大型海绵钛生产车间新工艺可行性方案.docx

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大型海绵钛生产车间新工艺可行性方案

年产3500吨海绵钛生产车间新工艺可行性方案

一、总论

（一）概述

XX有限公司（原名XX厂钛分厂；XX钛业有限责任公司）是全民国有企业，始建于XXX年是中国第一吨海绵钛的诞生地，是我国建厂时间最长、技术力量雄厚、管理经验丰富和具有完整的海绵钛生产线厂家。

我国的海绵钛工业起步较晚，1958年才开始建设试验工厂，80-90年代初曾有10余家海绵钛生产企业，但规模小，技术装备落后，环境污染严重，生产成本高，在市场竞争中相继破产或转产，目前仅剩XX钛厂和遵义钛厂两家，生产能力只有4500吨左右，两企业年生产能力均未达到5000吨以上的经济规模。

随着社会的发展和科技的进步，XX生产工艺和产量已经落后于世界其他国家。

市场预测显示，我国海绵钛需求强劲，2001年和2002年我国海绵钛总需求量4845吨和5215吨，国产海绵钛为2468吨和3328吨，净进口海绵钛2377吨和2136吨，进口量占总需求量的49%和41%，预测2005年，国内海绵钛需求量将达7500吨左右，国产海绵钛供不应求，扩大产能是当务之急。

XX的海绵钛质量得到国内用户好评，也是提供航空航天、军工企业海绵钛的定点企业，最近企业收到神州“五号”载人飞船研制配套厂家的感谢信，信中讲：

“贵厂生产的优质海绵钛、产品质量可靠、性能稳定、神州“五号”的成功，凝聚着你们无数的心血和汗水，有你们的一份贡献”。

但目前工厂生产能力小，由于建厂时间久，厂房设备陈旧。

最近，国家提出“振兴东北老工业基地”。

为此，提高工厂技术装备水平，提高产品竞争力，不失时机改扩建XX钛厂，使其达到5000吨经济规模，满足市场需求是十分必要的，对国防建设也有着重要意义。

（二）社会经济意义、目前进展情况

1.社会经济意义

企业占地面积35000平方米，现有职工190人（其中技术人员21人）现有主要设施包括：

厂房建筑面积16860平方米，Ф1.0m无筛板沸腾氯化炉，四氯化钛分馏塔，四氯化钛还原蒸馏炉，海绵钛破碎分级联动线等。

海绵钛的年生产能力1000吨。

产品质量符合GB/T2524-2002国标，2002年海绵钛样品经美国普惠公司、英国IMI公司、日本大阪钛公司化验分析，达到ASTM和日本JIS优质海绵钛标准，2002年11月通过ISO9001：

2000质量体系认证。

2005年生产海绵钛850吨，全部销往国内外市场。

到2005年底，企业拥有固定资产原值2700万元，资产净值920万元，资产总额4230万元，负债2834万元，资产负债率为6%。

2005年实现产值4700万元，利润63万元。

（二）目前进展情况

拟通过对现有海绵钛装置的技术改造和配套工程的建设，使海绵钛生产能力由1500吨/年，提高到5000吨/年，增产海绵钛3500吨/年。

项目建设投资3000万元，以增量最大限度地调动存量，增量效益显著。

技术装备水平上一个新台阶，产品竞争力将明显增强，环境治理将会得到改善，排放物达到国家和地方标准。

基本消除工厂生产对环境和职工健康的危害。

生产和技术有保障。

XX公司具有四十多年的海绵钛生产历史，拥有国内先进成熟的海绵钛生产技术和主要生产装备的设计制造能力，有一批具有丰富生产实践经验的技术人员和操作人员，为项目实施提供了可靠的保障。

企业各项基础设施建设已完成初步具备了投入生产改造的基本条件。

（三）项目计划目标

1、总体目标

（1）项目执行期间：

（2）计划投资额：

3000万元

（3）完成时达到的阶段：

海绵钛年产3500吨。

（4）实现的年产能力：

达产达效后，年生产海绵钛3500吨，实现销售收入15000万元，实现税收3000万元，实现利润6000万元。

（5）企业资产规模：

（6）企业人员总数：

190人。

因项目实施安排长期就业员工100人。

2.经济目标

项目执行期间可实现增加值20万元，销售收入300万元，上缴税金12万元，实现利润50万元。

3、技术经济指标

本项目主要技术经济指标如表1-1所示

表1-1主要技术经济指标

序号

名称

单位

数量或指标

备注

一

项目规模

吨/年

5000

新增3500

二

产品方案

1

主产品

1.1

海绵钛

吨/年

3500

1.2

四氯化钛

吨/年

9500

2

副产品

2.1

等外钛

吨/年

36

2.2

盐酸（30%）

吨/年

1680

三

工作天数

天

300

四

主要原料

1

高钛渣

吨/年

17171

2

石油焦

吨/年

4917

3

氯气

吨/年

17422

4

氩气

NM/年

52500

5

铝粉

吨/年

48

五

辅助工程

1

新水

吨/年

1209X10

2

循环水

吨/年

3933X10

3

电

KWh/a

146x10

4

煤（标准煤）

吨/年

1645

六

面积

1

建筑占地

M

7812

2

建筑面积

M

24726

其中改造10870m

七

运输量

1

运入量

吨/年

45900

2

运出量

吨/年

15500

八

项目定员

人

372

九

投资

1

项目总投资

万元

3000

2

执行期投资

万元

2800

3

铺底流动资金

万元

200

4

全额流动资金

万元

220

5

银行贷款

万元

1400

二、申报企业情况

建设单位；XX有限公司

法定代表人：

周新哲

地址：

辽宁省XX市望花区鞍山路东段6号

XX有限公司（原名XX铝厂钛分厂；XX金铭钛业有限责任公司）是全民国有企业，始建于1958年是中国第一吨海绵钛的诞生地，是我国建厂时间最长、技术力量雄厚、管理经验丰富和具有完整的海绵钛生产线厂家。

企业占地面积35000平方米，现有职工190人（其中技术人员21人）现有主要设施包括：

厂房建筑面积16860平方米，Ф1.0m无筛板沸腾氯化炉，四氯化钛分馏塔，四氯化钛还原蒸馏炉，海绵钛破碎分级联动线等。

海绵钛的年生产能力1000吨。

产品质量符合GB/T2524-2002国标，2002年海绵钛样品经美国普惠公司、英国IMI公司、日本大阪钛公司化验分析，达到ASTM和日本JIS优质海绵钛标准，2002年11月通过ISO9001：

2000质量体系认证。

三、项目的技术可行性和成熟性分析

本可行性研究为XX钛厂海绵钛扩建工程，产品为海绵钛。

扩建后新增海绵钛的生产能力3500t/a，加上原有的海绵钛1500t/a产能，将形成5000t/a海绵钛生产能力。

精四氯化钛生产能力为32000t/a，其中22500t用于制取海绵钛，余者9500t作为产品销售。

1、产品方案

产品方案见表3-1。

表3-1产品方案表

序号

产品名称

标准

数量（t/a）

备注

一

主产品

1

海绵钛

GB/T2524-2002

3500

新增

2

四氯化钛

Q/FT002-2002

9500

新增

二

副产品

1

等外钛

36

新增

2

盐酸

30%HCI

1680

新增

2、.技术、设备与工程方案

技术方案

2.1、生产方法及工艺的选择

海绵钛生产工艺是以高钛渣和石油焦为原料生产出四氯化钛，再

由四氯化钛生产出海绵钛产品，还原-蒸馏副产氯化镁通过电解回收氯气和金属镁，具体生产方法选择如下：

（1）四氯化钛的生产是以高钛渣和石油焦为原料，在1000℃的高

温下，通入氯气进行氯化反应，生成四氯化钛，其化学反应式为:

TiO2+2Cl2+C=TiCl4+CO2

目前国际上普遍采用沸腾氯化法制取四氯化钛，我国四氯化钛

的生产是从来用固定床氯化炉开始的，在二十世纪70年代研制成功流态化沸腾氯化法制四氯化钛技术，目前已达到国际先进水平。

XX公司规采用Φ1.0米沸腾氯化炉的沸腾氯化法工艺，已长期稳定地用于生产。

本次新工艺采用目前国际先进水平的沸腾氯化法生产工艺，为提高单炉产能，采用Ф1.4米沸腾氯化炉。

（2）海绵钛的生产是以精四氯化钛为原料，在800~900℃的温度

下，用镁还原四氯化钛生成海绵钛，其化学反应式为:

TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2

目前国际上生产海绵钛采用的主要方法是镁热还原法（克劳尔

法）。

我国海绵钛生产一开始就采用镁热还原技术路线，按照设备配置不同镁还原法又分为串联式和并联式两种制海绵钛技术。

近年来XX对3吨/炉串联式联合法制海绵钛技术的工艺和设备进行了优化、改造，并在该厂成功生产多年，效果较好。

因此本次海绵铁扩建工程采用3吨/炉串联式联合炉工艺。

（3）电解工序是将制取海绵钛生产过程中产生的氯化镁进行电解。

电解镁经精炼后，以熔体镁的形式返回还原车间;电解产生的氯气送往氯化车间生产四氯化钛。

XX镁电解车间（1998年停产）系采用无隔板槽镁电解工艺，该工艺为当今世界较为先进的电解镁生产工艺。

本次改扩建后，规模达到年产5000t，将产生2万多吨氯化镁。

恢复镁电解车间，其电解镁的生产能力可满足5000t/a海绵钛生产对还原剂镁的需求。

生产工艺流程说明

（1）钛渣氯化生产四氯化钛工艺

原料高钛渣和石油焦先经破碎和风选，按配比混合后加入到沸腾氯化炉中，通入氯气进行氯化反应。

沸腾氯化炉出来的混合气体经收尘、淋洗及过滤后得到的粗四氯化钦进入粗四氯化钛贮槽。

沸腾氯化炉炉渣及过滤排出的残渣经回收利用后排放。

（2）四氯化钛精制生产工艺

粗四氯化钛中含有许多杂质（气态杂质、液态杂质和固态杂质），作为生产海绵钛的原料，必须经过除高低沸点杂质和除钒等净化处理。

粗四氯化钛进入浮阀蒸馏塔和精馏塔，除去低沸点杂质和高沸点杂质，再采用铝粉除钒（铝粉除钒技术引进）钒含量低于0.0007%及色度合格后，送入精四氯化钛贮槽，作为生产海绵钦的原料，其申部分精四氯化钛亦作为产品出售。

分离出来的低沸点物和高沸点物，送回收工序回收处理。

（3）海绵钦还原-蒸馏生产工艺

来自精四氯化钛贮槽的精四氯化钛，进入还原-蒸馏工序。

由镁电解车间来的熔体金属镁加入还原反应器内。

精四氯化钛加入反应器内与镁反应生成海绵钛和氯化镁，氯化镁送镁电解车间回收镁和氯气。

还原结束后进行真空蒸馏，拆卸，从反应器申取出海绵钛坨送破碎包装工序。

（4）海绵钦被碎和包装

来自还原-蒸馏工序的海绵钛经精整、破碎、筛分、磁选、混均、取样及包装后，作为产品出售。

精整过程的等外钛作为副产品出售。

XX目前海绵钛的破碎能力为1500吨/年，海绵钛经油压机压碎后，再用鄂式破碎机联动线进行多次破碎后混匀包装。

生产实践表明该工艺方案破碎能力较小，满足不了生产要求。

为此，新增一台1000吨油压机，并对1500吨油压机进行改造，增加切削功能。

2.2、主要设备选择计算

（！

）沸腾氯化炉

计算依据：

a.年工作天数300天

b.η-沸腾床生产能力：

25t/m².d

c.沸腾氯化炉规格：

Ф1400x10000mm

单台氯化炉每日产能:

38.48t/d（粗四氯化钛）

单台氯化炉年产粗四氯化钛产能:

11544t/a

氯化炉台数:

3台

考虑到氯化工艺生产的特性，本项目Ф1400Х10000mm沸腾氯化炉建4台，其中1台备用。

（2）浮阀蒸馏塔

计算依据:

a.年工作天数:

300天;

b.日处理粗四氯化钛能力：

112吨；

c.单位面积蒸馏处理能力167吨四氯化钛;

则所需浮阀蒸馏塔截面积为F=112/167=0、67m²

选蒸馏面