无水氢氟酸生产线可行性报告.docx
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无水氢氟酸生产线可行性报告
江西XX山矿产实业公司
新建12000吨/年无水氢氟酸生产线
可
行
性
研
究
报
告
二０一七年八月
项目名称：
无水氢氟酸生产线
建设规模：
12000吨/年
项目性质：
扩改
建设单位：
江西XX山矿产实业公司
企业性质：
股份合作
建设地点：
投资规模：
固定资产投资2903万元
流动资金1000万元
销售收入8000万元
编制人员姓名单位职务或职称
1概况
江西XX山矿产实业公司是经波阳县人民政府批准成立的股份合作企业。
公司成立的目的主要是开发江西省波阳县XX山高品位、储量丰富的萤石矿。
公司成立后仅用两年时间，就完成了40000吨/年萤石原矿的技术改造以及新建20000吨/年萤石浮选精矿生产线项目，两项工程总投资近千万元，经评估公司现有资产净值1200万元左右。
公司现有一矿一厂，实行矿厂合一管理体制。
XX山萤石矿区位于波阳城北东90公里处，由潘村，梅树坞、百福、九流坑四个矿段组成。
其中潘村、百福矿段经地质部门详查，已探明萤石储藏量200万吨，萤石平均品位（CaF2）61.81％，且不含有其它异常杂质。
曾远销日本、美国等，以其质好而被命名为“XX山萤石”蜚名国际。
萤石浮选厂位于波阳县田畈镇，景德镇一湖口公路35公里碑处，距湖口85公里，水陆交通极为便利。
厂区距矿区40公里。
厂址占地面积115亩，选矿生产线占地30亩。
2产品简介
2.1产品性能：
氟化氢ＨＦ，常成二分子状态H2F2存在。
分子量20.008，无色气体或液体，它的水溶液叫氢氟酸。
气体的比重1.27（34℃）（空气＝1），液体的比重0.987，沸点19.4℃，熔点-83.7，酸性较弱，在空气中发烟，其蒸气具有十分强烈的腐蚀性和
毒性，溶于水，水溶液在-30时也不冻结。
氟化氢是氟化物中产量最大，最重要的品种。
氟化氢的化学性质有：
1、酸性：
氟化氢的水溶液氢氟酸呈弱酸性，但是随着浓度加酸性逐渐增强。
2、活性：
无水氟化氢的质子给与能力强，具有很强的催化活性，它在有机化学的烷基化、异构化、聚合反应中作活性催化剂。
氟化氢有很大的化学活性，它可以与任何氟元素以外的负元素或负基团结合，置换或反应，除与铅、铁、锡形成氟
化物保护膜外，氟化氢可以同置换系列中氢以下的所有金属起作用。
3、溶剂性能：
液态氟化氢具有高介电常数、高沸点，低粘度的特性，它是离子氟化物的良好非水溶剂。
4、和水的亲合性：
液态氟化氢具有很强的脱水能力，木才、纤维一旦与其接触立即碳化。
5、热稳定性：
氟化氢的键能在卤化氢中是最大的，它是卤化氢中最稳定的化合物，即使在1237K的温度下它也几乎不分解。
无水氟化氢和氢氟酸对皮肤、眼睛、粘膜、呼吸器官都有强烈的刺激与腐蚀，能使这些器官发生永久损害甚至死亡。
2.2产品用途
在化学工业中，氢氟酸的主要用途是制造无机和有机氟化合物。
无机氟化合物中，氟化铝和冰晶石耗HF量占我国氢氟酸产量的近2/3。
氢氟酸还可用于制造氟化纳、氟化氢钠、氟化亚锡、三氟化硼等数十种已形成工业化生产规模的产品。
在铀加工中，每吨U3O8约需0.43吨氢氟酸。
有机氟化合物中，最重要的是用来生产有机氯氟烃，即通常称氟里系列产品，我国已形成工业化生产规模的CFC（不含氢）系列产品有氟里昂－11、氟里昂-12，氟里昂-13等，HCFC产品氟里昂-22等，吨产品消耗HF分别为224Kg、375Kg、1013Kg和573kg。
这些产品均可用于致冷剂、气雾剂，工业上还用作金属机件的清洗剂和聚氨酯、聚乙烯等泡沫塑料的发泡剂。
而HCFC-22则用来裂解生产四氟乙烯。
四氟乙烯是聚四氟乙烯（塑料王）的单体，也是含氟高分子材料及其它含氟化学品氟塑料、氟橡胶、氟涂料、含氟表面活性剂和精细化学品等的主要原料和中间体。
氟塑料具有广泛的应用前景，它的宽广的使用温度，可在-250－+250℃长期使用，它具有高度的耐化学腐蚀和化学药性；优良的电器性能，高绝缘低电解损耗；极低的摩擦系数和异常的润滑性，突出的表面不粘性等各项优良的使用性能，普遍应用于核能、宇航、电子以及机械、建筑、电器、轻工、纺织、食品等工业部门。
无水氟化氢在石油化工中最重要的用途是作芳烃、脂肪族化合物烷基化制高辛烷值汽油的液态催化剂。
每m3烷基化产品需1.26-3.13kg无水氟化氢。
还以BH3-HF作催化剂用于二甲苯异构化；以HF-CrF3作催化剂制六氟丙酮和三氟醋酸；还可利用氟化氢和水的强亲合性作有机化合物的缩合催化剂，有机合成工业中用作氟化剂。
在其它工业方面。
氢氟酸可作不锈钢的清洗剂，除去金属表面的氧化物，增加不锈钢的耐腐蚀能力。
平均每吨不锈钢消耗10kg氢氟酸（以100％HF计），氢氟酸还用于玻璃蚀刻、金属抛光、稀有金属铌和钽的分离，湿法磷酸化除铬、铝等。
在石油钻井中还可用于修补砂岩地层的损坏处。
高纯无水氟化氢用于电子工业和合金表面蚀刻。
最近随着电子工业和电子化学品的发展，对高纯无水氟化氢需要量在不断增加。
2.3发展趋势
近年来，无水氟化氢和氢氟酸的两个大吨位用户（氟致冷和炼铝工业）都因环境保护的限制和化学工程的发展而逐步降低了氟化氢和氢氟酸的单耗，其结果是使无机氟化合物生产总量和氟资源消耗总量徘徊不前，并呈下降趋势。
由于氟氯烷（CFC）破坏大气臭氧层导致全球性生态环境恶化，已引起世界各国的重视，共同订立了国际1协议——蒙特里尔草约，提出限制生产和使用及至最终淘汰对环境有害的氟氯烷，各国及生产厂家在此巨大变化之中尚不能调整和适应氟化工布局，因而有可能暂时导致对无水氟化氢的需求呈下降趋势。
另一方面，用来替代CFC商品并已形成工业化生产的HCFC商品（如HCFC-22），即用于氟致冷，又用于制四氟乙烯单体，世界需求量每年以4-5％速度增长，如美国1986年HCFC-22产量123200吨，1990年产量138800吨，同时由于用于制备四氟乙烯系列精细合成化学品如氟、染料、农药、塑料、橡胶、涂料等的需求量在不断扩大，以及新兴工业对新品种氟化合物的需求，老品种新应用领域的开拓，都需要许多高钝度，高附加值的无机和有机氟化合物，而这一切都依赖于氟化学工业产品的基础原料——无水氟化氢和氢氟酸。
中国是个氟资料大国，已探明萤石储量有4亿吨，约占世界储量的25％，每年产萤石酸级精粉约有50％出口，中国的氟化工起步较晚，只是80年代在上海、山东等地建立了中等规模的CFC厂；另一方面，中国又是氟产品进口国，近年每年需进口5000吨聚四氟乙烯树脂，数千吨发泡氟里昂等逾万吨氟化学产品，中国氢氟酸（以100％HF计）产量仅占世界产量的2％。
尽管浙江衢州化工厂90年代初由德国引进10000吨/年氢氟酸生产线，使之成为中国的氟化工基地，但仍适应和满足不了国内的需求，制约和束缚了某些关联行业的发展，在国际上仍处于较为落后的状况。
国家产业政策要求，“材料工业的发展要依靠正确的政策和科学进步，发展各方的优势，满足社会需要”，同时国家还进一步强调要保护宝贵的矿产资源，创造高附加值产品，生产和替代进口商品。
因此在目前世界各国都在调整和布局氟化工
发展计划的重大变革之际，我们应该利用我们的资源优势，发展我们的氟化工，赶上和超过世界水平。
3市场分析与预测
3.1国内外生产能力
3.1.11988年若干主要国家年生产能力
国家生产能力吨/年（以HF计）参考文献
美国217000
（1）
前苏联110000
（1）
墨西哥101000
（1）
法国105000
（1）
前联邦德国94000
（1）
加拿大92000
（1）
英国70000
（1）
意大利70000
（1）
中国约50000
（2）、（3）、（4）
日本49000
（1）
西班牙28500
（1）
巴西20000
（1）
印度18000
（1）
合计1044500
（1）
备注：
（1）Rohc,D.ChcmcschcIndustric,11（8）,28（1988）
（2）燕庭富，化工技术经济，
（1）14-16（1990）
（3）上海化工，（3）,53（1989）
（4）魏东江，中国化工信息，（27）,10（1989）
由于受环境保护的限制和化学工程的发展，降低了氟化物的消耗，使世界无水氟化氢和氢氟酸发展缓慢，至今生产能力基本保持80年代末水平。
中国聚四氟乙烯及氟橡胶生产情况：
生产单位1993年产量（吨）1995年计划（吨）需AHF（吨）
一、氟橡胶
1、四川晨光化工研究院6055
2、上海有机氟材料研究所75145
135200600
二、聚四氟乙烯
1、四川晨光化工研究院360420
2、济南化工厂矿8301000
3、上海市14801150
4、阜新氟化学总厂790800
346033705000
合计5600
3.1.3国内生产厂家概况
国内无水氟化氢（AHF）和氢氟酸生产最大厂家为浙江衢州化工厂，年生产能力10000吨/年，利用国内装置（60000吨/年）的生产厂家有东阳化工厂、阜新化学总厂、济南化工厂等，其它尚有上海、四川、北京、湖北等地生产厂家共40余个，江西省只有德安氟化学总厂，年设计能力为1000吨/年AHF，但只用于自产HCF-22商品，据统计，全国年生产能力约在60000吨左右。
3.2市场预测及前景：
3.2.1需求结构分析
AHF用量（吨）
用途现在今后
1三氟化铝200002000
2人造冰晶石1500015000
3其它无机化合物30005000
4氟氯烷（CFC）9600
5氟氯氢烷（HCFC）480018000
6氟塑料、氟橡胶560015000
7其它20007000
合计6000080000
3.2.2市场前景：
无水氟化氢（AHF）和氢氟酸是氟化工的基础原料，我国氟化氢的产量与我国的氟资源古有量极不协调，与之关联的氟化学产品不能满足我国各行业的需要，新产品的开发和老产品新应用领域的开拓工作仍在起步阶段，通过氟化氢的生产能力和结构分析，我们应抓住世界调整氟产品结构的大好机会，发展氟化工基础原料的生产，必将获取较佳的经济效益和社会效益。
国际市场上，资源贫乏国将H2SO4、萤石等原料在进口途中的运输费用以及中国的廉价加工（水、电、煤、人工费用等）费用与产品国际市场的价格相比，通过经济比较，对进口中国的无水氟化氢产品极有兴趣，因而我们除了着力国内市场，还要着眼于国际市场。
综合上述分析，我们认为扩建12000吨/年无不氢氟酸生产线，市场前景乐观。
４、生产工艺、技术及流程
4.1生产方法：
氟化钙（萤石）与浓硫酸反应，可制得氟化氢并副产硫酸钙。
其主要反应如下：
CaF2+H2SO4→2HF+CaSO4
萤石中往往含有S1O2、CaCO3、AI2O3、Fe2O3等杂质，将产生以下以应：
S1O2+4HF→S1F4+2H2O
S1F4+2HF→H2S1F6
CaCO3+H2SO4→CaSO4+H2O+CO2
M2O3+3H2SO4→M2（SO4）+3H2O（M+Fe.AI）
4.2无水氟化氢和氢氟酸生产工艺流程：
4.2.1工艺流程方框图
4.2.2工艺流程简述
含CaF2>97％、S1O2<1%、CaCO3<1.2％的制酸级萤石经干燥、筛分至粒度<150um后与98％浓硫酸按1:
1.2-1.3配比送入转窑内进行反应。
转窑前段温度为160-180℃，后段为220-280℃，窑内气相温度控制在280℃±10℃。
反应生成的硫酸钙由窑尾排出。
反应生成的气体含有少量水蒸汽、硫酸雾、二氧化硫、四氯化硅、升华硫、二氧化碳气体以及未反应的萤石、硫酸钙粉尘等。
它由窑头排出后，再进入粗馏塔、塔釜温度控制在100-110℃，塔顶温度控制在35-40℃，以除去大部分硫酸、水蒸汽和硫酸钙、萤石粉尘等。
然后氟化氢气体进入脱气塔，塔釜温度控制在20-30℃，塔顶温度为-7℃－9℃，未被冷凝的二氧化硫和四氟化硅等低沸点杂质由塔顶排出，粗氟化氢冷凝成液态，然后进入精馏塔，塔釜温度控制在3-40℃，塔顶温度控制在19.6±0.5℃，以进一步除去残存的少量硫酸和水，经精馏净化后可得99.8％或更高纯度的无水氟化氢。
若需制备某种浓度的氢氟酸，可用一定量的水吸收氟化氢，使其达到规定浓度即可。
4.2.3主要原料规格
（1）萤石
根据GB5690-85，对制酸级萤石宜选用二级品以上，其要求为：
杂质%≤颗粒度
CaF2≥S1O2CaCo3H2O其它150-200目
97％1.01.20.10.775％通过200目
（2）硫酸
要求H2SO4含量≥98％
（3）石灰粉
工业用粉状石灰
4.2.4产品标准
（1）GB7740-87中国无水氟化氢规格
项目优级一级
氟化氢％≥99.9599.87
水份％≤0.0300.060
氟硅酸％≤0.010.03
二氧化硫％0.0070.015
不挥发酸（以H2SO4计）≤0.050.03
（2）GB7744-87中国氢氟酸规格
项目优级品一级品二级品
F-40F-40F-55F－60F-40F-50F-60
氟化氢（HF）％≥40505560405560
氟硅酸（H2S1F6）≤0.020.20.40.50.61.0
不挥发酸（H2SO4）％≤0.020.050.080.10.60.8
铁（Fe）%％≤0.050.01
5建设条件
5.1原料
5.1.1萤石精粉：
项目需萤石精粉26400吨，企业现有一条20000吨/年萤石精粉生产线，扩建时土建及部分设备均按40000吨精粉（即两条线）布局，因此，只需进行设备配套即可保证生产所需。
5.1.2硫酸：
年需硫酸42000吨，可通过水、陆（汽车、火车）由本省贵溪冶冻厂供应，少量由毗邻江西电化厂（乐平）供应。
5.1.3石灰粉：
年需量9600吨由本县石灰矿供给。
5.2燃料动力：
5.2.1煤：
年需普通烟煤（锅炉用）19200吨，可由本县洪门口煤矿或乡镇煤矿供给，高热量块状烟煤（转窑加热）6000吨，可由洪矿八一井或乐平涌山矿供应。
5.2.2电：
新增容1800KVA，年耗电1080000度，厂区距波北电网11万伏电站不足5公里，现已有10kV供电，根据波阳县北部电网用电情况，部分贴费可由县优惠减免，用电有保障。
5.2.3供水：
项目用水量大负荷100m3/小时，现企业已有供水专网，为了保证水量，拟打几口深井，以保生产所需。
5.2.4排水：
企业排水已有排水专管，通过沉淀，中和理达国际标准后集中排水，不会对周围环境造成危害。
5.3厂址：
厂址地形为一丘陵，交通便利，地质符合化工企业建厂所需，“三通一平”工作全部完毕。
5.4技术协作：
由县抽调数名化工技术人员参与项目扩建，可由化工部第六设计院进行设计，并拟聘请上海或江西德安氟化学总厂技术人员对职工进行培训，从而增减一支懂化工业生产和管理的队伍。
6、生产规模与产品方案
6.1设计规模
根据规模经济、市场需求，投资金额以及国内多家厂家的实际运转经验，综合考虑原料因素，初步确定年设计规模为无水氟化氢（AHF），年产12000吨，选用两条6000吨/年，国产设备生产线。
各种浓度氢氟酸根据用户需要由AHF产品制取。
6.2主要原料消耗表
序号名称日耗量月耗量年耗量来源
（吨）（吨）（吨）
1萤石精粉73220026400自有
2硫酸93280033600贵溪
3石灰粉38.48009600本县
4普通烟煤53160019200本县
5块状烟煤16.75006000乐平
6.3公用工程消耗表
序号名称单位预计年耗量
1水m3600000
2电度10800000
3蒸汽28800
4冷万Kal2952000
6.4项目建设所需公用工程
6.4.1供电：
全厂用电预计总装机容量约2200KVA，考虑用电系数，需新增容1800KVA，现厂区已有10KV专线直通厂区，由于AHF生产不允许突然停电，因此在关键设备上考虑通过自备电源专线应急供电，以确保安全生产。
6.4.2供热
考虑蒸汽负荷，预计小时用蒸汽量5吨，因此需设置6吨锅炉2台，一台备用，以确保正常供热。
6.4.3供冷
预计小时需用冷量492万Kal，根据用冷特点，因此选用8S－12.5单级机组和8ASJ17双级机组制冷
6.4.4给排水
基础上所需用水量为100Ｍ/小时
7投资估算
7.7.1土建基础上投资估算
序号基础上数量单价金额
（万元）
1AHF生产车间2000M2450元/M290.0
2冷冻站300M2400元/M212
3锅炉房250M2400元/M210.0
4给水站300M2400元/M212
5变电站200M250元/M27.0
6贮罐区200M2100元/M220
7仓库500M2300元/M215.0
8软水池2000M3120元/M324
9总图及运输24.0
10污水处理池1000M3120元/M312
11平整土方面积66
12利用设施（包括倒班宿舍、厕所等）115
13其它（含公用工程架管管廊）75
合计482
7.1.2公用工程设备及设施
序号项目金额（万元）
1制冷设备50.0
2供汽（锅炉）50.0
3给水设备20
4变配电设备及配电30
合计150.0
7.1.3生产设备及运输安装
序号项目单价数量金额（万元）
1生产设备12002条2400
2配管及配件200
3设备运输安装费400
（按设备价22%计）
合计3000
7.1.4投资估算
序号项目金额（万元）占固定资产投资比例％
一固定资产投资
1生产设备（含管件、300079.39运输安装费）
2公用工程设备及设施150.005.01
3土建4828.35
4设计培训费50.01.67
5不可预见费（按设备2215.68
土建金额的6％计）
合计3903100
二流动资金1400.0
三投资总额4903
7.2资金筹措设想及工期计划：
7.2.1根据初步意向，拟由该工业部投资2993万元，与波阳县人民政府及江西XX山矿产实业公司组成合作股份企业，所需流动资金由企业向银行贷款或自筹解决。
7.2.2建设工期计划为1年，力争2003年底竣工投产。
8环境保护
硫酸法生产无水氟化氢为成熟工艺，生产过程中所产生的“三废”，排出物各生产装置都设有回收利用装置或采取措施，使环境污染治理做到“三同时”，严格贯彻执行国家颁发的“三废”排放执行标准（GBL-73）、（GB8979-88）等有关环保法规及标准，主要“三废”项目治理及利用情况如下：
序号三废名称排放量主要成份治理措施利用情况
1反应废渣10.8CASO488%每吨废渣加入石全部送往水泥
（氟石膏）吨/时CAF27%灰粉100-150公斤厂做原料约
H2SO44%斤中和至中性65000吨/年
2粗馏塔14H2SO460-90%全部集中排放废酸全部送往
废酸吨/月HF0.02%在废酸槽里磷肥厂做原料3600吨/年
3脱气塔功14-21HF45%进入尾冷深度冷供有关单位做
废气吨/月H2SRF450%却后经喷淋吸收氟硅酸钠
SO20.05%塔至40%，废酸集
CO25%中于废酸槽
4精溜塔50-70H2SO440-50%送入粗馏塔回废酸全部送往
废酸吨/月HF30-40%收去一部分HF磷肥厂做原料
H2O10-20%和粗馏塔废酸用800吨/年
一并处理，HF含量
较低则送至废酸槽里
生产过程中水洗,中和等工业污水采用加入碱性、明矾、絮凝剂等药剂,通过多次沉定、化学处理使之达GB8978-88污水排放标准中规定的一级排放标准（PH＝6-9，悬浮物70MG/C，F－10MG/C）
锅炉废气采用国家定点的锅炉装置，经过处理达到国家标准后排放至大气。
锅炉废渣可集中送入山凹镇地或建材部门用。
9安全技术及工业卫生
9.1化工企业生产，安全生产是一个关键无水氟化氢生产，涉及职工劳动安全问题较多，劳动保护上应注意。
9.1.1制备或使用HF的操作人员必须带好橡皮手套。
9.1.2当皮肤接触到HF时，应立即用水清洗，再用5％的重碳酸铝溶液洗涤，或用含有50％氨水的纱布擦抹，再用水洗净，最后涂上氧化镁甘油膏。
9.1.3氟化氢中毒可用钙盐内服使氟离子转变为无毒的氟化钙，治疗外伤亦可用10％的葡萄糖酸钙注射，然后重新涂上氧化镁甘油膏。
9.1.4HF临界沸点较低，所以一切加热设备操作人员一定不能离开，加至规定压力要停止加热，以防爆炸。
9.1.5在制备HF或操作中，应时时防止三废外溢。
HF成品分析取样时，应带好橡皮手套，防毒面罩，要先检查，后取样。
9.1.6禁止有粉尘或有害气体的工作场所用膳和饮水。
9.1.7各种规格钢瓶均不能超装。
9.1.8受压容器需要检修或调换附件，必须待压力放至常压方能开始工作，转动设备检修要先切断电源。
9.1.9硫酸贮槽，输送管道必须定期检查，发现渗漏，及时维修，操作时带好必须劳防用品。
所用硫酸贮在检修中或排除故障调换设备附件时一律不用冲洗，以免产生氢气引起爆炸。
9.1.10生产区一律禁止穿短裤、裙子、背心、拖鞋、短袖、衬衫、穿高跟皮鞋。
10综合技术分析
10.1基础依据
10.1.1主要原料消耗依国内生产厂家实际数据及有关消耗标准，原料价格依当地市场价。
10.1.2产品销售价格按现行市场价。
10.1.3职工工资按定员100人，人均月工资及附加600元计。
10.1.4折旧按综合折旧率7％计，残值率10％，考虑化工企业的特性，修理费用等按折旧80％计。
10.1.5项目经济寿命期取10年。
10.1.6销售税金计入增值税，税率按17％，城乡维护建设税，按增值税额5％计，教育费附加视同税金，按增值税额3％计。
10.1.7利润分配按国家有关规定执行，分配程序计征所得税，法定盈余公积金、公益金，比例为，销售利润33％，税后利润10％和5％。
10.1.8销售费用，管理费用各按销售收入1％、2％。
10.2成本（费用）分析
10.2.1
单位成本费用预测表
序号
项目
单位
单价
（元）
单位用量
单位成本
（万元/吨）
一
制造成本
3986
（一）
原料
2242
1
萤石精粉
吨
480
2.2
1056
2
硫酸
吨
320
2.8
896
3
辅料
290
（二）
燃料动力
1092
1
普通烟煤
吨
120
1.6
升级会员 