包头市xx化工有限责任公司2000吨年氟化氢铵建设项目可行性研究报告

11总论11概述111项目名称1111包头市XX化工有限责任公司2000吨/年氟化氢铵建设项目1112主办单位包头市XX化工有限责任公司1113企业性质有限责任公司1114企业法人1115项目拟建地址内蒙古包头市XX区112可行性研究报告编制依据与编制原则1121可行性研究报告编制依据包头市XX化工有限责任公司与内蒙古国立工程设计咨询有限责任公司关于2000吨/年氟化氢铵建设项目进行可行性研究的咨询合同书20083国家发展计划委员会办公厅计办投资【2002】15号投资项目可行性研究指南（试用版）200214原化学工业部化计发【1997】426号化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订书）19979包头市XX化工有限责任公司提供的设计基础资料1122可行性研究报告的编制原则1本可行性研究报告的编制严格按照国家发展计划委员会办公厅计办投资【2002】15号投资项目可行性研究报告指南（试用版）2000214及原化学工业部化计发【1997】426号化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订书）19979编写，并遵循基本建2设项目程序。2严格遵循环保法、安全生产法和环保、安全“三同时”的要求及“三废”排放标准，严防二次污染。3以市场为导向，以提高竞争力为出发点，以经济效益为中心，加强项目的市场调研，产品无论在性能上，还是在价格上均应具有较强的竞争能力。按照“少投入、多产出、快速发展”的设计原则和工厂设计模式改革的要求，在稳妥可靠的前提下实事求是地优化各项成本要素，尽可能节省项目建设投资，最大限度地降低项目的产品成本，提高项目的竞争力。在保证产品达标、达产的前提下，尽量节省投资，充分利用废物，提高其社会效益、经济效益和环境效益。4贯彻执行节约用地和建设项目“五化”原则，充分利用所选厂址当地的辅助设施和有利条件，以节约投资提高企业的经济效益。5采用国内先进的工艺和设备，努力做到投资省、见效快。6尽量加快项目前期工程，尽快早日实现投产，早日见效。7提高生产自动化水平，降低工人劳动强度，加强职业卫生及劳动保护措施，创建文明、安全、稳定的生产环境。113项目提出的背景、投资的必要性和经济、社会意义1131企业目前概况包头市XX化工有限责任公司由各股东集资成立于2003年5月。主要生产氢氟酸和氯化稀土。2004年公司开始研发以稀土焙烧尾气酸制氯化氢铵生产工艺，经近两年的研究完成了室内实验，后于2006年建成一套日产量15吨氯化氢铵中试生产线。通过近一年多的试运行，基本掌握了该工艺的生产技术。公司董事会经研究决定新上一套总产量达到2000吨/年的氯化氢铵生产线。1132项目提出的背景31）当地资源概况稀土是国家的战略资源，对国家安全、国民经济发展具有重大影响。同时，稀土被誉为“工业维生素“和新材料的“金库“，不但在传统产业的技术进步和发展中发挥着愈来愈重要的作用，而且在信息、生物等高科技产业中也有着广泛的应用。世界稀土在中国，中国稀土在内蒙古，内蒙古95的稀土企业集中在包头。得天独厚的资源优势，使得内蒙古稀土产业在全国乃至世界稀土行业中具有无可替代的地位和作用。内蒙古稀土产业经过40年的开发和建设，目前，稀土年均选矿量折REO约为45万吨，占世界年总量的一半以上、全国的70以上，在国内外稀土市场上占有举足轻重的地位。包头市区以北150KM的白云鄂博地区，是我国著名的铁、稀土、铌特大型多金属共生矿床。稀土现保有储量为22106TREO,约占世界储量的25，堪称世界第一大稀土矿。白云鄂博稀土矿与铁矿共生，作为开采铁矿的副产品，主要稀土矿物有氟碳铈矿和独居石典型比例为31，稀土氧化物平均含量为56，属难选冶的复杂稀土混合矿。其优势在于可与铁矿一起开采、综合回收。包头稀土高新技术产业开发区成立于1990年，1992年被国务院批准为国家级高新区，是全国53个国家级高新区中唯一以发展稀土产业为特色的高新区，也是内蒙古自治区唯一的国家级高新区。稀土高新区规划面积1553平方公里，同时建有希望工业园区，面积为12平方公里；万水泉新区，规划面积66平方公里。建有稀土企业孵化器、软件园和留学人员创业园等各类专业孵化器，正在建设的还有大学科技园和稀土科技园等。近年来，稀土高新区经济建设得到了突飞猛进的发展，主要经济指标一直保持30以上的增长速度。到2005年底，工业总产值完成3284亿元，同比增长30。技工贸总收入完成312亿元，同比增长30；实现财政收入10亿元，同比增长25；综合经济实力显著增强。在全国53个高新区中位次大幅前移，进入中游行列。在自治区47个重点工业开发区中位居第一。但是稀土企业既要实现可持续发展，又要保护好环境，是稀土产业面临的突出矛盾。内蒙古现有100多家稀土企业,环保问题已成为共同面临的一大难点。如何在技术上和管理上真正做到“三废”达标排放和环境保护,已成为当务之急。目前已有企业尝试从废气中吸收尾气酸制备氟化氢铵的工艺试验。2）发挥当地资源优势，促进经济结构调整包头市XX化工有限责任公司通过三年多的潜心研究，开发出一套利用稀土焙烧尾气酸制氟化氢铵及粗白炭黑的生产工艺。该工艺技术领先，经济效益好，由于包头地区有众多稀土高新科技企业，从这种意义上说，利用尾气酸制氟化氢铵是符合当地的产业结构。即发挥当地资源优势又能促进环境保护，属于国家鼓励的环保治理和循环经济的项目。1133投资的必须性及社会经济意义1）投资的必要性我国北方尤其是包头市白云鄂博是举世文明的稀土多金属共生矿床，处理焙烧稀土产生的尾气成为这些企业的难题，往往因处理成本过高而受到制约。利用稀土产业产生的尾气制得尾气酸酸与液氨反应合成氟化氢铵的生产工艺能够有效的利用这些难于处理的尾气酸，不仅降低了本产品的成本也给稀土产业提供了处理尾气的新途径，起到了循环经济和促进环境保护的作用。随着磨沙玻璃容器、铝表面装饰工艺及装饰灯具等行业的发展，氟化氢铵的市场需求量在不断扩大。随着经济的发展以及生产技术的不断成熟，氟化氢铵的销售市场前景十分看好。由于该公5司地处资源丰富的包头市生产原料可以直接获得，因此生产成本与其他地区企业相比有很大优势，再加上由于公司对氟化氢铵生产技术多年的研究和对其他企业先进技术的学习，在销售上有很大的价格优势从而能够在市场中占据更为有利的位置。所以本项目的实施是十分必要的，也是可行的。2经济意义及社会效益包头市XX化工有限责任公司氟化氢铵项目，利用包头稀土高新技术开发区稀土生产产生尾气酸这一资源优势，就地取材，见效快、市场广阔。项目是当地经济发展方向，符合当地产业结构，符合国家环境治理要求的优势项目，更重要的是为今后招商引资的企业作一个形象上的宣传起到积极的作用。该项目投资少、市场广阔、效益显著。项目又属于本地区的资源优势型项目，产品在销售上竞争力加强，为企业持续发展创造便利条件。具有很好的经济和社会效益，是具有很好的环境效益和社会效益的项目。以尾气酸和液氨为原料生产氟化氢铵，生产过程具有流程短、投资少的特点。制备出的氟化氢铵产品，其质量指标可达到HG/T35861999工业氟化氢铵的要求。氟化氢铵是一种重要的化工产品，市场用量较大。因此，大力开发氟化氢铵，将有着广阔的市场前景，他的推广应用必将产生很好的经济效益和社会效益。本项目的可行之处主要表现在如下方面（1）近年来我国稀土工业迅速发展，原有稀土企业纷纷扩大了生产能力,稀土工业呈现出加速向规模化、高技术含量方面发展的态势。据统计，2006年我国稀土矿产品产量为1325万吨（以氧化物计，下同），比上年增长1162；稀土冶炼分离产品产量1570万吨，比上年6增长5110，稀土应用快速增长。稀土企业数量增多,规模化加快。这样为氟化氢铵的大规模生产提供了充足的原料来源。（2）利用包头周边地区的稀土项目产生的尾气酸和液氨为原料生产氟化氢铵是更好落实国家对资源的综合利用，促进合理利用和节约资源，提高资源利用率，保护环境，实现社会可持续发展，是符合国家发展和改革委员会、财政部、国家税务总局，发改环资（2004）73号，关于印发资源综合利用目录的通知精神。（3）本项目在吸收尾气酸的同时产出的副产品白炭黑也是重要的化工产品，市场需求量大。（4）包头市坐落边疆少数民族地区，包头地区经济发展状况虽然较快但与全国，特别是发达地区仍存在很大差距，居民收入水平与全国相比也存在差距，当地待业劳动者就业也有一定困难，劳动者素质有待提高，所有这些都需要尽快解决。本次拟扩建2000吨年氟化氢铵项目不仅可部分解决尾气酸的排放问题，而且创造了经济效益，也治理了环境，还可解决部分劳动力的就业问题。12研究范围本次建设项目的可行性研究范围包括2000吨/年氟化氢铵的技术方案以及其配套的辅助工段，具体项目如下市场需求预测与建设规模工程技术方案研究论证总体布局与交通运输原辅材料、燃料供应的可行性调查环境影响研究及“三废”治理安全生产、劳动保护、劳动定员、消防节能措施7投资估算及经济效益分析结论及建议13研究结论概要包头市XX化工有限责任公司利用包头稀土企业高温焙烧稀土所得尾气酸及包头周边地区化肥厂所生产的液氨为原料，生产2000T/年氟化氢铵。另外该项目采用液相法生产工艺。工艺简单、投资少、见效快、效益显著。是一个既创经济效益，又有很好的社会效益的项目，所以该项目无论在经济方面还是社会效益都是可行的。附主要技术经济指标表表11主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注一生产规模T/A2300二产品方案1氟化氢铵T/A20002粗白炭黑T/A300三年操作日天330四主要原材料、燃料用量1尾气酸T/A33302液氨T/A73353氢氟酸T/A700五公用动力消耗量1供水（新鲜水）平均用水量M3/D2002供电设备容量KW19435计算负荷KW15435年耗电量万KWH1080六三废排放量81废水T/A198生活污水2废气T/A017挥发氨3废渣T/H156炉灰渣七运输量T/A1121951运入量T/A876352运出量T/A2456八全厂定员人451其中生产工人人392管理人员人6九总占地面积平方米13334十全厂建筑面积M21726十一全厂综合能耗总量（包括二次能源）吨标煤/年123273十二工程项目总投资万元494221固定资产投资万元363472流动资金万元13075十三报批项目总投资万元49422十四年销售收入万元137500正常年十五成本和费用1年均总成本费用万元119129正常年2年均经营成本万元119129正常年十六年均利润总额万元9726正常年十七年均销售税金万元6275正常年十八财务评价指标1投资利润率1968正常年2投资利税率3346正常年55税前3投资回收期（税前和税后）年70税后4全员劳动生产率万元/人3056正常年2297税前5全投资财务内部收益率（税前和税后）1619税后929486税前6全投资财务净现值（税前和税后；需注明I12值）万元10819税后2市场预测21氟化氢铵及白炭黑生产状况211氟化氢铵生产状况氟化氢铵的合成工艺可分为直接、间接两种方法，前者又可分为液相法和气相法，后者则是先制备氟化铵，再通过加热等方式进一步合成氟化氢铵。就直接合成方法而言，液相法由于设备简单，工艺条件温和及易于控制得到广泛运用，目前国内普遍采用此法生产氟化氢铵、但是液相法所得产品含水量高，纯度低，长期储藏会出现吸潮、结块等现象，不能适应要求较高的电子工业、医药工业的需要；不仅如此，由于氟化氢铵加热易分解，因而普通的干燥除水不适用。气相法工艺则由于工艺过程不接触水，产品含水量低，纯度高，颗粒粒度细，能适应新领域的要求；但是生产工艺要求密封性非常好，在高温下设备能耐腐蚀，投资比较大。氟化氢铵主要用作玻璃蚀刻剂、化学试剂、锅炉清洗剂、发酵工业消毒剂和钢板表面处理剂等。它是一种产量和用量都较大的无机氟盐，目前国内市场容量在数万吨年以上。今后几年，随着我国要坚持可持续发展战略与科学发展观，以循环经济的模式，实现人与社会，人与自然、环境的高度统一，建设和谐社会。将会大力发展化工行业，氟化氢铵作为一种重要的化工媒介的使用必将逐年增加。该产品市场用量广泛，是很多化工企业的主要原料。此次建设2000吨/年氟化氢铵项目，主要包头市稀土产业进行配套，形成10当地的产业链，而原料供应有稀土高新企业产出的尾气酸，因由氢氟酸和氟硅酸组成的尾气酸是有毒产品不能储存，而氟化氢铵、白炭黑等消耗的主要原料就是氢氟酸和氟硅酸，在这方面，建设氟化氢铵是很有发展前途的。212白炭黑生产状况自七十年代中期以来，西方国家对白炭黑的研究不断深入，使其生产和应用领域方面得到很大的发展。1980年西方国家白炭黑生产能力52万吨，1987年72万吨，1993年为92万吨左右，其中沉淀法84万吨，气相法8万吨，新增的装置主要在亚洲国家。世界白炭黑主要生产地区为美国和西欧，约占世界总能力的65左右。特别是西欧，现有8个国家十六个大厂生产沉淀法白炭黑。此外，亚洲的日本也拥有较大的生产能力；近年来，东南亚胶鞋工业的迅猛发展也推动了当地白炭黑行业的快速发展。我国白炭黑工业的第一套装置于1958年在广州人民化工厂建成，一直发展比较缓慢。到1984年国内生产能力达3500T/A，总产量为2600T/A,生产企业10余家。1985年以后，行业有一定发展，特别是1989年10月，南昌化工原料厂从美国PPG公司引进万吨级生产线正式投产，使得国产白炭黑产量猛增到2万T/A，厂家30余个。近年来，由于国内胶鞋及轮胎工业的发展，特别是沿海地区的旅游鞋行业的发展，刺激了作为橡胶补强剂的白炭黑行业的发展。目前国内生产能力已超过35万吨/年，加之待建项目总能力估计达6万吨/年，南吉化工公司（南昌化工原料厂）、江苏连云港和青岛泡花碱厂三家为国内万吨级以上生产厂。213氟化氢铵的应用状况氟化氢铵是一种重要的化工原料，主要用作玻璃蚀刻剂、化学试剂、11锅炉清洗剂、发酵工业消毒剂和钢板表面处理剂等。氟化氢铵在玻璃加工中用量很大，普通透明玻璃可以很容易地用一种氟化氢铵配制的药剂使之毛玻璃化。变换药剂的配方和浓度又可使电视机显像管产生低的镜面反射率。经常受气候影响而发暗的窗玻璃用25氟化氢铵溶液清洗可恢复其透明度。光学透镜浸于稀氟化氢铵溶液中能提高清洗效率。在纺织品处理中，氟化氢铵可用以除去碱洗后残留在织物上的碱性物。它还可与铁生成无色易溶的氟化铁铵，因此可用来除去织物上的铁锈。氟化氢铵在冶金工业中应用广泛，它在较高温度时可与许多金属氧化物或碳酸盐形成复盐。复盐加温又可分解生成纯的金属氟化物，并释放出NH3及HF,从而在稀有金属冶炼方面形成一种独特的工艺路线。氟化氢铵和浓硝酸混配用于不锈钢和钛的酸浸可避免金属的氢脆。金属在磷酸盐钝化、镀锌前用氟化氢铵浸洗可使表面活化。氟化氢铵也用于硅钢的表面防锈处理。在采油中，利用氟化氢铵能溶解硅石和硅酸盐的特性，将含2氟化氢铵的15盐酸溶液用于酸化油井的硅质岩层可以恢复濒临废弃油井的采油能力。用于清洗含有硅酸盐的锅炉结垢，可以恢复锅炉管壁的传热能力。其他方面，氟化氢铵还用于木材防腐，白炽灯的生产，用作化学试剂、发酵工业的消毒剂和防腐剂等，高纯的电子级氟化氢铵可用于半导体工业。214白炭黑的应用状况白炭黑应用于轮胎橡胶及胶鞋工业系列12合成鞋底或胶鞋进行补强,可获得高耐磨、高强度及透明性能。工业制品可广泛用于橡胶输送带、传动带、实心轮胎、碾米滚筒、减振元件等。轮胎业用于橡胶轮胎,用于全钢子午线轮胎。白炭黑应用于食品牙膏工业系列牙膏工业可作为新型的磨擦增稠材料用于牙膏工业。啤酒业啤酒硅胶是啤酒稳定剂,与硅藻土复配使用,可有效吸附啤酒内有机物,延长啤酒贮放时间。白炭黑应用于载体填充及油漆消光系列农化制品可作载体填充于农药可湿性粉剂。油漆消光用于油漆涂料工业作为消光剂。吸附助剂用于医药、饲料、食品业,大量吸附原油,起到助流及抗结块作用。触变性增稠用作高效吸附剂,无纺布喷涂,装饰料聚氨漆,乳胶漆等。国内市场白炭黑主要应用比例是用于胶鞋生产占45,用于轮胎生产占16,用于其他浅色橡胶制品生产占6,用于牙膏生产占9，用于涂料、造纸领域占8。在塑料中的应用塑料中添加白炭黑,可提高材料的强度、韧性,明显提高防水性和耐老化性。在工程塑料中,利用共混法将气相法白炭黑添加到不饱和聚酯中,当SIO2的质量分数达到5时,试样的耐磨性提高2倍,拉伸强度提高1倍以上,莫氏硬度为29,硬度接近大理石,冲击强度也大大提高。在环氧树脂中添加质量分数为3的气相法白炭黑,材料的抗冲击强度提高40,拉伸强度提高21。若用硅烷偶联剂对气相法白炭黑进行改性后,冲13击强度可以提高124,拉伸强度提高30。用纳米级白炭黑改性聚酰亚胺,拉伸强度可提高15倍,断裂伸长率提高3倍。在通用塑料中,利用气相法白炭黑的高强度、高流动性和小尺寸效应,可提高塑料的致密性、光洁度和耐磨性能。若通过适当的表面改性,则可在增强塑料的同时,对塑料增韧。将气相法白炭黑添加到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中制成的SIO2/PMMA复合材料,缺口冲击强度提高80以上,且光学性能良好。215市场需求预测2151氟化氢铵市场需求预测氟化氢铵主要用作玻璃蚀刻剂、化学试剂、锅炉清洗剂、发酵工业消毒剂和钢板表面处理剂等。它是一种产量和用量都较大的无机氟盐，目前国内市场容量在数万吨/年以上。近几年来随着磨沙玻璃容器及装饰灯具等行业的发展，氟化氢铵的市场需求量在不断扩大。由于在铝表面装饰工艺中开始使用氟化氢铵作腐蚀剂，它的市场销售持续增加。无机氟化氢铵产品在国际市场有较大的需求量，液相法技术生产无水氟化氢铵产品有着很好的市场前景。由于大多数的氟化氢铵的生产厂家都在我国的南方地区，而且其所购原料也恰恰大部分来自北方，因此，其原料成本增加，效益明显下降，使得氟化氢铵的产量有很大程度的减少。由于该公司经几年潜心研究，掌握了用稀土焙烧尾气酸生产氟化氢铵的生产技术，价格优势很明显，在市场中占据更为有利的位置。2152白炭黑市场需求预测20世纪80年代初期我国的白炭黑生产厂不到10家,总产量不足万吨。经过20多年的发展,目前我国白炭黑生产企业已发展有近百家。对其中35家主要企业的调查和统计,年产能力约355万吨,产量约21914万吨,产品除满足国内需求外,出口约66万吨。2003年国内产量约28万吨,市场需求量30万吨。预计2008年我国市场对白炭黑的需求量将达到30万吨。白炭黑市场用量较大。22产品现状及价格221产品现状目前，我国氟化氢铵生产已成规模，国内各生产厂家都有自己的技术服务队伍，针对用户的的不同需求、用途，提供不同规格质量的产品。但国内有些生产厂家，其生产技术水平虽不能与国外先进水平全面相比，但其产品质量与国外相差不是很大。222产品价格2221氟化氢铵价格分析目前国内市场氟化氢铵根据其规格不同，市场价格有所波动，基本价格在60009000元/吨左右，批发价最低一般在5500元/吨。表21为代表性厂家或公司氟化氢铵的规格牌号及价格，参照以上价格，本可行性研究报告中综合考虑各种因素确定销售价格在6800元/吨。表21国内主要厂家近期产品价格序号生产厂家规格牌号单价T备注1上海多点化工有限公司9883002济南浩化实业有限责任公司9866003上海恒然化工有限公司9890004株洲英东实业有限公司9777005上海湘云化工有限公司6500156昆山市富乐化工有限公司64007湖南省娄底市元通化工有限公司98581008湖南长沙大鹏实业有限公司9760002222白炭黑价格分析本项目的副产品白炭黑在市场需求不断增加的情况下，呈现不断升温的趋势。市场价格不断小幅攀升。目前，国内炭黑生产厂家主流出厂价格因白炭黑规格不同价格也呈现不同的价格区间。表22为国内白炭黑生产厂家生产的通用白炭黑市场售价。表22国内主要厂家近期产品价格序号生产厂家规格牌号单价T备注1上海跃江钛白化工制品有限公司第一分公司通用55002浙江更化化工有限公司通用60003山东联科白炭黑有限公司通用45004山东双燕化工有限公司通用34005上海陵尔化工有限公司通用45006上海东建化工有限公司通用53007扬中市天原化工厂通用55008上海孚华实业有限公司通用65009上海冬建化工有限公司通用530010无锡市泽辉化工有限公司通用520011无锡市金鼎隆华化工有限公司通用3600本可研报告中白炭黑是生产氟化氢铵的过程中产生的副产品，含有16其它杂质的粗产品。由于受到资金等方面因素的影响，尚不能对粗白炭黑进一步精制，故所得副产品为粗白炭黑。在该厂今后发展的过程中、经济效益可观的情况下，可投入资金开发研究提高粗白炭黑纯度的工艺，使副产品白炭黑的纯度达到国家标准。本可行性研究报告中综合考虑各种因素及经市场调研，确定销售价格在500元/吨。173产品方案及生产规模31产品介绍311氟化氢铵产品名称氟化氢铵别名酸式氟化铵、氟氢化铵英文名称AMMONIUMBIFLUORIDE分子式NH4HF2分子量5704G/MOL性质白色或无色透明斜方晶系结晶，略带酸味。微溶于醇、极易溶于冷水，受热或遇热水即分解，水溶液呈强酸性。比重15,沸点240，熔点1256，在较高温度下能升华，对玻璃有腐蚀性。外观无色透明结晶体或粒状物。用途能腐蚀玻璃，对皮肤有腐蚀性。可用作化学试剂、玻璃蚀刻剂（参与氢氟酸并用）、发酵工业消毒剂和防腐剂、由氧化铍制金属铍的溶剂以及硅钢板的表面处理剂，还用于制造陶瓷、镁合金，锅炉给水系统和蒸气发生系统的清洗脱垢，以及油田砂石的酸处理，也用作烷基化、异构化催化剂组分。312白炭黑产品名称白炭黑英文名WHITECARBONBLACK分子式SIO2NH2O分子量60G/MOL溶解性不溶于水或普通酸，溶于氢氟酸和苛性碱。18性状白色粉末或颗粒。用途它广泛用作鞋底、轮胎、碾米胶辊、纺织胶圈胶辊、还可用作造纸工业上胶剂、农药载体和防结块剂、牙膏磨擦增粘剂、食品药品添加剂及卫生消防灭火材料。32产品方案321氟化氢铵产品方案本项目由包头稀土高新企业生产尾气酸及包头周边有众多化肥厂生产液氨为主要原料生产氟化氢铵。本项目产品氟化氢铵质量要求执行国家标准HG/T35861999工业氟化氢铵的技术要求。表31工业氟化氢铵技术指标指标项目优等品一等品氟化氢铵（NH4HF2）含量（以干基计）970950干燥减量3050灼烧残渣含量0202硫酸盐以SO2计含量0101氟硅酸铵（NH4）2SIF6含量20401、外观无色菱形或片状结晶。、包装塑料编织袋内衬高压聚乙稀塑料袋。322白炭黑产品方案利用19HF和8H2SIF6的尾气酸与液氨反应制备氟化氢铵的过程中产生副产品白炭黑。白炭黑为白色无定形微细粉末,其化学组成为19SIO2NH2O。本可研报告所产白炭黑为粗产品，需企业自定企业标准。33原料方案本项目原料方案是自主研发以包头市多家稀土厂家产出的尾气酸为主要原料。利用该尾气酸不仅原料充足，而且该尾气废酸是稀土行业的废弃物，最主要是变废为宝，治理环境，将有很好的经济及社会效益。本项目在生产氟化氢胺过程中用氢氟酸与氟化铵反应生成氟化氢铵，该公司有自产氢氟酸，该原料供应有保障。生产氟化氢铵的另一种原料液氨，在包头周边地区有多家化肥生产厂家，所以原料液氨供应充足。34生产规模的确定根据市场调查，目前国内外氟化氢铵产品需求不断增加，就国内每年的消耗量约在数万吨以上，该产品将有非常好的发展前景，并且由于厂址所在地现有极丰富的电力煤炭资源，又是以当地工业产品为主要原料之一，是国家及当地政府积极鼓励发展的产品，故本项目产品方案符合国家产业政策，行业发展规划和技术政策及产品结构的要求。近年来，国内生产氟化氢铵的生产技术在不断提高，氟化氢铵的产量不断增加，应用领域不断拓展，而又不断寻求新的原料路线和工艺方法，目前基本形成了相当的生产规模。根据市场预测及各股东的集资现状，确定建设规模为2000吨/年氟化氢铵。300吨/年粗白炭黑。204工艺技术方案41工艺技术方案的选择411原料路线确定的原则和依据4111原料路线确定的原则在化工产品的生产过程中，原料的费用占整个产品成本很大的比例。因此，合理的选择原料就显得非常重要了。通常，在选择原料时应遵循如下的原则。1）原料的价格低廉，能保证产品具有较大的利润空间；2）选择的原料能够有充足的供应，不致因原料的短缺而影响生产；3）采用的原料能够保证产品的质量；4）最好能实现物料循环，不产生副产品或少产生废物。4112原料路线确定的依据目前，国内外生产氟化氢铵所用的主要原料为氢氟酸、液氨，但该项目为自主研发用稀土焙烧尾气酸、氢氟酸为自产产品、液氨为外购原料生产氟化氢铵。4113原料路线的确定综上所述，采用稀土焙烧尾气酸、氢氟酸和液氨为原料可以满足原料选择的原则，而且可实现工业废物化害为利，在环保方面具有双重意义和作用。所以，确定选择尾气酸、氢氟酸和液氨作为生产氟化氢铵的原料。4114原料的确定本项目原料方案是自主研发以包头市多家稀土厂家产出的尾气酸为21主要原料。利用该尾气酸不仅原料充足，而且该尾气废酸是稀土行业的废弃物，最主要是变废为宝，治理环境，将有很好的经济及社会效益。1）尾气酸该公司自主研发生产氟化氢铵用到的尾气酸来源于包头地区多家稀土企业，此尾气酸由水吸收稀土焙烧尾气所得。其主要成分为19的HF、8的SIF4及73的H2O。2）氢氟酸该公司有自产氢氟酸3）液氨在包头周边地区有多家化肥生产厂家，所以原料液氨供应充足。412工艺技术概况氟化氢铵合成工艺可以分为直接合成和间接合成，直接合成可分为液相法和气相法，间接合成有氟化铵水溶液脱水制备法。XX化工自主开发的工艺为液相法。4121液相法反应原理NH32HFNH4HF2制法及工艺在铅或塑料容器中，投入定量40氢氟酸，在搅拌下缓慢通入氨气，使之充分反应。在容器夹套中用冷水冷却。操作中随时用刚果红试剂测定，至试剂刚呈棕色为终点停止通氨。将反应液蒸发浓缩至液面呈现结晶膜为止，然后冷却结晶，离心分离，制得氟化氢铵成品。4122气相法反应原理NH32HFNH4HF2制法及工艺气化的将无水氟化氢气化后和氨气以21MOL的比例分别导入气相反应器中进行反应，反应温度保持在250左右。反应22得到的高温氟化氢铵气体经喷嘴在凝华器中与大量干燥的冷空气急剧混合，迅速冷却形成粉末状固体颗粒，经旋风分离器收集产品。空气经冷却后循环使用。工艺流程图见图41。图41气相法工艺流程示意图4123氟化铵水溶液脱水制氟化氢铵将氟化铵溶液与循环母液混合，在温度130,真空度3340KPA下蒸发，得到熔融物。将熔融物于6080的水中重新溶解、过滤除去杂质。滤液冷却到25再过滤。产物在过滤器上用6090的热空气于负压下进行干燥。生成的NH4HF2纯度99,母液循环使用。蒸发出来的NH3可回收再用于制备NH4F。4124XX化工液相法合成氟化氢铵将尾气酸与液氨在反应罐内混合，在常温下反应生成氟化铵溶液。沉淀分离得到粗白炭黑，上层清夜打到蒸发器，蒸发的同时加入氢氟酸反应生成氟化氢铵。42工艺流程和消耗定额421反应原理1）SIF46NH32HF2H2O6NH4FSIO22）NH3HFNH4F3）NH4FHFNH4HF2NH3冷却AHF反应FAN凝华分离成品FAN23422全厂工艺流程简述原料尾气酸由隔膜泵从原料罐打入搅拌式反应釜中，同时将液氨通入反应釜，在反应釜中搅拌、中和约一小时左右完成中和，为使反应完全，参加反应的液氨应过量，在反应综合液PH8的条件下生成白炭黑和NH4F的混合料，然后将反应料排入澄清池自然沉降24小时后将料液中沉淀于沉淀池底部的白炭黑与含少量清夜的混合物用泥浆泵抽送至压滤机过滤分离得固体粗白炭黑，清夜重新返回澄清池，澄清池上层的清夜用清夜泵送至清夜池，清夜通过管路与蒸发器相连在蒸发器负压的作用下自动吸入蒸发器，同时加入20的HF,反应生成NH4HF2同时蒸发掉溶液中含微量NH3的水蒸汽后，溶液变为温度较高的NH4HF2过饱和溶液，从蒸发器底部出料口放入小车内自然冷却24小时后随着温度的降低，NH4HF2由于溶解度变小而析出大量结晶，用离心机分离所得固体即为产品NH4HF2，滤液进入滤液池后重新打入蒸发器蒸发。整个过程产生的冷凝氨水定期外售，生产的产品NH4HF2含水率3，SIO26。流程图见图42。尾气酸液氨清夜反应罐澄清池蒸发合成真空系统过滤机冷却氢氟酸分离成品NH4HF2清夜白炭黑24图42工艺流程图423全厂物料平衡方案以1吨氟化氢铵为基准，全厂物料平衡如图43所示图43全厂物料平衡简图43自控技术方案431自控水平和主要控制方案为了使生产平衡、安全、便于管理，自控仪表主要是岗位就地设置，控制仪表按工艺过程集中在相应的工段内，以便于检测、控制和操作。本项目是一较小型企业，自控水平及控制方案在满足生产的前提，尽量采用简单易行、安全可靠并便于操作的常规检测仪表，测控系统及故障保护系统。432仪表类型的选择现场仪表种类和型号的选择应尽可能减少品种，以利于备品备件的采购及维护。4321温度测量仪表就地温度测量一般选双金属温度计尾气酸167吨蒸发合成澄清池反应罐液氨037吨NH4HF2100吨HF175吨SIO2015吨H2O264吨25集中温度测量选分度号为PT100铂热电阻热电阻应符合IEC751标准或选用热电偶分度号根据工艺条件选择，热电偶应符合IEC584标准4322压力测量仪表就地压力测量一般选弹簧管压力表，对腐蚀性较强的介质应选用隔膜压力表集中压力测量均选用电子式仪表，二线制、420MADC标准信号。压力和差压变送器均为智能型变送器4323流量测量仪表一般选用孔板配差压变送器，对腐蚀性的介质选电磁流量计。根据工艺介质测量要求也可选用其它类型流量仪表。对于原料和成品的流量测量使用高精度的流量仪表，气体流量应加温度和压力补偿。4324液位测量仪表一般液位测量选用差压式仪表，对腐蚀性的介质选用法兰式差压仪表，根据工艺要求也可选用其它类型液位计，储罐类选用浮标液面计。4325固体物料一般用地衡式计量。433仪表防护电子/电气仪表应满足相应区域的防爆等级。遵循GB5005892爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的要求。电子控制系统应是本安型，以确保在危险区域与非危险区域电气的隔离。现场安装的电子/电动仪表应为全天候，符合IP54（IEC529）或以上等级。以满足现场气候条件要求。26434仪表信号420MADC435仪表供电仪表电源由电气专业提供双回路220V50HZ交流电。DCS，PLC和一些重要现场仪表电源应由UPS（不间断电源装置）提供220V50HZ交流电源。现场电子式仪器变送器采用24VDC电源，可由DCS系统提供。UPS应配用高性能蓄电池，蓄电池容量应考虑30分钟备用时间。44主要设备的选择本项目设备选型按2000吨/年氟化氢铵生产能力计算，生产天数按330天计，全年按8000小时计。本项目主要设备有蒸发器、反应罐、过滤机、离心机，环保设施、辅助设施等。选用的主要设备一览表见表41。表41主要设备一览表操作条件序号设备名称规格型号温度（）压力（MPA）容积（M3）物料数量材质1水池常温常压300水1座砼2酸储罐30002000常温常压15尾气酸4台PP3液氨储罐常温16100液氨1台16MNR4反应釜12001500常温常压15中和液6台PP5澄清池800050003000常温常压100中和液2台砼PP6过滤机HOL31000常温常压白炭黑沉淀1台组合件277清液池800050003000常温常压100中和液1台砼PP8蒸发器SWZ135056070常压氟化氢铵溶液2台组合件9离心机SS1000常温常压氟化氢铵溶液4台组合件10冷凝器6070常压氨溶液2套组合件11结晶机SGJ400常温03MPA氟化氢铵溶液3台组合件45标准化本项目为自主研发的新技术，具有一定的创新性，但各生产单元是较成熟的工艺，采用的大部分设备为非标设备，从结构形式上有反应器、换热器、贮罐等，由于有较强腐蚀性，设备均需内衬非金属材料或防腐材料。对压力容器设计制造应遵循压力容器安全技术监察规程、钢制压力容器、钢制管壳式换热器、钢制焊接常压容器技术条件及防腐规范，对设备上的法兰、封头、人孔、视镜、液位计、工艺管道、管件、等零部件，采用国家或部颁标准。285原材料、辅助材料及燃料的供应51原材料供应511主要原料的品种、规格、年需求量、来源及运输条件本项目主要原料氢氟酸来自自产稀土高新企业。由于稀土企业生产过程中产生大量氢氟酸和氟硅酸混合废酸，所以本厂生产原料成为优势资源。包头市周边地区也有多家化肥厂生产厂家，所以原料液氨来源也比较丰富。主要原料的需求量、来源、运输条件见表51。表51主要原料情况一览表序号物料名称规格年用量（吨）来源运输条件HF1963271尾气酸H2SIF682664华美稀土厂汽运29H2O73243092液氨1007335汽运3氢氟酸203500自产汽运512原料来源的可靠性包头市白云鄂博是世界著名的稀土矿所在地，由于有天然的资源优势，包头周边建立起重多稀土生产企业，且具有一定的规模。包头市九原区稀土钢铁园区华美稀土厂、红天宇稀土厂稀土产量大并且距该厂只有几公里，所以能够为该项目提供足够的尾气酸，而且尾气酸是稀土行业难于处理的生产废料，因其本身的物理化学特性有毒而不能直接排放，处理又需大量资金，也在困扰企业。该厂能够再利用尾气酸是一变废为宝、皆大欢喜之事，原料完全有保障。包头市周边有萨拉齐、察素齐、达拉特旗、乌拉山、五原等化肥厂产量在30多万吨/年，原料液氨完全有保障。52燃料供应521使用燃料的品种、年需求量本项目蒸发过程中需蒸汽加热，配置锅炉。距包头100KM左右的鄂尔多斯地区有丰富的煤炭资源，所以燃料供应有保障。本厂生产用煤为1200吨/年。522使用燃料的来源、运输条件及可靠性鄂尔多斯地区现煤炭探明储量在1244亿吨，现大小煤矿数百座，且地质构造简单、埋藏浅、煤层厚、易开采，发热量高，为优质动力煤。所以燃料煤供应完全有保障。306建厂条件和厂址方案61建厂条件611厂址的地理位置、地形、地貌概况包头市位于内蒙古自治区西部，其具体地理坐标东经1091511026，北纬40144243，东临呼和浩特市，北与蒙古接壤，西靠巴彦淖尔市，南与鄂尔多斯市隔河相望。全市总面积27691KM2。大青山和乌拉山东西向横亘于包头地区中部，将全市划分为地形特征各不相同的北部高原、中部山地和南部山前平原三个部分，区内总的地势为中间高南北低，北高南低，西高东低。北部高原海拔1500M左右，山区、丘陵交错，沟谷分布其间，属乌兰察层状高原。中部山地由阴山山脉的乌拉山和大青山组成，最高峰在美岱召北，海拔高度2338M。按地貌成因划分，北部是山前倾斜平原，南部是黄河冲积平原，山前倾斜平原的西部属哈德门沟冲洪积扇，东部属昆都仑河冲洪积扇。31包头市XX化工有限责任公司位于九原区稀土钢铁园区，厂区周围情况北面为空院，东为稀土高科，南面为大安钢铁公司。整个厂区占地面为13334M2。612拟造厂址工程地质水文概况该地区潜水含水组成为上更新统至全新统含水组，即Q34含水组，含水层厚度一般为1025M，水量、水位、水质由扇顶向扇缘急剧变小变浅变差，在扇形地上部单位涌水量为10002000M3/D。水位埋深由3040M，矿化度小于05G/L,在扇形地下部，水位埋深由30M变为13M，矿化度增至0510G/L，局部可达2G/L。承压水含水组为中更新统下流含水组，即Q1/2含水组。含水层薄且富水性差，无开采价值。经包头水文地质监测站多年对该地区的水质监测，该区地下水质优良。613当地气象条件包头市深居内陆，远离海洋，属典型的中温带大陆性季风气候，冬季常受西伯利亚寒流侵袭，夏季又受东南季风影响。总的特点是冬长而寒，夏短而热，无霜期短，多风少雨。全年日照时效31497小时，年平均气温64，七月份气温最高，极端最高气温3841953年7月8日，平均229，一月份气温最低，极端最低气温3141971年1月27日，平均123。年平均降雨量309MM，降水量年际变化大，多用年678MM，少雨年131MM，蒸发量2343MM。降雨量集中在七、八、九月份。年平均风速为34M/S，主导风向为NNW风，年静风频率48，年平均年气压为895898HPA,相对湿度年平均为50。气候干旱温和，年平均气温67，无霜期125130天。平均海拔1015M32气候本地区属于中温带大陆性季风气候年平均气温64极端最高温384极端最低温314年平均风速为34M/S最大风速233M/S相应风向NNW多年蒸发量2343MM年平均降雨量309MM降雨量集中在79月份614地区和城镇社会经济的现状及发展规划包头市九原区位于阴山南麓，黄河北岸，土默特平原与河套平原的结合部，全区辖7个镇、3个乡、1个苏木。辖区总面积1858平方公里，耕地面积386万亩，总人口30万。近年来，九原区坚持“以农业稳区、以工业强区、以商贸活区、以科教兴区”的战略思想和“全党抓经济，重点抓乡企，大力抓农业，突出抓效益”的战略举措，全力推进工业化、产业化、城镇化发展进程，经济和社会各项事业取得快速发展。2002年，全区国内生产总值达到3149亿元，工业增加值完成1779亿元，农业增加值完成458亿元；出口交货值完成10315万美元；财政收入19258亿元；城镇居民人均可支配收入达到6240元，农牧民人均纯收入达到3515元，综合经济实力已跻身内蒙古自治区101个旗县区的前20位。包头市九原工业开发区属能源和资源开发型现代化工业园区，开发区功能区划明确、产业链接合理，经济效益与社会效益巨大，是九原区乃至包头市经济增长的重要平台，2003年6月被批准为自治区级乡镇企业工业开发区，同年12月被列为自治区20个重点工业开发区之一。33开发区规划面积为1463平方公里,分南北两区（南区48平方公里、北区2平方公里土地待开发），现有企业65个，固定资产投资40亿元。开发区以钢铁、稀土为主导产业，区内企业立足于包头市发展钢铁、稀土的优势，现已形成烧结、炼铁、炼钢、连铸连轧及稀土深加工及应用的生产体系，构成钢铁、稀土两大产业链。同时为了进一步引导、扶持企业的发展，开发区专门成立钢铁产业领导小组办公室，聘请有关专家制定钢铁产业发展规划，切实引导钢铁产业走向良性循环的发展轨道。开发区现拥有国家级重点项目2个，自治区级重点项目3个，包头市重点项目13个，目前已具备了年生产铁150万吨、钢100万吨、稀土氧化物18万吨、处理碳酸稀土5万吨的生产能力，有着广阔的工业发展空间和增长潜力。开发区始终坚持以发展为第一要务，不断加强基础设施建设，目前园区已具备“六通一平”的投资环境。主要基础设施有15公里长的园区道路，7公里长的铁路专用线，占地600亩的货场和110KV变电站一座，正在新建日供水能力达3万吨的供水工程、日处理5万M3的污水处理厂一座，同时为企业免费接入宽带，提供各项通讯服务。开发区的迅速发展带动了地方经济的繁荣，增加了当地农牧民的收入，提供了广阔的就业空间，带来了巨大的经济和社会效益。到2010年，开发区将力争建成自治区一流的工业园区和包头市的稀土谷、钢铁基地、能源基地。615交通运输条件和运输量开发区地理位置优越，交通便利。210国道、110国道纵横境内，呼包高速公路与丹东至拉萨高速公路横贯东西，南绕城、北绕城线环绕开发区南北，同时开发区境内还拥有一条7公里长的铁路专用线及600货场，有力保证了开发区货物进出的快捷便利，构成了开发区四通八达34的交通动脉。本项目总运输量为112195吨/年，运入量为87635吨/年，运出量为2456吨/年。616水源、供排水情况给水工业用水由本厂自己打深井提供。水井涌量50吨/H。排水本项目基本无污水排出，冷凝器收集的含有05N的氨水，全部由化肥厂定期用罐车运输回收或销售给周边农村。617供电、电讯情况供电拟建厂区由包头市哈业脑包供电所提供用电，建厂由动力线引入厂变、配电室，新增变压器一台，容量为200KVA，供电负荷等级为二级。通讯利用市话网络，设置电话5部，可供对外消防、供电、医疗等部门的联系，同时对内进行生产调度联络。618供气、采暖与通风采暖车间及办公室、宿舍采暖由锅炉房提供热源采暖。通风冬季生产车间自然通风，夏季需强制通风换气。62厂址方案由上综合分析，本项目拟建于九原区稀土钢铁园区。本项目依托该工业园区工业现有的公用工程、辅助设施及四通八达的公路网络及原料出产地较近的优势，同时厂址处地势平坦，土方工程量小。厂址方案较合理。357公用工程和辅助设施方案71总图运输711总平面布置7111总平面布置的原则及功能划分1总平面布置原则本项目设计的原则遵循工业企业总平面设计规范，充分利用化工园区现有的土地资源，因地制宜，合理布局，节约用地，规划方案符合九原区稀土钢铁园区的总体要求。同时满足工艺流程的需要，力求工艺流程顺畅，管线短捷，使各规划装置区有机结合，合理布局确保园区外36道路及公用工程管线引入顺畅，便捷。满足生产管理及建筑防火、安全规范的要求。2功能划分本项目购得土地13334M2。根据生产流程将厂区划分为三个功能区域，厂区中部为生产区，北部为生活办公区，南部为维修或小型设备制作区，生产区处于常年主导风向的下风侧，库房布置在生产区西南部。厂区内道路宽敞，消防通道畅通。功能分区明确，厂区布置比较合理。7112竖向布置原则及土石方工程量1竖向布置原则根据场地现有地形，选择适当的布置方式，以减少土石方工程量，合理确定场地标高，排水方式和坡度，确保场地及生产安全。同时与场外铁路、公路的连接顺畅。目前已购得的厂区内无大的土丘、沟壑、地势平坦，所以竖向布置原则上厂区内全部推平，有利于工艺及运输车辆通行，由于该地区降雨量稀少，厂区不设雨水系统，雨水由绿化地表渗漏和道路坡道排出。2竖向布置的土石方量由于在厂区内地形比较平坦，只需部分硬化所以土石方量用量较小。7113厂区绿化由于企业属化工生产企业，其产品和原料对人体的健康有一定危害，因此在厂区的空旷地进行绿化种植草坪。另外在厂区道路两旁种树进行绿化，达到净化空气、美化环境的目的。绿化率达30以上。712工厂运输7121全厂货物运输量及运输方式本项目的生产运输主要采用汽车运输方式，本次建厂总运输量为112195吨/年，其中运入87635吨/年，运出2456吨/年。具体运输37情况见表71。表71主要物料的年运输量表序号物料名称单位数量运输方式备注运入1尾气酸吨3330汽车罐车2液氨吨7335汽车罐车3氢氟酸吨3500汽车罐车4燃煤吨1200汽车小计87635运出1氟化氢铵吨2000汽车、火车2白炭黑吨300汽车3燃料煤炉渣吨156汽车小计24567122货物运输的方案选择拟建厂址在九原区稀土钢铁园区，该工业园区公路四通八达。从本设计所选原料基本为当地，货物运输方案基本选用汽车运输。产品运输方案如果打入国内其它省市市场则可考虑铁路运输。企业法人本次集资及考虑投入资金首先应满足生产需求，故本次设计不考虑厂内购置长途运输车辆，长途运输车辆全部由社会力量解决。7123工厂排渣的数量、性质本项目所利用的原料为尾气酸（主要由氢氟酸和氟硅酸组成）和液氨，该工艺不会产生工业废渣，本设计中不予考虑。锅炉所产156吨/年炉渣用于铺路或销售于炉渣砖