年产20万吨隔膜烧碱节能技术改造可行性研究报告.docx
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年产20万吨隔膜烧碱节能技术改造可行性研究报告
年产20万吨隔膜烧碱
节能技术改造
可行性研究报告
第一篇总论1-1
第一章可行性研究的主要结论和建议1-1
第二章产业政策与企业投资战略1-10
第三章项目范围、依托条件、实施计划及人力资源1-11
第二篇市场分析及预测2-1
第一章产品供需分析及价格预测2-1
第二章产品营销策略研究2-13
第三章主要原材料供应分析及价格预测2-13
第三篇工程技术方案研究3-1
第一章建设规模、总工艺流程与产品方案3-1
第二章工艺技术、设备及自动化3-3
第三章建设地区条件及厂址选择3-16
第四章总图运输及土建3-16
第五章储运系统、厂内外工艺及热力管网3-22
第六章公用工程3-22
第四篇生态环境影响分析4-1
第一章环境保护4-1
第二章劳动安全卫生与消防4-14
第三章能源利用分析及节能措施4-27
第五篇经济分析与社会评价5-1
第一章投资估算5-1
第二章融资方案5-2
第三章财务评价5-3
第六篇风险与竞争力分析6-1
第一章风险分析6-1
第二章竞争力分析6-3
附表：
表3-1-6装置物料平衡图
表3-2-3推荐方案主要设备表
表5-1-1工程投资估算表
附图：
附图一区域位置图
附图二烧碱装置工艺流程图
附图三总平面布置图
附图四主系统方案一
附图五主系统方案图二
第一编总论
第一章可行性研究的主要结论和建议
第一节项目建设的依据和必要性
（一）项目建设的依据
（二）项目建设的必要性
氯碱系统是公司的核心业务，也是公司的特色业务。
其隔膜烧碱装置是1978年底从日本成套引进，承包商为日本三井物产株式会社——氯工程公司，该项目1986年4月1日开始建设，1988年6月投产，经过近20年的建设和生产，在氯碱装置建设和生产管理方面积累了丰富经验，锻炼和培养了一大批氯碱方面的技术骨干和熟练工人，是///有限公司氯碱的一大笔财富，在氯碱行业具有良好的声誉，其产品在东部具有区域优势。
但其隔膜烧碱装置已运行18年了，该装置技术落后、能耗高、维修成本高、存在氯气泄露安全隐患等问题，影响企业进一步发展。
主要表现在：
1.槽况差：
该装置于1988年6月投产，至今已运行18年了，槽况变差，每年仅电槽维修费约1000万元，生产成本高。
随着运行时间的延长，维护费用有增高的趋势，而且槽体变形、泄露增加，半数以上的电槽出现泄露，对环境有一定的危害。
2.蒸发器维修费高：
隔膜碱的四效逆流蒸发器的一效蒸发器腐蚀严重，自1991年该设备国产化后，每2~3年就需要更换一次，而仅是制作更新蒸发器加热室的费用日前大约就需1600万元。
3.能耗和成本高：
50%隔膜碱吨碱（折百）耗电为2560kWh，耗低压蒸汽2.54吨，而50%离子膜碱（旭化成）耗电为2220kWh，耗低压蒸汽1.2吨；隔膜碱与同规模离子膜碱相比，单位电耗高15%，蒸汽消耗高近112%，生产成本高20%，而同期离子膜吨液碱售价比隔膜碱高约50~80元/吨。
4.存在氯气泄露安全隐患：
由于石棉隔膜强度低，易出现氯气泄露事故。
根据///有限公司隔膜碱运行中暴露的问题和烧碱技术发展趋势分析，///有限公司隔膜碱极有必要改为离子膜碱，改造必要性如下：
A、国家政策要求
按照“中共中央关于制定十一五规划的建议”的要求，“切实走新型工业化道路，坚持节约发展、清洁发展、安全发展，实现可持续发展”。
“十一五”主要目标是：
在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，实现二零一零年人均国内生产总值比二零零零年翻一番；资源利用效率显著提高，单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20%左右，生态环境恶化趋势基本遏制，耕地减少过多状况得到有效控制。
《国务院关于加强节能工作的决定》明确提出了加强节能工作的六项重要措施——加快构建节能型产业结构、着力抓好重点领域节能、大力推进节能技术进步、加大节能监督管理力度、建立健全节能保障机制、加强节能管理队伍建设和基础工作。
牢固树立科学发展观的思想，认真贯彻落实好中央的各项方针政策，努力实现全年单位GDP能耗下降4%左右的目标，构建环境友好型社会。
随着中国经济与世界接轨，高能耗越来越不适应时代的要求，按照最新报道：
从能源利用效率来看，作为占全球总人口1/5的中国，2004年GDP占全球GDP只有4%，但单位产值能耗却是发达国家的3至4倍，主要产品能耗比国外平均高40%。
其中，原油消耗了全球的8%、电力消耗了10%、铝19%、铜20%、煤炭31%、钢材30%。
我国单位GDP的能耗是日本的7倍、美国的6倍，甚至是印度的2.8倍。
从国家产业政策和当前国际环境看，进行隔膜碱装置技术升级、节能降耗是国家政策鼓励的，也是国际能源环境所迫。
B、烧碱的技术发展趋势
进入新世纪，世界经济全球化进程和化学工业产业结构调整进一步加快，国际国内市场竞争更加激烈，氯碱工业面临着新的机遇和挑战。
“十一五”期间，我国氯碱工业发展的重点是积极推进企业结构、产品结构、技术结构调整，进一步提高企业集中度，向集约化发展。
改造金属阳极隔膜法烧碱，提高技术水平。
在当前环保要求严格、油价上涨、能源紧缺的形势下，发展离子膜法烧碱已经成为氯碱企业调整产品结构、节能降耗、保护环境、增强市场竞争力的主要措施，绝大多数企业将离子膜法装置作为扩建和新建氯碱装置的首选。
我国近几年生产烧碱工艺虽然有了较大变化，采用先进离子膜法生产工艺的生产装置逐年增加，但隔膜法烧碱的比重仍占65%，离子膜法烧碱约占35%左右。
因此，加快发展离子膜法烧碱是当前和今后一段时间的发展趋势。
C、建设该项目后的优势
将运行了18年的隔膜烧碱厂改成同规模的离子膜烧碱厂后，整个氯碱厂的技术水平都上了一个等级，可以延伸///有限公司氯碱利用///省的盐资源丰富，电力充足等方面所具有的明显优势。
为氯碱企业的产品升级带了个好头，给我国节能降耗、环境保护打下了坚实基础。
企业主要优势如下：
离子膜烧碱较隔膜烧碱品质优级，用处广泛，使整个企业的市场竞争力显著提高，增加了抗风险的能力；
吨产品能耗降低20%，使产品成本降低334元，产品竞争力提高；
限除了石棉污染，且氯气泄露的可能性减小，使生产环境得到改善，职工的工作热情得以提升又反过来促进生产，形成良性循环；
由于新的安全标准和措施的采用以及整个新设计部分的自动化水平的提高，使整个装置的主动安全性和被动安全性得以增强，确保装置安全稳定的运行。
综上所述，进行该项目的技术升级改造是十分必要的，它能使///有限公司氯碱在今后的竞争中处于不败之地，始终保持国内的领先地位。
（二）编制原则及指导思想
1、坚持节约发展的原则，采用先进可靠的技术路线，实现///有限公司烧碱装置的技术升级，达到节能降耗、降本增效、提高企业竞争力的目的。
2、坚持以人为本和可持续发展的原则，奉行“健康-安全-环境”的理念，做到工艺装置和安全环保设施并举，重视环境保护和安全卫生，严格执行国家现有的有关标准规范和安全法规。
3、项目投资概算要本着“实施求是，严格控制”的原则，遵循“今天的投资就是明天的成本”原则，在优化工艺流程和技术方案前提下，充分利用现有20万吨/年隔膜碱工艺设备、贮运、公用工程等设施，维修、生产办公、通讯、运输等利旧，尽可能节约工程投资，必须引进的技术设备应先进可靠。
4、总图布置在氯碱厂隔膜碱装置界区内，力求布局合理、节约用地，不新征土地。
5、充分发挥老装置在人才、技术和生产管理上的优势，挖潜增效，整体优化。
6、装置设计要做到技术先进、安全可靠。
项目建设要严格执行国家、当地政府有关现行法律、法规及中石化集团公司有关集团公司发展规划和项目建设的规定；做到公正、客观、科学地反映建设项目的实际情况。
7、三废治理要做到同时设计、同时施工、同时投产，确保项目投产后三废处理和环境保护达标。
8、技术改造方案要兼顾生产与施工的需要，尽量减少施工与生产的交叉，充分利用大检修时间，力求做到施工不影响生产。
（三）重点研究的问题
1、硫酸根脱除是采用现有的氯化钡法或采用膜法工艺；
2、整流器是用旧的或是用新的；
3、电解槽的布置方案比较；
4、蒸发装置是利旧或是采用新的。
第二节推荐方案
经过从市场、工程技术、环境、经济和竞争力的比选，我们推荐如下方案：
采用膜分离法除硝具有明显的经济优势；采用膜分离法单独脱除硫酸根后，可以减轻澄清桶的运行负荷，因此可以利用现有的澄清桶，只需更换部分碳钢管道就能满足改造的需要；电解采用最先进的离子膜法制碱技术，为不影响生产，电解厂房布置在原M300拆除后的空地上，按6台整流变带12台整流器和电解槽布置；碱液浓缩采用降膜蒸发技术；氯氢处理和废气处理原则上利旧。
1）表1-1-1项目主要技术经济指标汇总表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
生产规模
104t/a
20
2
产品方案
104t/a
2.1
液体烧碱
104t/a
40
（50%计）
2.2
干氯气≥98%（vol）
104t/a
17.75
（100%计）
2.3
氢气≥99.9%（vol）
t/a
5000
（100%计）
2.4
次氯酸钠有效氯≥12%
t/a
4000
3
年操作时间
小时
8000
4
主要原料消耗
4.1
原盐（93%NaCI）
104t/a
31
5
主要公用工程用量
5.1
供水
5.1.1
循环冷却水
t/h
3607
5.1.2
生产用水
t/h
30
5.2
年耗电量
104kWh
48140
5.2.1
直流电（折交流电）
104kWh
44400
5.2.2
动力、照明用电
104kWh
3740
5.3
供气
5.3.1
蒸汽1.0MPaG
t/h
30
5.3.2
氮气
Nm3/h
600
间歇使用
5.3.3
仪表空气
Nm3/h
925
5.3.4
装置空气
Nm3/h
600
6
三废排放量
6.1
废水
t/h
3
6.2
废气
Nm3/h
3000
6.3
废渣
x104t/a
313
7
运输量
x104t/a
73.84
7.1
运入量
x104t/a
31.76
7.2
运出量
x104t/a
42.08
8
定员
人
不新增人员
9
总占地面积
m2
5741
10
总建筑面积
m2
4476
11
单位综合能耗
MJ/t
35584
12
项目报批总投资（其中外汇）
万元（万美元）
39730（1872）
增量
12.1
建设投资（其中外汇）
万元（万美元）
38665（1872）
增量
12.2
建设期借款信息（其中外汇）
万元（万美元）
948.34
12.3
新增流动资金（其中外汇）
万元（万美元）
390.41
13
年均销售收入
万元
3129
增量
14
年均销售总成本
万元
-4114
增量
15
年均利润总额
万元
6371
增量
16
年均税金及附加
万元
增量
16.1
年均增值税金及附加
万元
872
16.2
增值税
万元
17
所得税后财务内部利益率
%
18.66
增量
18
所得税后财务净现值
万元
8799
增量
19
静态投资回收期
年
5.20
增量
20
年均资本金利润率
%
35.37
增量
第三节未推荐方案
未推荐方案一：
整流变和整流器利旧，每台整流器带3台电槽，其它部分与推荐方案一致。
未推荐方案二：
碱液蒸发设备利旧，其它部分与推荐方案一致。
表1-1-2项目比选方案对比表
序号
主要对比方面
推荐方案
未推荐方案一
未推荐方案二
优点
缺点
优点
缺点
优点
缺点
1
市场
好
好
好
2
工程
成熟
不成熟
成熟
3
环境
好
不好
不好
4
经济
好
好
不好
5
竞争
强
强
弱
对比结论
主要有利因素
品质好，能耗低，污染小
投资省
投资省
主要制约因素
进口设备贵
设备不能长期稳定运行
设备运行和维护费用高
第四节结论与建议
（一）结论
通过对///有限公司股份有限公司20万吨/年隔膜碱改离子膜烧碱节能技术改造的产品市场、产品方案、生产规模、工艺技术、原材料及公用工程供应、建厂条件，“三废”治理及环保措施、操作安全及防护设施、投资估算及经济效益等的研究，结论如下：
1.根据市场预测，2005年国内烧碱消费量约1051万吨，2010年为1611万吨，但烧碱的生产能力依然过剩，而同期氯产品PVC的需求增长率则达13.95%。
但本项目的改造是从20万吨隔膜碱改为20万吨离子膜烧碱，规模没有变化，不会加剧国内烧碱市场的能力过剩，由于烧碱品质提高，增加了本公司产品的市场竞争力，在沿用隔膜碱销售网络的基础上，为进一步扩大产品的营销和出口奠定了坚实的基础。
因此本项目的改造是十分必要的，产品是适销对路的。
2.项目主要原材料原盐由公司原隔膜碱供盐渠道供应，其供应量均可满足本项目需求，来源落实、可靠。
3.本项目沿用隔膜碱配套齐全的公用工程，改造后电量有所减少，自发电能满足氯碱用电需要，///有限公司公司拥有装机容量48万kW的自备热电厂，目前自发电生产成本仅0.31元/kWh（不含税），而网上购电成本为0.47元/kWh（不含税），用电优势明显。
4.本工程的烧碱拟采用引进目前世界先进的离子膜法制烧碱生产工艺技术，其原材料消耗及能耗指标低（改造前后公用物料、综合能耗见表1-1-3），改造后综合能耗降低20.3%，三废排放量少，产品质量高，技术先进、可靠，操作管理方便，符合当今烧碱工业发展的总趋势。
本装置的建设可使整个工程的技术水平处于国内先进水平。
表1-1-3
公用物料、能量消耗定额和综合能耗（以每吨100%NaOH产品计）
序号
物料名称
单位
能量规格（KJ）
改造为离子膜碱后消耗
对应的现隔膜碱消耗
吨碱用量
小时用量
折能耗（GJ）
吨碱用量
小时用量
折能耗（GJ）
1
循环冷却水
m3
4190
144.3
3607
0.605
304
7600
1.274
2
原水（生产上水）
m3
7540
1.2（最大量，一般仅0.1~0.3）
30
0.009
2.1
52.5
0.016
3
生活水
m3
7540
1.5
0
0.011
1.5
0
0.011
4
消防水
m3
96300
0
0
5
脱盐水
m3
1170
2.4
60
0.231
6
仪表风
Nm3
1170
37
925
0.043
34
850
0.040
7
工业风
Nm3
19680
24
600
0.028
15
375
0.018
8
氮气
Nm3
3181960
24
600
0.472
1.2
30
0.024
9
中压蒸汽
吨
3684380
1.2
30
3.181
2.54
76.2
8.082
10
高压蒸汽
吨
11840
0.012
0.03
0.044
0.012
0.03
0.044
11
电解用直流电（折交流电）
kWh
11840
2220
55500
26.284
2560
64000
30.310
12
动力、照明用电
kWh
187
4675
2.214
190
4750
2.250
13
综合能耗GJ/吨碱
33.759
42.068
5.本项目建厂条件良好，装置改造均布置在20万吨/年隔膜界区内，不存在额外征用土地，节省了投资。
6.本项目采用的清洁生产工艺，排出的污水由本公司污水处理场统一处理后中水回用，消除隔膜碱含石棉废水、含氯废水等对环境造成不良影响。
7.财务评价结果表明，本项目建成投产后，年均销售收入（增量）为3129万元，年均增值税金及附加（增量）为872万元，年均利润总额（增量）为6371万元，投资利润率（增量）15.93%，投资利税率（增量）为18.10%，所得税前、后全投资内部收益率（增量）分别为26.22%、18.66%，所得税前、后全投资回收期（增量）为4.27年、5.20年，借款偿还期为3.37年。
分析表明本项目经济效益较好，有一定抗风险能力。
综上所述，本改造项目采用国内外成熟、可靠、先进的技术和设备，项目符合国家有关节能、环保的产业政策，产品在国内市场发展前景看好，并满足国家和地方的环保要求，尽量利用旧装置可用设备、充分利用当地贮运和销售优势，使生产成本更低，市场竞争力更强。
本改造项目对于保持品牌优势、做到“人无我有，人有我精”，推动地区经济可持续发展，带动当地第三产业发展都具有重要意义。
因此本项目的改造建设是可行的。
第二章产业政策与企业投资战略
第一节产业政策分析
本可行性研究将20万吨/年隔膜碱装置改造成20万吨/年离子膜烧碱装置，离子膜烧碱工艺技术具有高科技含量，是当今世界氯碱发展的趋势，它具有能耗低（吨碱电耗低15%，蒸汽消耗低112%左右）、无污染、工人劳动强度小等特点。
这些特点完全符合国家颁布《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录（2000年修订）》的“有较高的技术含量，有利于促进企业设备更新和产业技术进步，提高竞争力；符合可持续发展战略，有利于节约资源和改善生态环境”的原则和国家的产业政策，通过项目改造提升企业核心竞争力，实现“节约发展、清洁发展、安全发展、可持续发展”。
为促进我国产业结构调整，国务院以国发（2005）40号文发布了“国务院关于发布实施《促进产业结构调整暂行规定》的决定”和《促进产业结构调整暂行规定》，以国家发改委第40号令发布的《产业结构调整指导目录（2005年本）》，明确了当前及今后一段时期我国产业结构调整的目标、原则、方向和重点，其中“用清洁生产技术建设和改造无机化工生产装置”为国家鼓励类项目。
第二节企业战略与行业规划分析
氯碱产品是///有限公司公司特色产品和核心业务，本次隔膜碱改造是在现有装置基础上通过技术改造，实现隔膜碱技术升级为离子膜，达到节能降耗，彻底解决石棉隔膜对环境的影响，降低成本的目标，并进一步进行烧碱装置挖潜氯气生产能力，以消除氯气不平衡的瓶颈问题，实现产品结构优化调整，提高上下游一体化整合度和氯碱产业的抗风险能力。
这些完全符合十六届五中全会关于石油石化产业发展规划及即将制定颁布《能源法》精神。
第三节区域规划与企业发展的区域优化分析
///有限公司公司是中石化最重要的骨干企业之一，它的隔膜碱装置是其6个装置中的一个“龙头”装置，肩负着为下游装置提供原料氯气的任务，它是其产业链中的一环，任何一环的薄弱都会影响产业链的发展强大，可以说是“一荣俱荣，一损俱损”。
它的技术升级，采用高科技技术工艺，是对产业链中薄弱一环的增强，它的技术升级，标志着国内氯碱厂隔膜装置大规模技术改造的开始，对区域资源优化，特别是在当前国家强烈倡导改变“高投入、高消耗、高排放、不协调、难循环、低效率”的粗放型增长方式的呼声下，其节能、环保和安全的示范效应和影响力对当地乃至全国都是不可小视的。
第三章项目范围、依托条件、实施计划及人力资源
第一节项目范围
（一）企业的概况
1、///有限公司股份公司现状
本项目建设地点位于中国石化///有限公司石化股份公司氯碱厂内。
///有限公司公司始建于1966年，位于///省//////，北靠胶济铁路和济青高速公路，东靠辛泰铁路，西距济南市120公里，东距青岛市290公里，北距胜利油田85公里。
目前已发展成为以1000万吨/年炼油和80万吨/年乙烯为龙头，生产120多种石油化工产品的特大型石油化工联合企业。
截止2006年底，全公司共有职工32930人，固定资产原值354亿元，净值163亿元。
2006年///有限公司公司完成工业总产值577亿元（2005年不变价），加工原油1040万吨，生产乙烯83.88万吨，实现销售收入675亿元，实现利润16.2亿元。
1998年3月18日，///有限公司石化公司整合烯烃厂、塑料厂、氯碱厂、树脂所，成立了///有限公司石化股份公司，并于1998年4月8日在沪市成功上市。
总股本19.5亿股，其中：
国有法人股16亿股，个人流通3.5亿股。
上市融资部分用于购买母公司橡胶厂和供排水厂、树脂研究所，简称为“五厂一所”。
///有限公司石化股份公司隶属于中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司持有///有限公司石化股份公司82.05%的股份。
中国石化///有限公司股份有限主要生产装置有：
80万吨/年乙烯装置、55万吨/年裂解汽油加氢装置、8.4万吨/年芳烃装置、45万吨/年烧碱装置、60万吨/年VCM装置、60万吨/年PVC装置、3.2万吨/年环氧氯丙烷装置、14万吨/年高密度聚乙烯装置、14万吨/年高压聚乙烯装置、10万吨/年线性低密度聚乙烯装置、7万吨/年聚丙烯装置、20万吨/年苯乙烯装置、16.1万吨/年丁二烯抽提装置、4.5万吨/年顺丁橡胶装置、13万吨/年丁苯橡胶装置等。
2006年///有限公司股份公司生产乙烯83.88万吨，纯苯17.1万吨，对二甲苯6.8万吨，邻二甲苯4.3万吨，烧碱50.9万吨，PVC57.5万吨、环氧氯丙烷3.7万吨，高密度聚乙烯17.4万吨，高压聚乙烯18.2万吨，线性低密度聚乙烯13.0万吨、聚丙烯9.4万吨，苯乙烯21.3万吨、顺丁橡胶4.8万吨，丁苯橡胶15.8万吨。
截止2006年12月底，公司固定资产原值为164亿元，净值73.6亿元，职工9450人。
完成工业总产值197.6亿元（2005年不变价），实现销售收入223亿元，利润21.85亿元。
2、氯碱厂现状
氯碱厂目前拥有VCM、PVC、ECH、烧碱共8套装置，VCM生产能力60万吨/年，PVC能力60万吨/年，烧碱45万吨/年，环氧氯丙烷3.2万吨/年，截止2006年12月底，固定资产原值为53.4亿元，净值25.3亿元，职工2190人（包括内退人员）。
2006年氯碱厂实现工业总产值50.31亿元，销售收入51.14亿元，利润4091万元。
全年完成产品总量112.17万吨，为全年目标的101.3%。
其中完成聚氯乙烯57.5万吨、烧碱50.9万吨、环氧氯丙烷3.74万吨，分别为年任务目标的100.05%、101.82%和116.95%。
（二）改造范围
改造的烧碱生产线拟采用离子膜电解工艺技术。
改造范围由一次盐水工序、二次盐水精制及电解工序、蒸发工序等组成。
具体内容更换一次盐水工序的部分管道、新增膜法除硫酸根；新建二次盐水精制部分；电解工序拟采用12台离子膜电解槽；蒸发工序采用三效逆流降膜蒸发；仪表控制室用原隔膜碱的中央控制室进行改造；整流部分用
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