年产5万吨无磷高效洗衣粉助洗剂可行性研究报告.docx

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年产5万吨无磷高效洗衣粉助洗剂可行性研究报告

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1．总说明

1.1项目名称

项目名称：

年产5.0万吨无磷高效洗衣粉助洗剂

（化学名称：

δ-层状结晶二硅酸钠）

项目承办单位及法人代表

承办单位：

法人代表：

项目负责人：

企业主管部门：

**市经委

1.2可行性研究报告编制的依据和原则

1.2.1编制依据

1.2.2编制原则

1.3.项目提出的背景、投资的必要性

1.3.1承办企业的基本情况

1.3.1.1物资供应情况

1.3.1.2职工人员情况

1.3.1.3固定资产现状及装备情况

1.3.2企业产品、生产现状与国内外的差距

1.3.2.1生产能力和销售

1.3.2.2产品的竞争能力

1.3.2.3工艺技术水平

1.3.3投资的必要性

1.3.3.1项目符合国民经济发展长远规划和产业政策

本项目的提出符合国民经济有关的长远规划、行业发展规划、技术政策、产业政策以及产品结构发展方向。

多少年以来，三聚磷酸钠通常是优先被采用的助洗剂，但由于会造成河流和湖泊的富营养而导致在越来越多的地区被拒绝使用。

寻找一种三聚磷酸钠的替代品的研究在全世界加紧进行，并出现了4A沸石和聚多元羧酸盐的复合品、纯碱等代用品，但是在实际使用中这些代用品都有不足的地方，都不是理想的STPP的代用品。

虽然多年来一直使用的可溶的和不溶的助洗涤，但它们达不到现代助洗剂的要求。

我公司准备建设的高效洗衣粉助洗剂具有多功能助洗剂特征，包括优良的软化水特性、提供并保持稳定的PH、低的无机结垢倾向、高的扩散性、高的抗再沉淀能力、良好的与其它成分的兼容性等。

使其成为STPP的最理想的替代品，具有光明的前景。

由此可见，提出本项目，发展高效洗衣粉助洗剂符合国民经济有关的长远规划、行业发展规划、技术政策、产业政策以及产品结构发展方向。

。

1．4研究范围

（1）以石英砂、烧碱为原料生产δ层状二硅酸钠（SKS-6）新型高效洗衣粉助洗剂

（2）装置界区内的配套设施和环境保护

（3）对产品成本、市场价格、经济效益分析和评价。

1.5结论

1.5.1研究的简要综合结论

（1）本项目是采用xx公司的生产技术，项目一旦建成后将是世界上最先进的生产技术，使我国的合洗工业产生很大的推动作用。

（2）本项目将建设在公司新建的工业园区内，

（3）本项目产品为高效无磷洗衣粉助洗剂，它的完成和投产将对我国的合洗工业和环保事业有深远的影响，其经济效益和社会效益十分明显。

2、市场预测

2.1国内外生产情况

二十世纪九十年代，由于三聚磷酸钠助洗剂造成江河湖泊水体的富营养，对环境生态的破坏，在欧洲，三聚磷酸钠助洗剂被拒绝使用，我国东部也开始禁售禁用。

当时欧洲三聚磷酸钠的主要生产商xx公司研究开发了三聚磷酸钠的替代品δ-层状结晶二硅酸钠，并在1995年建成了世界上第一套δ-层状二硅酸钠生产装置，并淘汰了三聚磷酸钠的生产装置，产品的名称为SKS-6，年生产能力为50000吨。

1999年日本德山公司采用xx生产技术在日本建成了世界上第二套δ-层状二硅酸钠生产装置，年生产能力为20000吨/年。

国内目前还没有工业化生产的报道。

2.1.1产品的特性和应用

δ-层状二硅酸钠是用石英砂和烧碱反应制得一种产品，根据牌号和用途的不同分为白色粉末状、白色颗粒状、白色片状等，是一种高效的洗衣粉助洗剂，不仅能够单独使用也可以同其它产品混合作为复合助洗剂使用

δ-层状二硅酸钠具有下列特性：

•优良的软化水特性

•提供并保持稳定的PH

•低的无机结垢倾向

•高的扩散性

•高的抗再沉淀能力

•良好的与其它成分的兼容性等

2.1.1.1δ-层状二硅酸钠产品的应用

δ-层状结晶二硅酸钠是一种现代新型助洗剂，在洗涤剂配方中能具有很多功能，因此被称作多功能助洗剂。

在洗涤期间能除去水中的硬度离子，并对表面活性剂有促进作用。

在洗涤期间提供碱性，并保持pH值的稳定，因此提高了洗涤剂去污能力（洗净力），因为SKS-6的硅酸盐成份，因此它还能有腐蚀抑制作用和分散作用。

在水中时，崩裂成微小的层状硅酸盐颗粒，在洗涤液中，这些颗粒有自身分散特性，这些颗粒吸取水中硬离子残余，悬浮在洗涤液中，作为洗涤剂助洗剂，δ-层状二硅酸钠要求较少的分散添加剂，含δ-层状二硅酸钠的洗涤剂配方添加的聚多元羧酸盐（PCA）因此能减少。

2.1.2产品的品种、型号规格、质量标准和用途

2.1.2.1产品品种型号规格用途

目前****集团有限公司准备建设的生产装置准备生产如下六种牌号的产品

表一δ-层状二硅酸钠的牌号和用途

型号

SKS-6P

粉

SKS-6FP

细粉

SKS-6G

颗粒

SKS-6BG

兰色颗粒

SKS-6HD

SKS-6DI

外观

白色粉末

白色颗粒

兰色颗粒

白色颗粒

工艺

磨细

密实

密实染色

制块

密实

硅酸盐含量[%]

＞99

＞96

＞92

＞73

＞82

添加剂

---

水玻璃

染料，水玻璃，颜色促进剂

聚多元羧酸溶液

纤维素

平均颗粒尺寸

90-150

40-70

500-700

700-900

450-700

600-800

灼烧后果，1小时，

720℃，[%]

＜0.7

＜1

＜4

～8

～26

～19

松密度[g/l]

530-670

600-800

＞800

980-1180

430-630

550-750

钙结合能力[mgCa/g]

＜731＝

≥731＝

≥701＝

～722＝

～642＝

应用

HDPR,HDPC

HDPC,HDDT

HDPC,ADW

ADW,HDPR

HDPC

ADW,HDPC

HDDT

1）30°d,20℃2）17°，20℃HDPRR：

型普通洗衣粉；HDPC：

型浓缩洗衣粉；ADW：

动洗碗机用产品；WS：

软水机

2.1.2.1质量标准

****集团有限公司的六种规格的主要产品的生产和测试方法参考德国工业标准DIN标准

2.1.2.3产品的经济寿命期的预测

δ-层状二硅酸钠作为一种无磷高效助洗剂自1995年开始工业化生产，世界上生产该产品的主要生产装置在德国和日本，两家企业的生产能力大约为70000吨/年，随着世界各国为了保护生态环境，逐渐禁产禁用含磷洗衣粉，对无磷高效洗衣粉助洗剂的需求量会猛增，因此说该产品具有光明的前景。

2.1.3.1国内市场需求预测和主要消费去向

化学合成洗涤剂是人们日常生活的必需品，也是衡量一个国家人民健康水平及清洁卫生的重要标志之一。

我国的化学合成洗涤剂工业自改革开放以来，发展非常迅速，产量已近300万吨。

我国合成洗涤剂有粉状及液体两大类，粉状有复配粉、浓缩粉、加酶粉、低泡或无泡粉、低磷粉、杀菌消毒及漂白洗衣粉；液体的有餐具洗涤剂、羊毛洗涤剂、玻璃洗涤剂、洗发护发剂、地毯洗涤剂、重垢洗涤剂、金属洗涤剂、家俱洗涤剂等多种。

合成洗涤剂主要有两部分组成，一是活性成分，一是助剂。

各种洗涤剂都是由活性组分和必要的特殊的助剂，依所需的功能按一定的配比复配而成。

国内的洗衣粉大多使用三聚磷酸钠作为助洗剂，但由于三聚磷酸钠中含磷，所排放的洗涤污水易对水源造成富营养化问题，已逐渐受到环保要求的限制，现在我国东部地区已经开始禁售禁用含磷洗衣粉。

2000年我国洗涤剂产量为297.50万吨，其中洗衣粉产量171.33万吨，约占洗涤剂产量的57.6%。

主要用三聚磷酸钠作为助洗剂。

我国规划2010年洗涤剂产量为500万吨，而且逐步淘汰含磷洗涤剂，因此无磷高效洗衣粉助洗剂的市场需求量会出现激增。

2.1.4.1国内外主要生产商和产量

表二国外主要生产公司

国别

公司名称

生产能力t/a

产品商品名

德国

50000

SKS-6

日本

德山

20000

国内目前还没有工业化生产装置的报道

2.1.4.2新产品和代用品

随着三聚磷酸钠的禁售禁用，在我国4A沸石作为助洗剂的用量越来越大，但4A沸石分散性差，影响软水效果，因此需要加较高量的聚多元羧酸盐作为分散剂；4A沸石的抗再沉淀性能差，洗涤后在纺织品纤维上残留无机结垢，使织物发硬，浅色织物发灰，不是最好的三聚磷酸钠的替代品。

因此δ-层状二硅酸钠作为一种无磷高效的洗衣粉助洗剂，具有较强的市场竞争力。

2.1.5今几年产品的进出口状况

由于国内没有工业化生产企业，产品主要依赖进口

21.6销售分析

2.1.6.1企业产品在国内的销售量预测

随着含磷洗衣粉的禁售禁用，国内对无磷高效洗衣粉助洗剂的需求量会越来越大。

据报道，2000年国内消耗三聚磷酸钠40.44万吨，主要用于洗涤剂生产。

目前国内主要用4A沸石作为三聚磷酸钠的替代产品，助洗效果不如三聚磷酸钠。

δ-层状结晶二硅酸钠是理想的三聚磷酸钠的替代品，国内目前还没有工业化生产装置，本项目完成后，生产能力为50000吨/年，还远不能满足洗涤剂行业的需求。

2.1.6.4销售策略

企业在1997年通过了中国方园标志认证委员会质量认证中心的ISO9002质量体系认证。

企业产品国内由集团公司所属的经营公司销售；市场开发部主要从事国内市场的调查并致力于开发新的应用领域；售后技术服务部，主要从事帮助用户解决在使用产品时出现的技术问题，以使用户正确选用产品型号，采用正确的使用方法。

****集团有限公司有自营进出口权，产品的出口由公司的外经处办理，在欧洲、美国、南韩聘有专家进行市场调查和开发以及售后技术服务。

2.1.6.5销售费用估算

目前企业的销售费用按销售额的1.2%提取，每吨助洗剂的销售费用约48元/吨，

销售费用预测见表《助洗剂产品的销售费用估算表》

表三助洗剂产品的销售费用估算表

年份

2003

2004

2005

2006

2007

销售数量，吨

3000

25000

50000

销售收入，万元

118.8

9900

19800

销售费用

1.43

118.8

237.6

2.1.6.6产品竞争能力分析

在国内，目前还没有工业化生产δ-层状二硅酸钠的生产企业，****集团有限公司引进xx的生产技术，生产规模大，技术先进，因此在国内具有极强的竞争能力。

在国外，德国和日本的两家制造商，都是采用的xx的生产技术，因此在国际市场上的前景也十分看好。

2.2产品价格分析

2.2.1国内外产品价格现状

目前在国际市场上δ-层状二硅酸钠粉状产品：

1100DM/t；粒状产品：

1200DM/t，国内没有工业化生产该产品的企业，依赖进口。

国内市场，****集团有限公司在本项目投产以后，销售价格大概在4000元左右，相对于进口产品来说具有很大的优势。

3．产品方案及生产规模

3.1产品方案

3.1.1δ-层状二硅酸钠

δ-层状二硅酸钠的牌号和用途见表1《δ-层状二硅酸钠的牌号和用途》。

共有六个牌号，可以随市场的需求而定。

3.2.2技术装备对生产规模的影响

本项目主要设备选用40m3镍釜，单釜生产能力高，投资小，

本项目每吨层硅投资额：

0.393万元

由此可见，本次建设50000吨/年的δ-层状二硅酸钠的生产规模十分合理。

3.2.3供应对生产规模的影响

δ-层状二硅酸钠的牌号和用途主要原料为石英砂和50%的烧碱溶液；主要消耗的能源为蒸汽、天然气和燃料氢气（主要燃料氯碱装置所产氢气）、电。

石英沙来自本地的昌邑市、东营等，资源丰富。

烧碱，由企业的内部氯碱装置供给，

3.3生产规模

δ-层状二硅酸钠的规模：

50000吨/年

4．技术方案

4.1工艺技术方案的选择

4.1.1原料路线确定的原则和依据

原料立足于国内省内，而且资源丰富、运输方便

主要原料石英砂在国内有昌邑、莱州、东营等几家石英砂矿，资源丰富，质量好，烧碱由企业内部的氯碱装置供给，供应有保证。

4.1.2采用的工艺技术路线

50％NaOH和石英砂加入反应釜内，在搅拌下进行反应，反应温度为200℃，用蒸汽加热保持反应必须的温度。

操作为间歇操作，反应时间约1小时，每1釜反应能生成30吨产品。

反应结束后得到水玻璃溶液，反应液经过滤，滤去残渣得到清晰透明的水玻璃溶液，然后水玻璃溶液进入喷雾干燥器进行干燥，得到含水量为17％非晶体二硅酸钠，操作为连续操作，喷雾干燥器底部鼓入热风，风量为15万Nm3/h，采用燃烧氢气为主要热源，从喷雾干燥器出来的非结晶二硅酸钠进入旋转炉，进行干燥和结晶，生成δ-层状二硅酸钠；含水小于1％，δ-型结晶含量在80％左右。

在旋转炉内的结晶主要通过严格控制炉内各段的温度梯度来实现，平均温度700℃，在炉内直接燃烧氢气来保持炉内温度。

操作为连续操作，旋转炉形成的δ-型层硅，经冷却器冷却（片式冷却器）后进入粉磨，磨成白色粉末，研磨后的粉末可以作为产品包装出厂，也可以进压片机加粘结剂压成片状产品包装出厂，片状产品也可以进入粗磨磨成颗粒状产品。

利用该工艺进行生产，压片机易磨损，维修量大，另外，旋转炉22m长，热涨冷缩量大，不易密封，其余设备均操作寿命长、不腐蚀、不磨损。

4.1.3主要生产设备和控制系统

1、反应釜2台

容积：

约40m3

外形尺寸：

¢3800×6000

带搅拌器

材料：

镍

由于主要原料有烧碱溶液，因此采用镍制反应釜

2、喷雾干燥器1台

尺寸：

¢10000×20000mm

3、风机1台

用于喷雾干燥器送风，风量15万Nm3/h

4、旋转炉2台

内径¢2.5～3.0m长22m

5、粉磨

6、片式冷却器

7、压片机

8、控制系统

采用先进的DCS控制

4.2工艺流程和消耗定额

4.2.1工艺流程说明

主装置由下列工段组成

原料准备

水玻璃的制备

喷雾干燥

结晶

冷却粉磨

包装

（1）原料准备

石英砂进入料仓，计量后加入反应釜

50%的烧碱溶液经过过滤器和流量计，计量后加入反应釜

（2）水玻璃的制备

50％NaOH和石英砂加入反应釜内，在搅拌下进行反应，反应温度为200℃，并用蒸汽保持温度。

操作为间歇操作，反应时间约1小时，每1釜反应能生成30吨产品。

反应结束后得到水玻璃溶液，反应液经过滤，滤去残渣得到清晰透明的水玻璃溶液。

（3）喷雾干燥

水玻璃溶液进入喷雾干燥器进行干燥，得到含水量为17％非晶体二硅酸钠

（4）结晶

喷雾干燥器出来的非结晶二硅酸钠进入旋转炉，进行干燥和结晶，生成δ-层状二硅酸钠

（5）冷却、、粉磨压片

旋转炉形成的δ-型层硅，经冷却器冷却（片式冷却器）后进入粉磨，磨成白色粉末，研磨后的粉末可以作为产品包装出厂，也可以进压片机加粘结剂压成片状产品包装出厂，片状产品也可以进入粗磨磨成颗粒状产品

（6）包装

4.2.2原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额

序号

名称

规格

单耗

t/t

单价

元/t

成本费

元

备注

一.

可变成本

1596.10

原料

1256.00

1.1

烧碱

50%NaOH

0.88

700.00

616.00

厂价

1.2

石英砂

SiO2≥99.6%

0.8

800.00

640.00

市场价

Fe≤400ppm

动力和燃料

340.10

2.1

蒸汽

16巴

0.35

50.00

17.50

2.2

电

300度

0.50

150.00

2.3

无离子水

2.00

4.00

2.4

循环冷却水

32°C

125

0.20

25.00

2.5

压缩风

6巴

700Nm3

0.10

70.00

2.6

燃料氢气

0.028

1,200.00

33.60

2.7

天然气

12.0Nm3

0.30

36.00

自制煤气补充氢气不足

2.8

自来水

1.00

2.00

2.9

废水排放

及处理

1.00

2.00

二.

固定成本

341.50

工资

40.00

定员100名,

每人每年20,000元

折旧

165.00

1.2亿元,残值4%,14年

无形资产

分摊

120.00

10年分摊,包括

递延资产

修理费

16.50

三.

制造成本

1937.60

表中成本计算是按最高消耗和费用估算,再加上管理费等成本也不会超过3000元/吨。

4.3自控技术方案

4.3.1自控水平和主要控制方案

根据δ-层状二硅酸钠装置的规模，工艺生产特点，本工程采用中央控制室和辅助工段就地集中相结合的监控方式，其中δ-层状二硅酸钠主装置设中央控制室，由DCS对整个装置进行监控。

自控水平依下列原则确定：

（1）对工艺过程影响较大需随时监控的参数设调节，DCS中设分组显示画面，流程图中设动态参数显示。

（2）对需要经常了解其变化趋势的参数设趋势记录，流程图中设动态参数显示。

（3）对工艺过程影响不大，但需经常监视的参数设监控数据表。

（4）对可能影响生产及安全的参数设屏幕报警及报警打印。

（5）对要求计量或经济核算的参数设积算。

（6）DCS系统设班报，日报及月报等打印输出。

4.3.2仪表类型的确定

本工程δ-层状二硅酸钠装置为甲类防爆界区，仪表的选型都应选用本质安全型。

（1）温度测量仪表：

集中参数200℃以下选用PT100热电阻,200℃以上选用K分度号热电偶，就地参数选用双金属温度计。

（2）压力测量仪表：

集中参数选用国外生产智能型压力变送器，就地参数根据介质特点分别选用一般压力表或防腐压力表。

（3）流量测量仪表：

集中参数中精度要求较高的选用质量流量计，防腐要求较高的选用电磁流量计，其余参数视具体工况选用其它常规流量仪表。

（4）液位测量仪表：

环境和工况较恶劣的选用雷达液位计，其它集中参数一般选用法兰式变送器。

（5）执行器：

全部采用气动执行机构，对腐蚀性强的介质选用特殊防腐调节伐。

4.3.3主要关键仪表的选择

对一些有特殊要求的检测、控制仪表，特殊的调节阀、切断阀等可以考虑从国外引进。

4.4主要设备的选择

4.4.1关键设备的选择

（1）反应釜2台

本项目的的生产能力为年产δ-层状二硅酸钠50000吨/年，选用两台40m3的镍制反应釜。

（2）喷雾干燥器1台

尺寸：

¢10000×20000mm

（3）鼓风机1台

用于喷雾干燥器送风，风量15万Nm3/h

（4）旋转炉2台

内径¢2.5～3.0m长22m

4.4.2大型超限设备

4.4.3进口设备

4.4.4主要设备表（国产）

4.5标准化

4.5.1设计采用的国内标准

本项目需用标准设备选用标准的高质量产品。

对非标准设备的制造，应符合制造方面的有关规定，对于压力容器还应遵循“压力容器安全技术监察规程”的规定。

装置中使用的各种材料及各类阀门、管道、配件、仪表等均按各自相应标准确定的范围来选用和设计。

设计中采用的标准如下：

1.《压力容器安全技术监察规程》；劳锅字（1990）8号

2.GB150－1998《钢制压力容器》；

3.GB151－89《钢制管式换热器》；

4.GB8479－87《高硅耐蚀铸铁件》；

5.HG20592－635－97《钢制管法兰、垫片、紧固件》；

6.GB8163无缝钢管；

7.GB2270－80不透钢无缝钢管；

8.HGJ20207－92自动化仪表选型规定；

9.CD90A6－85化工企业腐蚀环境电力设计技术规定；

10.HGJ28－90化工企业现场设备、工业管道焊接工程及验收规范。

11.《建筑设计防火规范》GBJ16－87（97年修订本）；

《建筑物防雷设计规范》GB50057－94

12.TJ36-79《工业企业设计卫生标准》

13.GB13271－91《锅炉大气污染物排放标准》

14.GB16297－1996《大气污染物综合排放标准》

15.GB3838－88《地面水环境质量标准》

16.GB／T14848－93《地下水环境质量标准》

17.分散型控制系统工程设计规定HG／T20573－95

18.GB15581－95《烧碱、聚氯乙烯工业污染物排放标准》

19.GB8978－1996《污水综合排放标准》

20.GB12348－90《工业企业厂界噪声标准》

4.5.2设计采用的国外标准

本项目采用国外技术和进口部份关键设备，因此需引用部分国外标准。

（1）产品和原料的分析

采用DIN有关标准

（2）设备电气

采用DIN有关标准

AD－压力容器的计算和设计原则

VDE－电气设备的设计和执行规则

凡与设备连接的管道法兰等应根据国外标准选用相对应的国内标准。

5．原料、辅助材料及燃料的供应

5.1原料供应

5.1.1原料的品种、规格、年需用量、来源及运输

原料供应表

序号

名称

规格

年需用量

来源及运输条件

石英砂

SiO2≥99.75

Fe≤400ppm

41000吨

昌邑、东营莱州等、公路运输

烧碱

50%烧碱溶液

44000吨

企业内部管道输入界区

5.1.2原料来源及可靠性

（1）石英砂

山东昌邑、东营、莱州等地有大型的石英砂矿藏，产品质

量高，资源丰富、可靠、运输方便

（2）烧碱溶液

由企业内部供应，用管道直接把烧碱溶液送入界区，十分

方便。

5.2辅助材料的供应

5.3燃料供应

本项目用16巴的蒸汽用来保持反应温度，每小时需要发汽量2.2吨。

蒸汽主要由****集团有限公司热电公司供给。

燃料氢气来自公司氯碱装置的副产氢气,不足部分自制煤气补充或使用管道天然气。

6．建厂条件和厂址方案

6.1建厂条件

6.1.1厂址的地理位置、地形、地貌概况

（1）地理位置

**市位于山东半岛西部,北纬36о12ˊ，东经119о15ˊ，南依泰沂山脉，北濒渤海莱州湾，

（2）地形、地貌

**市地势南高北低，形成几个台阶，大体上可分为山丘、平原、低地、三个地貌区17个地貌类型。

三个地貌区是：

潍南低山丘陵区、潍中冲积平原区和潍北滨海低地区。

拟建项目工程厂址位于**东北部属于潍中山前冲积平原区，地形开阔、平坦、地势由南向北微倾斜，自然坡降在0.2%左右，地面标高在25.96∽26.90m之间

（3）占地面积

6.1.2工程地质、地震烈度、水文地质概况

（1）工程地质

**市在大地构造位置上，处于我国东部新华系第二隆起带和第二沉降带的衔接部位，境内地层发育较齐全，辖区内地层属华北地层区，以沂沐断裂带的昌邑一大店断裂为界将山东分成鲁东、鲁西两个地层分区。

****集团有限公司所在地属鲁西地层分区，出露的地层是太古界泰山群，上元古界（震旦亚界）；古生界寒武、奥陶系（中、下统）；石炭系（中、上统）、二迭系；中生界侏罗系、白垩系、新生界第三系、第四系。

地表组成物质多样，决定了本区地貌的基本轮廓及矿产的多样性，形成了多

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