年产14万吨固体水玻璃年产11万吨高分散白炭黑项目可行性研究报告.docx
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年产14万吨固体水玻璃年产11万吨高分散白炭黑项目可行性研究报告
年产14万吨固体水玻璃年产11万吨高分散白炭黑
项目可行性研究报告
1总论
1.1概述
1.1.1项目名称
项目名称：
140kt/a固体水玻璃110kt/a高分散白炭黑项目
建设单位：
某化工有限公司
建设地址：
沙县高砂镇工业集中区
企业性质：
有限责任公司
法人代表:
1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则
（1）某化工有限公司和某学院资源开发与规划研究所《140kt/a固体水玻璃及110kt/a高分散白炭黑项目可行性研究报告》技术咨询合同。
（2）化学工业部化计发[1997]426号关于印发《化工建设项目项目建议书内容和深度的规定》（修订本）及《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（修订本）的通知。
1.1.3项目提出的背景、投资必要性和经济意义
（1）沙县地域地理资源概况
沙县位于##省中部偏北，闽江支流沙溪河下游，地处东经117º32’-118º06’，北纬26º06’-26º40’，位于南平和某市之间，这里气候温和，土壤肥沃，资源丰富，交通发达。
东出南平至福州，西过某至厦门，北上浙赣至京，自古即为闽西北重要的商品集散地。
沙县全境总面积1815平方公里，总人口25万人，建县至今已有1600多年历史，自古即为重要的商品集散地，素有“金沙县”之美誉，是全国34个中央苏区县之一。
先后荣获“全国文明县城”、“全国园林县城”、“全国文化先进县”、“全国科普示范县”、“全国体育工作先进县”、“优秀旅游县”等荣誉称号，在'2009##县级经济评价中，经济实力居全省第17位，并被评定为##省最具发展潜力的县份之一，2010年成功入选中国最具投资潜力特色示范县200强。
沙县作为全国100个、##省4个交通枢纽之一，今后将有鹰厦、向莆快速、南三龙（杭广）三条高速铁路，福银、三泉、沙厦三条高速公路，沙县机场和沙溪航运码头在境内汇集，凭借“水、陆、空”现代交通网络的逐步形成，将成为##省内陆交通要素最齐全、对外交通最便捷的内陆城市，这种独具的交通区位条件是沙县今后发展的最大竞争优势。
同时，沙县与长三角、珠三角和台湾地区等硅产品消费地区的交通通达程度日益改善，便于区外拥有先进硅工艺技术的企业向沙县汇聚。
沙县山川秀丽，自然景观迥异，名胜古迹众多，人文景观丰富。
淘金山长达38米的卧佛岩雕和34业盘根错节的千年四川苏铁，省级名胜风景七仙洞，全国唯一楠木自然保护区罗卜岩、“十里平流”、“七峰叠翠”、“洞天瀑布”、“二十八曲”，占地1200多亩的沙阳乐园，兴国寺、古城墙、孝子坊民居、及东南沿海现存最大的城隍庙，都蕴含和显示着巨大的旅游开发潜力。
扩建厂址原有厂址边进行，其位于沙县高砂镇渡头工业区，高砂镇位于沙溪河畔，距县城15公里，境内山清水秀，气候温和，雨量充沛，古称五都，属沙县东南面的经济文化中心。
高砂镇地理位置优越，鹰厦铁路、205国道、沙溪航运枢纽、三泉高速、沙厦高速、京福高速公路并列穿越而过。
高砂镇资源丰富，耕地面积2万亩，山林面积20万亩，毛竹面积2.2万亩，茶果面积1.76万亩。
地下蕴藏丰富的煤炭、石英石、石灰石、钾长石、铌、钽矿等资源，并有沙溪河丰富的水利资源，目前已建成水电站15座，总装机容量6140千瓦。
某化工有限公司石英砂原料供应商-##省沙县兴发硅材料有限公司是以采选非金属矿为主的生产经营性有限责任公司。
公司主要产品石英砂（粉），化学成分二氧化硅（SiO2），是高纯超细二氧化硅、硅酸钠、二硅酸钠、白炭黑、高档玻璃、陶瓷釉料、墙漆、涂料的主要原料。
2002年12月公司投资500万元人民币，在沙县凤岗街道办事处际口工业区征地50亩，兴建现代化石英砂选矿厂项目，2003年10月建成投产，年生产能力100kt精制石英砂，年产值1200万元人民币。
2005年10月在沙县高砂镇工业集中区投资600万元，征地40亩，兴建石英砂选矿厂，2006年6月建成投产，年产精制石英砂200kt。
公司现有各级管理人员、工程技术人员30多人，其中高级工程师1人，中级工程技术人员4人。
目前，该公司的石英砂选矿厂是中国江南地区最大的石英砂选矿企业，在中国东南地区硅质原料市场中处于主导地位。
产品质量稳定，价格合理。
经权威质检部门化验分析，主要化学成分见表1-1。
表1-1兴发硅材料公司石英砂质量指标
化学成分
SiO2
Fe3+
Al2O3
CaO
含量
≥99%
≤0.02%
≤0.5%
≤0.03%
同时，该公司还具有水玻璃60kt/a，40kt/a高分散白炭黑的生产能力。
水玻璃主要用于本公司生产白炭黑，少量外销。
高分散白炭黑是该公司的主要产品，产品质量稳定，品位高，市场反响很好，主要销售给国内橡胶和胶鞋的相关企业，产品供不应求。
（2）投资的背景与必要性
某化工有限公司成立伊始就确立了利用当地丰富的石英砂资源发展硅酸钠系列化工产品。
为此，公司技术开发部门积极向全国科研院所和大专院校等科研机构寻找适宜生产的产品和技术，经过多方调研，确定和天津化工研究设计院合作，根据现有资金与市场状况，在原有60kt/a固体水玻璃和40kt/a高分散白炭黑的基础上，扩建到140kt/a固体水玻璃110kt/a高分散白炭黑项目生产线。
厂房选址在沙县高砂镇工业集中区，总规划面积430亩，其中一期占地面积约210亩，二期规划面积220亩。
在该处建设水玻璃和白炭黑生产基地具有较大的资源优势和地域优势。
水玻璃生产的主要原料为石英砂、纯碱，而白炭黑的主要原料就是水玻璃和硫酸。
其中石英砂、纯碱和硫酸在该地区均有生产。
石英砂来自沙县兴发硅材料有限公司，经国家国土资源管理部门依法审批，##省沙县兴发硅材料有限公司享有矿区面积6平方公里，储量达30000kt的优质石英矿的采矿权。
矿区内石英砂中二氧化硅含量高，杂质含量较少，矿石粒度均匀，硅质胶结，矿石易碎易选，极为适合作为制作工业水玻璃原料。
##省沙县兴发硅材料有限公司开发利用本县富口镇郭墩石英矿，已建成配套年产200kt白炭黑项目的精制石英砂原料基地。
该项目已建成投产，为本项目提供了可靠的石英砂原料来源保障。
进行水玻璃、白炭黑生产的主要燃料为工业烟煤和白煤，当地亦有相当储量，如大田、永安、将乐等，可满足生产需要；沙县有年产80kt的硫酸厂，距公司仅十余公里，也可满足生产所需硫酸需求；同时尤溪铅锌矿业还有年副产200kt硫酸，原料来源丰富，运输半径短。
沉淀法白炭黑主要用户为##、广东、浙江、江苏等省，年耗量600kt左右，占全国消费总量的56%。
与扩建地距离较近，运距较短，运输费用较低，具有较大地域优势。
因此，在沙县投资兴建较大规模的高分散沉淀水合二氧化硅生产线是原料产地和产品市场的最佳组合。
近年来随着石油价格的不断攀升，以焦油为主要原料的炭黑价格持续走高，目前市场售价达10000~12000元/t，价格远高于高分散沉淀法白炭黑价格（5000~6000元/t），为了降低制造成本和改进产品质量，很多传统橡胶制造厂家原先仅添加炭黑补强填料的客户，现改为部分添加高分散沉淀法白炭黑代替炭黑作为补强填料，由此导致高分散沉淀法白炭黑需求增长，同时国内轮胎行业子午胎产量迅速增长，又进一步加剧了高分散沉淀法白炭黑的市场需求。
高分散沉淀法白炭黑作为高性能子午胎必需的补强填料，随着轮胎工业的发展，市场前景看好。
受汽车产业拉动，国内轮胎工业发展强劲。
2009年我国轮胎产量59671万条，同比增长28.3%，其中子午胎26673万条，同比增长36.3%，子午胎产量占轮胎总产量的44.7%。
子午胎配方中高分散沉淀法白炭黑添加量约占15份左右，由此得出2010年我国轮胎用高分散沉淀水合二氧化硅实际用量应超过300~400kt。
扩建厂周边有多家大型轮胎制造企业，位于##莆田境内的##佳通轮胎有限公司成立于1996年，目前已发展为年产750万条半钢子午胎、120万条全钢子午胎的大型轮胎生产企业；厦门正新橡胶工业有限公司属台商独资企业，公司目前最高产能1100万条，总产值约25亿人民币，是国内最大橡胶轮胎生产企业之一。
以上轮胎企业高分散沉淀法白炭黑需求量应在30kt左右，而当地现有高分散沉淀法白炭黑厂家所生产的产品主要用于制鞋行业，用于子午胎生产所需的高分散沉淀法白炭黑产品还是空白，因此发展高分散轮胎专用高分散沉淀法白炭黑是市场所需。
我国是兽药生产和使用大国，随着我国集约化养殖业的迅速发展，作为畜牧业三大支柱产业之一的兽药行业也得到了迅速发展，据不完全统计我国现有兽药生产企业约2800多家，年产值达150亿元。
在兽药中多个品种需要加入专用白炭黑作为控释或缓释制剂，其用量增长迅速，目前国内作此用途的白炭黑年用量在30kt左右，主要靠进口或由外资企业生产，本企业投产后可生产这种产品，填补国内空白。
原料和市场是企业成功的外部条件，技术是否先进则是企业成功的关键，也是企业最根本的核心竞争力。
某化工有限公司技术开发部门经过全国范围内高分散沉淀法白炭黑生产技术广泛调查，最终选定了和中石油天津化工研究设计院合作进行高分散沉淀法白炭黑生产及其下游产品的深加工。
中海油天津化工研究设计院是我国无机矿物加工、精细化工、水处理等技术的研究开发中心，是国家科委、原化工部直属研究院所之一。
该院自上世纪八十年代中期就成功地开发了“晶种法”合成高补强透明沉淀法白炭黑技术，此后科研人员又对沉淀法白炭黑的生产工艺进行了更进一步的研究与开发，不仅成功地解决了原“晶种法”原料浓度稀、设备台数多、不能实现大规模生产等难题，而且在超细白炭黑生产领域已取得重大技术突破，目前年产25kt的生产线，已经成功达产达标。
目前沉淀法白炭黑技术的研发工作取得长足进步，微胶囊化白炭黑、绿色轮胎用高分散沉淀法白炭黑、复印机专用纳米白炭黑等都已经工业化生产。
沉淀白炭黑是一种超微细具有活性的二氧化硅粒子，亦是一种新兴的重要的硅系无机功能性粉体材料。
由于其粒径较小，一次粒径15~20nm，表现出特有的一些性质，具有优良的橡胶补强性能，广泛用做橡胶及橡塑制品的补强剂、高档涂料中的消光剂，高档硅橡胶制品中的补强剂，化妆品中的抗紫外剂，牙膏中的增稠剂和摩擦剂，兽药、农药、医药中用作载体和增加其流动性能。
添加到陶瓷等复合制品中，可以提高制品的硬度、耐磨性、韧性、光洁度和冷热疲劳等性能。
随着硅橡胶、功能新材料及涂料等行业的迅速发展，对沉淀白炭黑的需求量将迅速增长，其前景十分广阔。
某化工有限公司规划扩建140kt/a固体水玻璃及110kt/a绿色轮胎专用高分散性白炭黑项目，既可以为企业和地方财政带来大的经济效益，还可以解决当地一部分就业问题。
项目建设是十分必要的。
（3）投资的经济与社会意义
投资建设沉淀白炭黑项目，不仅可以改变当地仅靠资源粗加工为主的粗放型经济向精细化工产品转化，而且还会给地方及企业带来丰厚的利润。
经济分析表明，投资140kt/年固体水玻璃及110kt/年绿色轮胎专用高分散性二氧化硅项目，每年可得销售收入74700万元，利税21752.56万元；更为重要的是，通过该工程的建设，为下一步沉淀白炭黑深加工奠定了重要的基础。
沉淀白炭黑深加工产品有绿色轮胎专用高分散性二氧化硅；硅橡胶专用超细二氧化硅；消光剂专用超细二氧化硅；食品医药专用白炭黑；牙膏专用二氧化硅等。
这些产品附加值极高，经济效益显著，这里以消光剂专用超细二氧化硅为例，目前高档消光剂专用超细二氧化硅产品市场售价为2.5~3.0万元/t，产品成本约1万元/t，每t产品获利1万多元，利润丰厚，在此不难看出本项目潜在经济效益显著。
本项目建设还具有较好的社会效益，可安置下岗职工和待业人员654人就业；可充分利用附近石英砂矿资源和闲置厂地，带动地方相关产业发展，促进地方社会稳定。
1.1.4研究范围
本报告研究范围是140kt/a固体水玻璃及110kt/a绿色轮胎专用高分散性白炭黑系列产品市场、生产技术、经济评价的可行性。
1.1.5研究的主要过程
某化工有限公司与中石油天津化工研究设计院在2007年4月建设的年产60kt/a固体水玻璃及40kt/a白炭黑生产的合作基础上，由于市场需求旺盛，将现有产能扩大到年产140kt/a固体水玻璃及110kt/a绿色轮胎专用高分散性二氧化硅生产规模，双方就扩建工程建设项目达成一致同意：
采用中石油天津化工研究设计院最新技术生产水玻璃、白炭黑产品。
并委托某学院资源开发与规划研究所按照年产140kt/a固体水玻璃及110kt/a绿色轮胎专用高分散性二氧化硅生产能力，编制本项目可行性研究报告。
1.2研究结论
1.2.1研究的简要综合结论
（1）本项目可充分发挥当地的资源优势，利用高新技术，发展规模经济，培植企业新的经济增长点；
（2）本项目经济、社会效益显著；后期工程上马达产后，规模效益将更加明显；
（3）主要原材料有可靠供应渠道，产品市场容量较大，有很好的发展前景；
（4）环境保护措施切实可行；
（5）拟采用工艺技术路线先进，可形成系列化产品，确保企业在市场竞争中取得竞争优势。
1.2.2存在的主要问题和建议
（1）本可行性报告侧重于对140kt/a水玻璃、110kt/a绿色轮胎专用高分散性二氧化硅系列产品国内现有市场和潜在市场进行了研究，由于中国加入WTO后，国内市场受国际市场影响较大，建议企业在重视国内市场同时也要密切关注国际市场，积极参与国际竞争，特别是欧洲市场，使企业获得更大发展；
（2）建议本项目建成投产后，进一步进行高分散性白炭黑系列产品的市场开发，以便企业更进一步的提升产品品质和系列化。
附:
主要技术经济指标列于表1-2。
表1-2主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
生产规模
1.1
固体硅酸钠
kt/a
140
GB/T4209-2008
1.2
高分散性二氧化硅
kt/a
110
系列产品
2
年操作日
天
300
3
主要原材料，燃料用量
3.1
纯碱
kt/a
64.0
GB210.1-2004
3.2
石英砂
kt/a
112.0
SiO298%
3.3
硫酸
kt/a
49.5
GB11198.1-1989
3.4
白煤
kt/a
82.5
4000kcal/kg
3.5
烟煤
kt/a
27.0
6000kcal/kg
4
公用动力消耗量
4.1
供水（新鲜水）
最大用水量
m3/h
482
平均用水量
m3/h
399
4.2
供电
年耗电量
万kw·h
3360
4.3
供汽
总用汽量
kt
187
平均用汽量
t/h
26
300天
5
三废排放量
废水
t/h
26
1%硫酸钠
6
运输量
6.1
运入量
kt/a
445.0
含石英砂
6.2
运出量
kt/a
110.0
白炭黑
7
全厂定员
人
680
7.1
其中:
生产工人
人
639
7.2
管理人员
人
41
8
二期占地面积
亩
220
总占地面积200亩
9
全厂建筑面积
m2
82620
10
工程项目总投资
万元
50240
10.1
固定资产投资
万元
43721.2
（1）建设投资
万元
43721.2
（2）固定资产投资方向调节税
万元
0
10.2
流动资金
万元
6518.8
11
年销售收入
万元
87300
含税
12
成本和费用
年均总成本费用
万元
55017.44
13
年均利润总额
万元
25826.05
14
年均销售税金
万元
6456.51
15
财务评价指标
15.1
投资利润率
%
51.41
15.2
投资利税率
%
64.26
15.3
投资回收期
年
2.95
含试产1年
15.4
全员劳动生产率
万元/人·年
128.38
15.5
全投资财务内部收益率（税前）
%
54.67
15.6
全投资财务内部收益率（税后）
%
41.39
15.7
全投资财务净现值（税前）
万元
45769.9
I=12%
15.8
全投资财务净现值（税后）
万元
33135.59
I=12%
2市场预测
2.1国内外市场情况预测
2.1.1产品现有品种、型号、规格、质量标准情况及用途
（1）硅酸钠
硅酸钠（又称水玻璃、泡花碱）是由石英砂（SiO2≥98%）、碱按一定比例混合后在高温下溶解而制成的可溶性硅酸盐，分子式：
Na2O·mSiO2。
在硅酸钠中石英砂和碱的配合比例即SiO2和Na2O的摩尔比决定着硅酸钠的模数m，它一般控制在0.5～4的范围内。
模数即显示硅酸钠的组成，又影响硅酸钠的物理、化学性质。
因此，不同模数的硅酸钠有着不同的用处。
硅酸钠的品种繁多，用途非常广泛，它在国民经济发展中有着极其重要的作用，被视为工业、化工业的基本原料，是无机盐工业中典型的大吨位产品之一。
硅酸钠产品分为固体、液体两种，其规格、型号较多。
工业液体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。
工业固体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粒状、块状玻璃体。
硅酸钠大部分为液体，亦有玻璃体（固体），无定型粉末等多品种规格。
主要商品规格列于表2-1。
表2-1硅酸钠玻璃体、无定型、溶液主要商品规格
品种
SiO2/Na2O
摩尔比（m）
Na2O
（%）
SiO2
（%）
H2O
（%）
比重
（20）
粘度
（P，20）
pH
玻璃体
3.33
2.06
23.5
33.0
75.5
66.0
无定型粉末
3.33
19.2
61.8
18.5
溶液（含水）
2.06
27.0
54.0
18.5
1.65
2.06
2.58
2.88
3.32
3.86
19.7
18.0
10.6
11.0
8.9
6.8
31.5
36.0
26.5
31.7
28.7
25.3
1.68
1.69
1.41
1.49
1.39
1.32
70
700
0.6
9.6
1.8
2.2
12.8
12.2
11.7
11.5
11.3
10.8
液体硅酸钠产品：
由于硅酸钠的主要用途是版纸、铸造、耐火材料等粘结剂，肥皂、洗涤剂的助剂等，因此，大部分硅酸钠产品是以液体形式供应和使用的。
液体水玻璃国家标准（GB/T4209-2008）列于表2-2。
表2-2液体水玻璃质量指标（GB/T4209-2008）
型号级别
指标含量
液体-1
液体-2
液体-3
液体-4
优
等
一等
合格
优
等
一
等
合
格
优等
一等
合格
优
等
一
等
合
格
铁（Fe），%≤
0.02
0.055
-
0.02
0.05
-
0.02
0.05
-
0.02
0.05-
-
水不溶物，%≤
0.10
0.40
0.50
0.10
0.40
0.50
0.20
0.60
0.80
0.20
0.80
1.00
密度（20℃），g/mL
1.336～1.362
1.368-1.394
1.436～1.465
1.526-1.559
氧化钠（Na2O），%≥
7.5
8.2
10.2
12.8
二氧化硅（SiO2），%≥
25.0
26.0
25.7
29.2
模数（m）
3.41～3.60
3.10～3.40
2.60~2.90
2.20~2.50
固体块状硅酸钠产品：
固体块状硅酸钠又叫钠玻璃块子，国内一般是作为干法生产硅酸钠溶液的中间产品，也可以作为商品供应市场，其国家标准为（GB/T4209-2008），列于表2-3。
表2-3固体水玻璃国家标准（GB/T4209-2008）
型号级别
指标含量
固-1
固-2
固-3
优等
一等
合格
优等
一等
合格
一等
合格
可溶固体，%≤
99.0
98.0
95.0
99.0
98.0
95.0
98.0
95.0
铁（Fe），%≤
0.02
0.12
-
0.02
0.12
-
0.10
-
铝（Al），%≤
0.30
-
-
0.25
-
-
-
模数（m）
3.41～3.0
3.1～3.4
2.20~2.50
水玻璃的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。
在化工行业被用来制造硅胶、高分散白炭黑、沸石分子筛、偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状水玻璃等各种硅酸盐类产品，是硅化物的基本原料；在化轻工业中，水玻璃是洗衣粉、肥皂等洗涤产品中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中，水玻璃可用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中，水玻璃广泛用于铸造、精密铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中，水玻璃可用于制造快干水泥、耐酸水泥、防水剂、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面，水玻璃可制造硅素肥料。
另外水玻璃作为粘合剂，广泛应用于纸板（瓦楞纸）纸箱的粘合剂。
总之，由于水玻璃的广泛应用，使得这个行业在国民经济中占有很重要的地位。
（2）绿色轮胎专用高分散性二氧化硅
白炭黑是橡胶工业重要的补强材料，白炭黑的成分是二氧化硅，因其微观结构和聚集体形态和炭黑类似，并在橡胶中有相近的补强性能，故被称为白炭黑。
其学名为沉淀二氧化硅，组成为SiO2·nH2O，可溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水。
耐高温、不燃、无毒无味，具有良好的电绝缘性。
普通沉淀法白炭黑产品主要用于鞋类和其它浅色橡胶制品。
高分散沉淀法白炭黑因其分散性能优于普通沉淀法白炭黑，因此在橡胶中的补强性能大大高于普通沉淀法白炭黑，其用途也更加广泛，除用做高透明制鞋和高性能轮胎使用外，还广泛用在医药、农药、饲料等行业中用做载体或流动剂；在牙膏中用做摩擦剂和增稠剂；在涂料行业中用做分散剂、抗沉降剂和消光剂等。
沉淀法白炭黑通常按其表面积大小和用途进行分类，国际标准ISO5794—1：
1994《橡胶配合剂沉淀白炭黑》的附录E中规定了沉淀法白炭黑的分类及其典型理化性能。
分类是按白炭黑的表面积分为A、B、C、D、E、F等6类。
因此国内外主要生产厂家均按产品的表面积、剂型（粉状、粒状、团粒状）和用途对其品种进行了分类，并给出了商品名称和牌号，一般每个厂家的橡胶用或非橡胶用白炭黑均有10多个品种或牌号。
表2-4世界各国主要生产厂家的沉淀白炭黑产品型号及用途
产品牌号
生产厂家
生产方法
主要用途
Ultrasil®7000GR
德国迪高沙公司
沉淀法
高性能子午线轮胎和高透明制鞋等
Ultrasil®VN3
德国迪高沙公司
沉淀法
橡胶补强
Ultrasil®VN3粒状
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