年产25万吨氯酸钠产业项目可行性研究报告.docx

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年产25万吨氯酸钠产业项目可行性研究报告

年产2.5万吨氯酸钠产业项目

可行性研究报告

目　录

第一章总　　论…………………………………………………3

第二章项目建设的目的和意义…………………………………5

第三章市场需求与市场预测分析………………………………7

第四章产品方案和生产规模……………………………………9

第五章工艺技术方案……………………………………………10

第六章原材料、燃料动力供应………………………………18

第七章建厂条件和选址方案…………………………………19

第八章公用工程与总图运输……………………………………21

第九章环境影响评价…………………………………………25

第十章安全生产措施…………………………………………28

第十一章工业卫生与消防……………………………………30

第十二章项目实施进度………………………………………31

第十三章工厂组织与劳动定员………………………………31

第十四章投资估算和资金筹措………………………………33

第十五章经济效益评价………………………………………35

第十六章项目可行性研究的结论……………………………38

附件:

　氯酸钠工艺流程图

第一章　总　论

1.1项目名称及承办单位：

1.1.1项目名称：

　2.5万吨/年氯酸钠产业项目。

1.1.2项目承办单位：

XX化工有限公司（暂定）

1.1.3项目拟建地点：

XX省XX市XX县杨村（暂定）

1.1.4公司简介：

XX化工有限公司是专业生产、开发和销售氯酸盐、高氯酸盐等含氯氧化物系列产品的厂家。

公司拥有员工98名，其中，具有大学本科以上文化程度或高级技术职称的员工近20名，占到20%。

公司下设生产、技术、营销、财务、综合等部门。

XX化工有限公司（暂定）的2.5万吨氯酸盐产业项目是我公司依托XX县具有竞争力的水电资源推动“能源—化工”的经营战略实施，将其建XX具有相当竞争实力的氯酸盐和高氯酸盐系列产品基地，力争将氯酸钠产品做成国内氯酸盐行业优势品牌。

1.2项目提出的背景

氯酸钠是一种重要的无机盐产品。

经市场调查2007年国外氯酸钠总产量已达到400万吨，其中75%以上均用于造纸行业中制造二氧化氯代替液氯漂白纸浆，避免液氯漂白生成二恶英等致癌物，减少环境污染。

此外，氯酸钠产品还用于制造高氯酸钠、高氯酸钾、亚氯酸钠等产品，以及用于烟花爆竹、水处理、电子线路板、冶炼、医药、油田开釆、养殖业等行业。

氯酸钠产品属于国家鼓励发展的产业,是一个发展空间较大、前景良好的产品。

目前国内氯酸钠年产量已超过30万吨，随着国内造纸业的发展,国内对氯酸钠的需求量还将稳步增长，预计未来五年左右国内各行业对氯酸钠的年需求量将增长至60万吨左右。

而国外氯酸钠的主产地集中在北美地区（特别是加拿大），由于生产该化工产品的能耗高（超过5800KWH/T）及严格的环保治理等因素，该产品的主产地有逐步向中国等发展中国家与地区进行转移的趋势，在国内氯酸钠产品的生产更多地向有丰富电力资源和电价优势的西部地区集中。

因此，氯酸钠的发展迎来了极其良好的增长态势。

随着氯酸钠市场的快速增长，特别是XX县境内的水电资源开发，适时地配套建设高耗能的氯酸盐生产装置，实现电能就地转化，并不断地增值，这对公司的长远发展和XX县的发展是十分必要的和可行的。

1.3主要技术经济指标汇总（详见附表一）

1.3.1产品方案：

工业氯酸钠

1.3.2建设规模：

2.5万吨/年工业氯酸钠

项目一期1.25万吨/年,投资额：

2500万元

项目二期1.25万吨/年,投资额：

2500万元

1.3.3投资总额：

5000万元

1.3.4固定资产投资回收期：

1年

1.3.5总投资回收期：

1.4年

第二章　项目建设的目的和意义

2.1项目建设的目的

随着国民经济发展，对氯酸钠等化工产品进一步提出了更大的市场需求。

然而，过去化工业所沿袭的是高投入、高能耗、高污染的传统方式，表现出了化工业设备、工艺落后，产品主要技术指标较差，生产规模普遍较小，规模效益不能体现，而且随着国家环境治理政策法规的健全，“三废”已成为化工发展的瓶颈。

因此，化工业要实现可持续发展，必须采用新技术进行开发与综合利用，将环境污染物资源化利用，大幅度提高能源转换和利用效率。

XX化工有限公司通过清洁生产工艺，并采用高真空低温蒸发结晶法生产氯酸钠等新技术、新工艺；对于氯、二氧化碳等废弃物，余热废蒸汽等资源化利用，以有效减少化工高污染，实现原料、生产过程及产品生命周期环境良性循环。

因此，公司确定了依托具有竞争力的水电资源来建设发展前景好的高能耗产品――氯酸盐的企业战略，并在此基础上将氯酸盐（钠）进一步地深加工成附加值更高的高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸铵和亚氯酸钠等产品，建成具有强劲竞争实力的氯酸盐和高氯酸盐系列产品基地。

由于XX市境内的电力资源相对丰富，如果开发的水电资源全部输出，不利于地区的经济发展，拥有相对较低的电价为氯酸钠（以耗电为主要成本）产品提供了生存与发展的空间。

2.2本项目的建设符合国家产业发展的导向

公司适应国家产业结构的调整，大力采用高新技术与闭路环保技术来发展无机盐产业。

在二○○七年十二月国家发改委发布的《产业结构调整指导目录（2007年本）》（征求意见稿）中，氯酸盐产业被列入第一类鼓励类九化工17.新型环保型、节水、节能、环保用等专用化学品生产。

本项目投资在2004年也被列入省经委鼓励的产品列表中。

因此，本项目生产的氯酸钠产品符合国家产业导向目录及行业发展规划。

公司顺应市场经济的发展和国家产业发展导向，在XX县投资建设氯酸盐项目不仅能够拓展该产品的市场需求，而且对该县及XX市的经济发展起到较大的推动作用。

第三章　市场需求与市场预测分析

3.1目前国内氯酸钠产量和市场需求情况：

3.1.1经初步调查,目前国内氯酸钠厂家共有25家，总装置能力为30万吨，除去改产氯酸钾或高氯酸钾以及枯、平水期受电力制约造成减产等情况外，每年氯酸钠的实际生产量约25万吨。

3.1.2　据统计，国内各行业目前年用氯酸钠的总需求量为26万吨,其中:

（1）　高氯酸钾行业：

10万吨（目前高氯酸钾装置能力约15万吨，而实际年产量为12万吨，按每吨高钾耗氯酸钠0.86吨计）。

（2）　亚氯酸钠行业：

5.2万吨。

（3）　电子线路板行业：

1.2万吨

（4）　造纸业：

4.6万吨

（5）　染料香料行业：

0.5万吨

（6）　金属冶炼行业：

0.8万吨

（7）　水处理行业：

0.9万吨

（8）　油田开采：

　0.3万吨

（9）　其它（含出口）：

2.5万吨。

目前国内氯酸钠产品的市场需求大，而产量尚有缺口，其发展前景较为广阔。

而且由于氯酸钠产品的市场供应量不足，制约了相关产业的健康发展。

3.2预测未来五年里国内各行业对氯酸钠的需求量

在北美和欧洲，其产量达到350吨，其中有75%用于纸浆漂白，而国内纸浆产量已达4000多万吨，用氯酸钠漂白的纸浆尚不足80万吨。

在2004年国家发改委明文规定：

今后新上的纸浆及造纸项目必须采用氯酸钠漂白处理工艺，否则不予批复。

因此，随着国内环保治理力度加大，众多造纸厂从传统的液氯漂白转向以氯酸钠为原料的二氧化氯漂白为主体，另外水处理的用量也在快速增长，氯酸钠的需求必然有大幅度上升。

预计未来五年国内氯酸钠的需求量将达到60万吨左右，而国外氯酸钠市场因环保因素及高耗能的影响，将留出来100万吨以上的缺口，由此可见，氯酸钠的发展前景十分看好。

3.3产品竞争力

在氯酸钠的生产成本中，电费的比例超过三分之二。

按氯酸钠的当前售价5000元/吨计，当不含税的综合电价大于0.52元/度，就接近成本的临界点，而本装置有丰富的水电资源（不含税的结算价为0.26元/度）支持，其产品的竞争力是不言而喻的。

目前国内市场氯酸钠产品的平均售价已超过5000元/吨，该项目因拥有极低的电价将为其带来极其丰厚的利润空间。

公司选择在XX县杨村建厂,就是看好本项目在拥有优势水电资源的前提下，当2.5万吨的氯酸钠生产装置建成投产后，公司将具备更强的市场竞争力，并能迅速占领相应的市场份额，从而获得可观的经济效益。

第四章　产品方案和生产规模

4.1产品方案：

4.1.1本项目的产品为工业氯酸钠。

（1）氯酸钠产品的性质:

氯酸钠为白色或微黄色等轴晶体，在稳定状态呈晶体或斜方晶体,味咸而凉,易溶于水,微溶于乙醇。

在酸性溶液中有强氧化剂作用，300℃以上分解放出氧气。

氯酸钠不稳定,与磷、硫、碳及有机物混合时,撞击易发生燃烧和爆炸,易吸潮结块，有毒。

（2）氯酸钠的用途:

主要用于造纸、鞭炮、化工、电子线路板、水处

理、医药、冶金、搪瓷和氯酸盐、高氯酸盐系列产品的原料。

4.1.2工业氯酸钠的质量标准

应符合GB/T1618-1995标准,如下表:

产品技术标准

GB/T1618-1995

指标名称

优等品指标

一等品指标

合格品指标

检验方法标准

氯酸钠％≥

99.50

99.00

98.00

GB/T1618-1995

水份％≤

0.30

0.50

0.80

GB/T1618-1995

氯化物％≤

0.15

0.20

0.30

GB/T1618-1995

水不溶物％≤

0.01

0.03

0.03

GB/T1618-1995

铬酸盐％≤

0.01

0.02

0.02

GB/T1618-1995

铁％≤

0.005

0.03

0.05

GB/T1618-1995

硫酸盐％≤

0.01

0.02

0.02

GB/T1618-1995

外观

略帶黄色固体

4.2生产规模：

本项目规划为总规模为2.5万吨/年氯酸钠。

项目一期1.25万吨/年,项目二期1.25万吨/年

第五章　工艺技术方案

5.1基本原料

5.1.1生产氯酸钠的基本原料：

盐（NaCl）、水、电及氯化钡、纯碱、烧碱、红矾钠等。

5.1.2工业盐:

氯化钠为无色透明的立方晶体，比重2.16，溶点804.3℃,沸点1439℃。

工业盐因含有杂质,故略帶微黄色。

一般来说，工业盐是不潮解的,当氯化镁含量较高时就易潮解。

工业盐极易溶于水,在水中的溶解度随温度的升高而升高。

工业盐的质量应符合GB5462-92标准.

5.1.3盐酸:

纯盐酸是无色透明液体,工业盐酸比重为1.158（15℃）,有强烈的剌激性气味,在空气中允许浓度为0.015mg/l。

工业盐酸（31％）应符合GB320-93标准。

5.1.4碳酸钠:

碳酸钠为白色粉末,比重为2.533，熔点851℃,易溶于水,在水中随温度升高而升高。

在空气中缓慢吸水后,和二氧化碳作用,生成碳酸氢钠,并有结块。

工业碳酸钠应符合GB210—95标准。

5.1.5烧碱:

烧碱化学名称为氢氧化钠,比重2.02。

熔点为322℃，沸点139℃,在常温下,纯固态烧碱为白色固体。

暴露在空气中易吸收水份而潮解,固碱在水中的溶解度随温度的升高而大幅度地增加。

5.1.6氯化钡:

氯化钡是一种无色的斜方晶体,比重3.856,熔点292℃,有毒,易溶于水,在水中的溶解度随温度的升高而升高。

工业氯化钡的质量要求为BaCl2·2H2O≥98％。

5.1.7红矾钠:

红矾钠的化学名称为重铬酸钠（Na2Cr2O7）它为红色单斜晶体,易溶于水,易潮解,有毒,在水中的溶解度随温度的升高而升高。

工业重铬酸钠的质量要求:

Na2Cr2O7≥80％,SO42-≤1％。

5.2基本化学反应式

　　NaCl＋3H2O→NaClO3＋3H2↑

5.2.1盐水工序的反应方程式：

原卤杂质与处理剂发生如下反应：

Ca2++Na2CO3→2Na++CaCO3↓

Mg2++2NaOH→Mg（OH）2↓+2Na+

SO42－+BaCl2→BaSO4↓+2Cl－

5.2.2电解工序的反应方程式

用无隔膜电解槽电解合格的精制盐水，在阳极生成氯气经过液相化学反应转化为氯酸钠，在阴极生成氢气，其化学反应式如下:

（1）电解主反应

阳极反应：

2Cl－→Cl2↑+2eE·=1.36V

阴极反应：

2H2O+2e→H2↑+OH－

液相反应：

Cl2+H2O=HClO+H++Cl－

HClO=H++ClO－

2HClO+ClO－→ClO3－+2H++2Cl－

总反应：

NaCl+3H2O+6F→NaClO3+3H2↑+Q

（2）阴极副反应

ClO－的还原反应：

ClO－+H2O+2e→Cl－+2HO－E·=0.89V

ClO3－的还原反应：

ClO3－+3H2O+6e→Cl－+6HO－E·=0.63V

（3）阳极副反应

ClO－的电解氧化反应生成ClO3－：

6HClO+3H2O→3/2O2↑+4Cl－+2ClO3－+12H++6eE·=1.14V

水的放电：

２H2O→O2↑＋４H+1＋４eE·=1.23V

ClO3-电解氧化生成ClO4-：

ClO3-＋H2O→ClO4-1＋2H=1＋2eE·=1.18V

（4）HClO的分解

2HClO→2HCl+O2↑

5.3生产工艺流程

工业氯酸钠的生产工艺流程如下图1：

BaCl2Na2CO3NaOH

含物料废水　副产Ｈ２

副产Ｈ２达标排放

含物料废水

　　　　分离循环母液　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　氯酸钠产品

固体盐进入溶解槽溶化，并加入处理剂精制，除去Ca2+、Mg2+、SO42+等杂质，与循环母液混合，制成配合盐水，进入电解槽电解，NaCl电解生成H2及ClO-,ClO-在高温下（60℃以上）岐化反应生成Cl-及ClO3-（即NaClO3），电解液经除ClO-后，去蒸发结晶是，析出NaClO3。

经离心机分离，湿NaClO3进入流化床干燥，形成最终产品包装入库。

而离心后的母液返盐水场，电解的氢气（含0.3%氯气），碱洗、水洗后排放，也可作为其它用途如氢气发电、制造红宝石、生产双氧水等。

含物料的废水返回盐水场化盐，使全部废水废料能够作到循环利用，有利于整个产业的环保。

5.4工艺特点

　　本装置采用了在氯酸钠行业中较为先进的以下技术：

（1）盐水工段：

对盐水及母液进行精密过滤，使Ca2+、Mg2+等杂

质小于2PPM，盐水质量得到大幅度地提高，从而降低了电耗。

（2）电解工段：

采用先进的三元涂层的金属阳极电槽，靠气提式

外循环，使电化、岐化反应区分开，并提高了电流效率。

（3）蒸发工段：

利用电解反应热用于蒸发结晶，使用先进、高效

的二级堆料离心机，且利用电加热流化床来干燥产品，不使用锅炉。

（4）环保装置：

电解H2中有少量的Cl2,经碱洗、水洗后达标排放，

少量盐泥（BaSO4、CaCO3、泥沙等）用作建材，干燥尾气经布袋除尘后达标排放。

5.5主要工艺参数（表1）

项目

指　标

精制盐水

Ca2+、Mg2+＜5PPM　　

SO４2+＜1克／升

配合盐水

根据蒸发结晶率来调整，实现母液平衡

电解槽

温度：

　　85０C左右

槽电压：

　2.8～3.2V（与电流密度有关）

氢气H2

H2中含Cl2：

～0.3%　　

H2中含O2：

3.5～5％

电解液

NaCLO3:

　550～585克／升　

NaCL：

　100～105克／升

蒸发室

真空度:

　0.92Kg/cm2

结晶程度：

尽可能大，便于分离机减少结块

干燥

热空气：

150～160０C　　　

空气量：

确保流化床的干燥效果

5.6生产工序

氯酸钠生产线主要由盐水、电解、真空蒸发结晶、离心分离和干燥包装等五大工序组成。

5.6.1盐水工序：

将工业盐加入化盐池内，用自来水或循环水溶解成饱和盐水，加入精制剂（氯化钡、烧碱及纯碱）用空气搅拌，除去盐水中的钙、镁和硫酸根离子，然后经沉清压滤，加入重铬酸钠于精制盐水中，再与氯酸钠循环母液调配成电解用的调配盐水供电解用。

表2：

盐水工序操作指标

序号

控制项目

控制条件

1

粗盐水

NaCl≥260g/l、　　　Na2SO4＜10g/l

比重1.18—1.20

2

精制盐水

过碱量:

　NaOH0.1—0.3g/l

Na2CO30.3—0.6g/l

3

配合盐水

Ca2+　Mg2+≤2PPm、　　SO42+≤0.05PPm

Na2Cr2O71.8—2.5g/l

NaCl155—175g/l

4

稀酸水

HCl11％—15％，　　　Ca2+Mg2+≤10PPm

5.6.2电解工序

氯酸钠的电解技术是根据电合成与化学反应原理，将它们分为两个独立的两个操作单元，防止溶液中ClO-和ClO3-1发生还原付反应，从而提高电流效率，降低电解电耗。

所以在外循环氯酸钠电解工艺中，将电解、冷却、化学反应、循环和气体分离等单元操作进行最隹组合成闭路循环体系，提高总的产能效率，降低成本。

调配盐水和稀酸水分别经高位槽、转子流量计计量控制进入电解系统上集管的盐水和酸水管口与氢气气提电解液在上集管混合进入反应器进行液相反应，3molClO-1歧化反应生成1molClO3-1，氢气在分离器中分离经碱性盐水、碱液和水洗后，Cl2含量达标排放。

反应器中PH靠加入稀酸水调节在6.1—6.7，同时反应器内温度用母液或冷却水在盘管内进行热交换，将温度控制在80—86℃，电解液经冷却后汇集于两根下集管内进入电解槽进行电解反应生成ClO3-、ClO-和H2,电解液靠H2提升实现氯酸钠电解解闭路循环工艺的五个程序：

电解反应、液体循环、加酸调节PH、液相氧化反应、冷却换热。

电解液在贮槽内ClO-进一步转化成ClO3-，未转化完的ClO-加入尿素除去，再加NaOH将PH调至7.1—7.5。

表3　　电解工艺操作指标

序号

控制项目

控制条件

1

反应器内

酸度

温度

电解完成液：

NaClO3

NaCl

Na2SO4

Na2Cr2O7

温度

PH

PH6.2—6.5

88±2℃

450—585g/l

90—110g/l

＜10g/l

2—3g/l

60—85℃

7.3±0.2

2

氢气组份

O2≤4.5％

Cl2≤0.5％

3

槽电压

2.8—3.2V

4

电槽洗液

HCl：

　2—3％

Na2Cr2O7　：

1—2g/l

5.6.3真空蒸发结晶工序

用加料泵将电解液或母液打入蒸发器内，使蒸发器内液位保持在规定位置上，启动内循环泵，使蒸发器内保持良好的循环状态；再启动真空机组，使蒸发器内真空度达标，然后开动外循环泵，将蒸发器内溶液送去电解的化学反应器在换热管内加热，使该溶液在加热前后的温差为10—20℃，外循环泵流量控制在42—48m3/h，蒸发器液位保持在控制范围内。

当真空度、温度、比重达到要求时，才开始出料。

用进料量及循环量调节蒸汽量（二次蒸汽）和出料量的相互平衡，以维持液位的±5％波动，出料（晶浆）进入晶浆高位槽待离心机连续分离得半成品。

表4：

真空蒸发结晶工工艺操作指标

序号

控制项目

控制条件

1

蒸发器内

温度

压力

液位

35—45℃

0.095—0.097MPa

700—1100mm

2

外循环母液温度差

12—15℃

3

外循环泵流量

42—48M3/h

4

出料液比重

1.57—1.59

5

母液中氯化物含量

≤130g/l

6

循环水

上水温度

回水温度

至设备入口水压

≤20℃

≤22℃

≥0.15MPa

7

真空系统供水

温度

流量

15—18℃

10M3/h

5.6.4离心分离

将高位槽的晶浆保持固液比为1:

1，然后放入卧式推料离心机内进行连续加料、甩干、洗涤、甩干、卸料等操作过程，使湿产品的氯化物和水份含量达到标准。

表5：

分离工艺操作指标

序号

控制项目

控制条件

1

连续进料，分离，洗涤，甩干，出料；

推料行程:

40，推料次数:

0—75次/min

2

氯化物含量

≤0.02％

3

水份

＜2％

4

铬酸盐含量

≤0.003％

5.6.5干燥包装

湿产品在振动流化床内进行干燥，使水份含量达到0.03％以下，然后用复膜编织袋（含聚乙烯内袋）进行装袋、冷却、封口等操作，以便运输、贮存。

表6：

干燥包装工艺操作指标

序号

控制项目

控制条件

1

产品水份

＜0.03％

2

铬酸盐含量

≤0.003％

3

氯化物含量

≤0.02％

4

包装要求

50±0.25Kg（净重）

5.7主要设备

设备方案立足于国内，采用现有可靠成熟的定型设备，解决传统氯碱化工行业高污染、高能耗的问题。

表7：

主要生产设备表

序号

设备名称

规格　

数量　

1

电解槽

电极面积30M2

88台

2

钛反应器

φ3800×4500

2台

3

钛冷却器

F=80M2

2台

4

蒸发器

φ2400

1台

5

离心机

WH－600

1台

6

振动流化床

宽1M

2台

5.8技术装备来源

5.8.1工艺技术：

项目的技术来自公司内部的技术管理及生产人员。

5.8.2装备来源

自国内同行引进国外装置后，经消化吸收后的国产装备，因此所有的设备均立足于国内制造。

第六章　原材料、燃料动力供应

6.1原材料供应

6.1.1原材料的需求量

内　容

名数量

序号称

定额

（公斤/吨）

年需求量

（吨）

备注

1

氯化钠

550

13750

2

盐酸

62

1550

3

液碱（30%碱）

72

1800

4

纯碱

2

50

5

红矾钠

0.3

7.5

6

氯化钡

7

175

7

尿素

2

50

８

包装

20条/吨

500000袋

9

合计

17382.5

以上原材料均可在XX市采购。

6.1.2运输方式：

（1）汽车运输，向XX县境内运入原辅料，

（2）火车运输，向外运出产品。

（3）运入量：

1.7万吨，运出量：

2.5万吨。

6.2燃料动力供应

6.2.1电能的需求量

名称

定额KWH／T

需求量（万KWH）

电解电（折交流）　

5550

13875

动力电

300

750

全部电能

5850

14625

6.2.2供电方式：

由邻近大电公司35KV线路供给。

第七章　建厂条件和选址方案

7．1建厂地区的环境概况

7.1.1地理位置:

XX县位于XX省西南部XX市境内,距XX市区100Km。

7.1.2地形、地质、地貌特征：

XX县境内地质岩层以夹沙灰、黑色页岩、沙板岩、火山岩等构成,土壤以暗棕土壤、褐土、棕壤为主。