5万吨高压法硝酸工程项目可行性研究报告.docx

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5万吨高压法硝酸工程项目可行性研究报告

第一章概述

第二章市场需求预测

第三章产品方案及生产规模

第四章工艺技术方案

第五章原材料及动力供应

第六章厂址方案

第七章公用工程及辅助设施方案

第八章环境保护及劳动安全

第九章工厂组织、劳动定员及人员培训

第一十章项目实施规划

第一十一章投资估算和资金筹措

第一十二章财务评价

第一十三章研究结论

第一章概述

1.1项目概述

1.1.1项目名称、主办单位及负责人

项目名称：

5万吨高压法硝酸工程

主办单位：

洪泽银珠化工有限公司

项目负责人：

1.1.2可行性研究的依据与原则

洪泽银珠化工集团有限公司委托书

洪泽银珠化工集团有限公司与南化集团设计院设计协议书，编号：

。

根据上述协议，南化集团设计院将根据生产实际状况，提供适用的可行的技术，在符合国家有关政策、规范的基础上，尽可能的降低投资，提高项目的经济效益。

1.1.3项目提出背景及建设意义

洪泽银珠化工有限公司是洪泽县化工系统的龙头企业，淮安重点盘大搞活企业，04年实现销售利税3.21亿元，现下辖化肥厂、硝酸厂、化工厂、福利厂、日辉公司、宁洪气体厂、普力公司及与大洋合资企业元明粉厂、芳胺厂。

现有职工2000人，其中各类技术人员185人，其他工程人员136人，职工素质较好，管理水平较高。

于2003年通过ISO9000质量体系认证。

公司现有5万吨/年（折100%HNO3）低压法硝酸装置4套，合成氨生产能力3.0万吨，为进一步消化合成氨，同时根据目前硝酸市场行情，现拟扩大硝酸氨氧化、制酸系统和硝酸提浓系统，达到10万吨生产规模。

扩产后，可多消化合成氨1.5万吨/年，完全消化了现有合成氨产能，同时提高了经济效益和市场竞争能力。

1.1.4研究范围

对洪泽银珠化工有限公司硝酸厂系统改造，扩产50000吨硝酸的生产工艺的选择，公用工程的条件和用量，生产过程对环境的影响，定员及投资，技术经济评价是本可行性研究的范围。

1.2研究结论

1.2.1研究简要综合结论

通过对工艺选择、公用工程、环保、技术经济的研究，结果认为采用目前较先进的全加压法工艺，利用现有合成氨产能、公用工程能力和空地扩建硝酸生产装置，无需征地可迅速形成生产规模，扩大企业经济效益。

1.2.2存在问题

新装置建成后对液氨的用量将超出合成氨产能，每年将需要对外采购约3000吨的合成氨。

1.2.3主要技术经济指标

序号

项目名称

单位

数量

备注

1

生产规模

万吨/年

5

2

产品方案

稀硝酸

吨/年

12500

折100%硝酸

浓硝酸

吨/年

37500

折100%硝酸

3

年操作率

小时

8000

4

主要原料消耗

液氨

吨/年

15000

5

公用工程用量

（1）

冷却水

吨/时

1630

（2）

电

设备负荷

KW

3375

供电负荷

KW

2109

年耗电量

万度

1687.2

（3）

蒸汽

用量

吨/时

15

压力

Mpa

1.4

6

三废排放量

废气（含NOx）

NM3/m

380

含NOx≤300PPM

废水（含HNO3）

Kg/h

0

废渣

无

7

运输量

输出硝酸

吨/年

50000

8

装置定员

38

其中工人

人

36

技术人员

人

2

9

占地面积

M2

6240

其中厂房战地面积

558

建筑面积

2466

10

项目总投资

万元

6000

其中建设投资

万元

5400

建设期利息

万元

0

流动资金

万元

600

11

工厂成本

单位成本

元/吨

924

年成本

万元

4620

12

销售收入

万元

6625

13

年利润总额

万元

1664.15

14

年销售税金

万元

340.85

15

财务评价指标

投资利润率

%

36.98

利税率

%

44.5

投资回收期（税后）

年

2.70

贷款回收期

年

税前内部收益率

%

税后内部收益率

%

劳动生产率

万元/人

第二章市场需求预测

2.1产品国内市场需求预测、市场现状及变化趋势

2.1.1国内现有生产能力

中国国内现有生产能力约450万吨。

2.2产品用途

（1）浓硝酸消费市场分布：

行业

化工

冶金

制药

其他

所占比例

65

20

5

10

（2）化工行业中分布：

行业

炸药

染料

农药

硝盐

其他

所占比例

30

20

8

7

35

（3）江苏消费量约33.4万吨，分布如下：

厂家

梅兰

四力

扬农

红光

南京化工厂

淮河化工厂

新浦

其他

用量

3.0

1.5

3.0

2.0

4.5

2.0

9

16.5

2.3价格趋势

近年来硝酸的产量在节节攀升，而其耗量更是大幅度增长，市场的需求有近一半的脱节。

导致2004年下半年其价格增长较高，基本稳定在1800~2000元，从目前形势来看，其价格定位在1600元/吨较为合适。

第三章产品方案及市场规模

3.1产品品种及质量指标（GB/T337.1.2-2002）

稀硝酸浓度55%~60%

浓硝酸符合98酸标准

浓硝酸产品质量符合国家标准GB337.1-92，质量指标如下表

项目

97酸

98酸

HNO3的质量分数≥

98.0

97.0

HNO2的质量分数≤

0.50

1.0

硫酸的质量分数≤

0.08

0.10

灼烧残渣的质量分数≤

0.02

0.02

注：

硫酸含量的控制仅限于硫酸浓缩法制得的浓硝酸

稀硝酸产品质量符合国家标准GB/T337.2-2002,质量指标如下表：

项目

指标

68酸

62酸

50酸

40酸

HNO3的质量分数≥

68.0

62.0

50.0

40.0

HNO2的质量分数≤

0.20

0.20

0.20

0.20

灼烧残渣的质量分数≤

0.02

0.02

0.02

0.02

4.2生产规模

稀硝酸12500吨/年

浓硝酸37500吨/年

第四章工艺技术方案

4.1稀硝酸生产原理及生产方法选择

4.1.1工艺原理

工业上生产稀硝酸的方法几乎全部采用氨氧化法，即以氨为原料在铂为主体的网状铂合金催化剂下接触氧化生成NO，然后在氧气过量的条件下，NO氧化为NO2。

最后用水吸收制的稀硝酸。

主要反应过程如下：

4NH3+5O2=4NO+6H2O+216.7千卡

（1）

2NO+O2=2NO2+29.5千卡

（2）

3NO2+H2O=2HNO3+NO+17.59千卡（3）

总反应式NH3+2O2=HNO3+H2O（4）

由式（3）可知，在生成HNO3的过程中同时生成NO，NO需再氧化为NO2，再次被水吸收，故吸收过程中同时存在NO的再氧化过程。

氨氧化和NO氧化所需的氧均来于空气，故生产过程有大量的N2带入系统，最后在尾气中排入大气。

氨氧化过程中生成水，空气中也带入少量水分，但吸收过程中还需要补充一定量的水成为稀硝酸，浓度在50~60%，取决于压力、温度等操作条件。

4.1.2生产方法选择

氨氧化反应速度与压力关系不大，但压力对酸吸收有较大的影响。

故稀硝酸的生产方法分氨氧化和酸吸收二部分。

氨氧化与酸吸收均为常压，称为常压法。

氨氧化为常压，酸吸收为加压称为综合法。

氨氧化与酸吸收升到同一压力称为单加压法。

根据压力高低，又分低压法、中压法和高压法。

加压氨氧化后，又升压酸吸收称为双加压法。

生产方法的选择取决于生产规模，对环保的要求程度及当地的具体条件而定。

一般来说，大规模厂以双加压法为好，小规模厂可选择单加压法。

常压法生产装置因环保问题属国家禁止使用的工艺。

低压法生产装置，因其稀硝成品浓度较低造成浓缩蒸汽消耗高，同时尾气排放超标，不应选用；双加压法因投资过大（国产化机组就需1个亿左右），同时公司合成氨产能不能与之形成配套而不宜采用；故而本装置较为合理的工艺路线是在中压法和高压法间作出选择。

中压法硝酸工艺：

压力0.45Mpa（绝压）因其吸收压力较低，尾气需经碱洗处理（或其他工艺方法）方可达标排放。

高压法硝酸工艺：

压力0.945Mpa（绝压），其技术先进，能源利用合理，稀硝浓度高（58~60%），尾气（浓度〈300PPM〉无须处理可直接排放。

二种工艺方法的主要技术指标如下：

序号

名称

中压法

高压法

1

操作压力

0.45

0.98

2

空气量Nm3/t100%HNO3

4252

4252

3

铂消耗g/t100%HNO3

0.1

0.12

4

稀硝酸浓度%

50

60

5

消耗（t100%HNO3）

氨

296

305

电

304

320

冷却水

170

200

尾气浓度

500

300

6

投资（万元）（按5万吨计）

6730.45

5400

7

生产成本元/吨

1075.8

1007.8

本装置推荐使用高压法，

4.2浓硝生产方法选择

浓硝酸不能由稀硝酸直接蒸馏。

因为硝酸和水的二元混合物蒸馏时形成共沸点，共沸点随压力变化而变化，但共沸点相对应的硝酸浓度几乎不变，故无法用直接蒸馏的办法制取浓硝酸。

工业上制取浓硝酸主要采用以下三种方法：

（1）脱水法

加入脱水剂，如硝酸镁、硝酸钙、硝酸锌、硫酸等，改变HNO3-H2O二元相图为三元相图，打破原有共沸点，经精馏制取98%的浓硝酸，该方法是主要制取浓硝酸的方法。

（2）直硝法

该方法是氨氧化制取NO，经浓硝酸氧化为NO2，再液化制取N2O4用纯氧和水在高压釜内直接氧化制取浓硝酸。

（3）超共沸酸精馏法

氨氧化制Nox，经冷却后析出冷凝酸，经酸水漂白塔后Nox返回系统，酸水排出系统，脱水后系统总物料超过稀硝酸的共沸点，经氧化塔、超共沸吸收塔、次共沸吸收塔和真空精馏塔等制得浓硝酸。

4.3工艺流程说明

4.3.1全厂总流程图

见附图

4.3.2稀硝酸工艺流程（高压法）简述

液氨经蒸发成为气氨后，再经过滤、加热进入氨-空混合器。

空气经过滤入鼓风机加压到0.98Mpa（绝）后经过滤进入空气预热器预热，再进入氨-空混合器与氨混合，混合气体充分混合后进入氧化反应器进行催化氧化反应。

氨被氧化成NO，高温混合气体依次进入NO再预热器、空气预热器、废热锅炉、铂过滤器、NO预热器回收热能。

再进入快速冷却器降温进入吸收塔，在吸收塔顶部加入尾气吸收塔底来的酸性水与从底部来的NO气体逆流接触生成稀硝酸，尾气进入尾气吸收塔与从顶部来的水进一步逆流接触脱除NO气体后进入NO加热器、预热器经氨还原工段去除残存的NO后进入再热器换热，温度提高到500℃进入透平机做功后，入排气筒放空。

流程见附图。

4.3.3浓硝酸工艺流程简述

稀硝酸工段来的稀硝酸与浓硝酸镁溶液经计量、混合后进入提馏塔。

稀硝酸中的水被硝酸镁吸收，硝酸蒸气进入精馏塔。

硝酸提浓后，一部分回流到精馏塔，一部分去漂白塔，经漂白后去成品槽。

吸收了水的硝酸镁进入膜式蒸发器浓缩成浓硝酸镁溶液，循环使用。

硝酸冷凝器中不凝性气体经水喷