），生产成本约10.3亿（详见表3），年销售收入税金及附加12720万元，预计可实现利润5.4亿元。
本项目总投资12.5亿元，按上述年利润计算，投资回收期为2.3年（不含建设期）。
维生素K3项目预计年销售收入如下：
产品
产量（吨/年）
单价（元/吨）
销售收入（万元）
维生素K3
10000
110000
110000
铬粉
140000
3500
49000
合计
159000
表31万吨/年VK3项目年销售收入估算
1万吨/年VK3项目主要生产成本估算如下：
序号
项目名称
单位
年耗
单价（元）
成本（万元）
1
原材料
96460
1.1
红矾钠
吨
40500
13000
52650
1.2
2-甲基萘
吨
11400
12000
13680
1.3
硫酸
吨
42500
350
1500
1.4
溶剂
吨
16000
16000
25600
1.5
分散剂
吨
300
11000
330
1.6
焦钠
吨
6500
1700
1100
1.7
糖
吨
9500
1700
1600
2
燃料及动力
3200
3
人员工资
人
100
30000
300
4
管理费
29
5
设备折旧
2500
6
年总成本
102489
表4 成本估算表
5.2项目实施的社会效益
1、带动相关产业发展。
该项目所需建材、原料、包装及服务均可在当地解决，有利于促进建材、机械、建筑、包装、运输、服务等多种产业的发展，激活相关产品生产和服务企业，加快当地经济发展和社会进步。
2、增加就业机会。
在项目的建设过程中，可直接为建筑、安装部门提供就业机会，并间接为相关产业提供就业机会；项目建成后，所需工人从当地招聘，分流了当地农村剩余劳动力，缓解社会就业压力，一定程度上维护了社会和谐稳定。
3、促进当地经济发展。
项目正常生产后，预计年上缴税金12720万元，对当地经济发展将发挥重要作用。
4、该项目的建设，可为建设单位带来可观的经济效益。
装置建成后，可以解决我国铬盐资源匮乏的问题；2-甲基萘是从煤焦油馏分中提取出来的，解决了煤焦油的综合利用问题，同时本项目还生产铬粉等高附加值产品，变废为宝。
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