白炭黑可行性研究报告.doc

可行性研究报告 项目名称： 3000 吨/年二氧化硅（白炭黑）生产线项目 陈世杰 2010年2月15日 目 录 第一章 总 论 第二章 市场预测 第三章 建设规模与产品方案 第四章 厂 址 第五章 技术方案、设备方案和工程方案 第六章 主要原辅材料、燃料供应 第七章 节能、节水措施 第八章 环境保护 第九章 劳动安全、工业卫生与消防 第十章 组织机构与人力资源配置 第十一章 项目实施进度 第十二章 投资估算与资金筹措 第十三章 技术经济分析与评价 第十四章 项目招标方案 附图：厂址区域位置示意图 总平面布置示意图 附件：项目有关编制依据文件复印件 第一章 总 论 1.1 项目背景与概况 1.1.1 项目名称 3000t/a 二氧化硅（白炭黑）生产线 1.1.2 项目承办单位概况 1、项目建设单位名称： 2、项目建设单位概况： 3、项目承建单位情况： 1.1.3 可行性研究报告研究范围及指导思想 1、研究范围 市场需求及产品销售预测。 项目建设的必要性及建设条件。 二氧化硅生产的技术方案和工程方案。 环境保护方案。 节能措施。 投资估算及资金筹措。 财务及经济效益分析。 2、指导思想 (1) 根据“依靠技术改造，促进技术进步”的精神，根据市场预测情况，并结合厂区实际进行项目研究，购置国产先进设备，提高产品质量和市场竞争力，努力节约投资，以取得最大的经济效益和社会效益。 (2) 充分利用企业现有技术力量和公用设施，尽可能减少投资费用。 (3) 充分利用工业副产物四氯化硅生产高性能的主产品，而本项目副产物返回其它项目利用，以实现资源的循环利用。 (4) 采取积极有效的环境保护、工业卫生和消防安全等措施。 1-4 1.1.5 可研报告编制依据 (1) 国务院颁布的当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007 年度）第四篇“新材料“中第 44 款”纳米材料”项目。 （2）石油化工企业设计防火规范（GB50160-92）（1999年版） （3）建筑设计防火规范GB50016-2006 （4）工业企业设计卫生标准GBZ1-2002 （5）室外给水设计规范GB50013-2006 （6）室外排水设计规范GB50014-2006 （7）建筑给水排水设计规范GB50015-2003 （8）建筑物防雷设计规范GB50057-1994（2002 年版） 1.1.6 项目提出的依据和必要性 项目提出的依据 本研究是根据广州吉必盛科技实业有限公司的工艺技术，结合化工建设的相关规定进行。 通过对本项目在工程技术上的先进性、可靠性和经济上合理性以及产品市场的全面分析并进行研究，主要内容有：对设备选型、市场需求分析、工艺技术、工程技术、总平面布置图、工艺流程图、配套公用工程、土建工程、环境保护、生产组织和劳动定员等进行分析，并进行投资估算，对项目 进行经济分析。 项目提出的必要性 气相二氧化硅作为一种重要的纳米级无机化工原材料，广泛应用于硅橡胶、胶粘剂、油漆、涂料、油墨、纸张、化妆品、医药、食品等领域，起到补强、增稠、触变、消光等作用，是高技术领域和国防工业必不可少的原材料。我国的气相二氧化硅生产起步于上个世纪 60 年代，目前主要有三家国内企业在生产和销售气相二氧化硅，总产能约为 4000 吨/年。尽管产品在质量和品种方面均与国外公司有较大差距，但却供不应求。在国内企业生产能力和产品质量无法与之抗衡的情况下，进口气相二氧化硅和外资企业产品占据中国 80%的市场。 目前国际上气相二氧化硅工业的发展趋势是气相二氧化硅公司与多晶硅或有机硅公司有紧密合作，前者利用后者的副产物（如四氯化硅或甲基三氯硅烷）生产高品质的气相二氧化硅产品，而前者产生副产物（盐酸）则返回给后者，形成一个资源综合利用的良性循环经济产业链。这样就可以促进彼此的发展，产生良好的经济和社会效益。 综上所述，建设项目符合国家产业政策，具有明显的环保效益、经济效益和社会效益。 1.2.1 生产及配套条件 本可行性研究只函盖 3000t/a 二氧化硅生产线,其配套的公用工程部分另由投资人统一配套供应。 1.2.2 总投资及资金来源 本项目总投资约 8607.2 万元，由建设单位全资负责。 1.2.3 技术经济主要指标 技术经济主要指标详见表 1-1。 1-7 技术经济主要指标 序号 项目名称 单位 数量 备注 1 建设规模气相二氧化硅 吨/年 3000 2 产品方案 HL-150 牌号 吨/年 1500 HL-200 牌号 吨/年 1200 HL-300 牌号 吨/年 150 HL-380 牌号 吨/年 150 副产盐酸 30% 吨/年 22500 3 主要原材料 四氯化硅 吨/年 9000 氢气 万立方米/年 450 空气 万立方米/年 9000 折合 30%碱烧碱 吨/年 1200 1200t 4 年工作日 天 330 四班三倒制 5 公用动力年耗量 水 万吨/年 9 电 万 KWH/年 750 氮气 万立方米/年 3 蒸汽 吨/年 6000 仪表空气 万立方米/年 3 原料由管道6 总运输量 吨/年 35760 输送，产品副产物运输运入量 吨/年 10260 量 1-8 技术经济主要指标 序号 项目名称 单位 数量 备注 6 运出量 吨/年 25500 7 项目定员 人 59 8 占地 平方米 14630 9 建筑面积 平方米 5640 10 项目总投资 万元 8607.2 建设投资 万元 7515.68 11 年销售收入（含税） 万元 6450 达产年 12 年总成本费用(平均) 万元 3273.05 平均年 13 年销售税金及附加 万元 78.1 平均年 14 年所得税 万元 742.46 平均年 15 年利润总额 万元 2969.85 平均年 16 年利税总额 万元 3712.31 平均年 17 动态回收期（I=10%） 年 3.53 所得税前 18 动态回收期（I=10%） 年 4.11 所得税后 财务评价指标 19 总投资收益率 % 34.5 达产年 投资利税率 % 44.48 达产年 项目资本金净利润率 % 25.88 达产年 财务内部收益率 % 41.15 所得税前 财务内部收益率 % 32.17 所得税后 1-9 1.3 研究结论 经调查研究和分析论证，本研究报告认为，利用多晶硅工业副产物四氯化硅生产二氧化硅，在技术和经济两方面都是可行的，体现了循环经济的模式，具有显著的环保、经济和社会意义。主要结论如下： (1) 本项目属于国务院颁布的当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007 年度）第四篇“新材料“中第44 款”纳米材料”项目。因此本项目符合国家产业政策和江西省经济发展规划，有利于应对 WTO 带来的机遇和挑战，促进硅产业基地建设，有利于可持续发展战略，推动资源节约、综合利用和环境保护。 (2) 本项目使用的生产设备自动化程度高，生产能力强，具有国际先进水平。总体上看，本项目起步高，投资低，在国内处于领先地位。 (3) 气相二氧化硅是多晶硅的重要下游产品，国内外市场潜力巨大。 (4) 本项目技术提供单位有多年气相二氧化硅生产和经营经验，产品畅销国内市场，并有雄厚的技术力量，这为本项目建设和今后生产提供了有利的技术和经营保证。 (5) 通过详细的经济分析数据表明，该项目经济效益较好，建议尽快实施本项目。 1-10 第二章 市场预测 2.1 市场预测 2.1.1 产品型号、质量标准 气相二氧化硅俗称气相法白炭黑，是一种重要的纳米无机化工材料，粒径微小（740nm），比表面积大（50400mg），产品纯度高（SiO299.8%）。该产品具有优越的表面化学性能以及良好的生理惰性，在硅橡胶、胶粘剂、油漆、涂料、油墨、电子、纸张、化妆品、医药、食品、农业和 CMP等领域有着广泛的应用，主要起到补强、增稠、触变、消光等作用，是国家高科技领域和国防工业中不可缺少的原材料。该产品生产技术要求极高，目前国际上仅有德美日乌中等几个国家能够生产，国外产品占据了我国 80以上的市场。气相二氧化硅分亲水型和疏水型产品。疏水型产品是在亲水性产品的基础上表面改性而得。表面改性就是使二氧化硅粒子表面的活性羟基与有机化合物发生缩合反应而在二氧化硅表面覆盖一层有机分子，使二氧化硅表面由亲水性变为疏水性，从而改善二氧化硅与有机物分子之间的浸润性、分散性、界面结合强度，提高材料的综合性能和产品的附加值。 2-1 表 2-1 气相二氧化硅质量标准（GB/T20020-2005） 分类 氮吸附比 45m 悬浮 105 灼烧 二氧 三氧 二氧 三氧 碳 氯化物名称 表面积 筛余 液 挥发物 减量 化硅 化铝 化钛 化铁 质 质量分2（m /g） 物质 pH 质量分 质量 质量 质量 质量 质量 量 数/量分 数/ 分数/ 分数/ 分数/ 分数/ 分数/ 分a 数/ （mg/ （mg/ （mg/ 数） ） ） / A50 4059 3.6 3 30 A70 6079 0.05 4.5 2.5 99.8 500 300 0.2 0.025A90 8099 A110 100125 A150 126175 A200 176225 A250 226275 A300 276335 A380 336405 B50 4059 B70 6079 B90 8099 B110 100125 3.4 B150 126175 _ 1 30 b8 10.0 99.8 500 300 0.3 0.02 B200 176225 B250 226275 B300 276335 B380 336405 a碳含量可以是灼烧减量的一部分。 b 用 1+1的甲醇水溶液 2-2 2.1.2 产品的应用领域 2.1.2.1 气相二氧化硅在硅橡胶中的应用 硅橡胶具有较好的耐高低温、隔热、绝缘、防潮、防化学腐蚀、抗污染和生理惰性，在航空、航天、国防工业、机械制造、建筑装饰、生物医学等领域具有不可替代的作用，是公认的新型先进合成材料。 未经补强的硅橡胶，其强度不超过 0.4Mpa，没有使用价值。气相二氧化硅由于其比表面积大，粒径小，结构性高，具有优异的补强性能，硅橡胶经气相二氧化硅补强之后，强度最高提高可达 40 倍，具有广泛的用途。二氧化硅表面上硅醇基（Si-OH）可以与硅橡胶分子形成物理或化学结合，在二氧化硅表面形成硅橡胶分子吸附层，构成二氧化硅粒子与橡胶分子联成一体的三维网络结构，从而达到补强作用。 2.1.2.2 气相二氧化硅在胶粘剂、密封剂中的应用 在胶粘剂和密封剂中，气相二氧化硅主要作为补强剂和添加剂，起到流变控制、防沉降、防止流挂和补强作用。 二氧化硅的粒径小、表面积大、表面硅醇基（SiOH）多及其聚集体的立体分支结构，通过氢键或范德华力使得二氧化硅与聚合物分子之间、二氧化硅分子之间产生强力作用，达到补强效果。 气相二氧化硅在胶粘剂和密封剂体系中均匀分散后，可以形成一个二氧化硅聚集体网络，聚集体通过表面的硅醇基（SiOH）与聚合物分子形成氢键，使体系的流动性受到限制，体系的粘度增加，从而起到增稠的作用，同时，在剪切力的作用下，氢键和二氧化硅网络受到破坏，导致体系粘度下降，即发生触变效应，便于施工，一旦剪切力消除，二氧化硅网络和氢键又重新形成。从而有效防止产品储存期间的沉降和使用过程中的流挂。 2.1.2.3 气相二氧化硅在涂料、油漆和油墨中的应用 气相二氧化硅广泛应用与油漆、油墨及涂料领域，主要作为流变助剂、防沉剂、助分散剂使用。在液态体系中，气相二氧化硅主要作为流变控制剂使用，它们在基质中分散形成一个二氧化硅网络，在储存过程中可以有效防止颜料的沉降分层现象。在施工过程中，由于涂层边缘的溶剂挥发较快，导致表面张力不均匀，容易使涂料向边缘移动，二氧化硅网络能够有效地阻止涂料的移动而形成厚边，同时二氧化硅网络还可以防止涂料在固化过程中的流挂现象，使涂层均匀，这对于一些厚浆型涂料来讲至关重要。气相二氧化硅还可提高涂料的耐侯性、抗划伤性，提高涂层与基材之间的结合强度以及涂层的硬度。 在粉末体系中，气相二氧化硅可以作为分散剂使用。由于气相二氧化硅的小粒径和高表面能，它们可以吸附在涂料粒子的表面，在表面形成一个表层，有利于提高涂料的流动性和喷涂性能。气相二氧化硅可以吸附涂料表面的水分，可防止涂料的结块。 在高性能无内部损耗的涂料中，如海洋涂料、工业修补漆等方面，气相二氧化硅可用作消光剂和触变剂。在环保的高固含量油漆中，气相二氧化硅还可作为触变剂和分散剂。 2-4 在工业（印刷）油墨中，气相二氧化硅可以控制产品的流动性能。在复印或激光打印方面，气相二氧化硅可作为分散剂来控制调节墨粉的流动性能。 2.1.2.4 气相二氧化硅在橡胶中的应用 气相二氧化硅能大幅度提高胶料的物理机械性能、减少胶料滞后、降低轮胎的滚动阻力而又不损失抗湿滑性能。 在橡胶工业中，虽然炭黑是最有效的补强剂，然而其最大的缺点是不能用来制备彩色制品。气相二氧化硅的补强效果完全可以达到或超过炭黑的水平。在高档彩色橡胶制品中，气相二氧化硅是最好的补强剂。 在轮胎工业中，胎面胶中添加气相二氧化硅可以提高胎面抗切割、抗撕裂性能，减少蹦花掉块。用于帘布胶中，可以大大提高帘布与胶料的粘合性能。气相二氧化硅的小粒子效应还可以使橡胶在添加后提高耐磨性能。 2.1.2.5 气相二氧化硅在树脂中的应用 在塑料中添加气相二氧化硅，可提高材料的强度、韧性、耐磨性、防水性和耐老化性，改善材料的加工性能及制品的外观。含有 3-5%气相二氧化硅的不饱和聚酯树脂，其耐磨性提高 1-2 倍，拉伸强度提高 1 倍，冲击强度也大大提高。用气相二氧化硅改性的聚酰胺，可提高拉伸强度 1.5 倍，断裂伸长率提高 3 倍。 在环氧树脂体系中，添加 3%的气相二氧化硅可克服弹性体增韧而导致材料刚度和强度下降的缺点；并且可使复合体系的抗冲击强度提高 40，拉伸强度提高 21。 2-5 在 PMMA 中添加 4%的气相二氧化硅，可使材料的缺口抗冲击强度提高 80以上且不降低材料的光学透明性。在 PS塑料薄膜中添加气相二氧化硅，可提高薄膜的强度、韧性、 透明性和抗老化性，也使薄膜易于张口，不会粘结。 2.1.2.6 其 他 在化学机械抛光（CMP）工业中，含气相二氧化硅的 CMP浆料在 CMP 中占据着重要位置，种类及用量最多。利用机械法将气相二氧化硅粒子在一定条件下分散于水中是制备气相二氧化硅 CMP 浆料的主要方法，它能保证 CMP 浆料的高固含量（大于 20%）和高纯度。目前气相二氧化硅 CMP 浆料已经大量使用在硅晶片及钛膜等表面加工。 在化妆品中，气相二氧化硅可以有效反射紫外线，而且易与化妆品中其他成分匹配，无毒无味，稳定性好，被紫外线照射后不分解、不变色。 在医药方面。气相二氧化硅的亲水性可用来消除水肿或降低伤口发炎时的分泌物；给腹泻病人固定和结合水分；在皮肤病学中广泛用做干燥剂。其高吸附性可用来吸附微生物和微小病毒。气相二氧化硅还可作为药物载体，延长药效和促进药物的吸收。 在农业中，用气相二氧化硅与微量元素、生长调节剂和矿物肥料混合对种子进行处理，可保护种子免受机械破坏和受潮，可提高种子的发芽率、降低肥料的用量、提高农作物产量。 气相二氧化硅可以作为食品添加剂用于牛奶、果汁、啤酒、麦片、肉类等中，起到保鲜、防腐、增加口感等作用。 用于污水处理，气相二氧化硅与有机絮凝剂一起，絮凝有毒 物质。气相二氧化硅还有许多正在开发和待开发的用途。2.1.3 国内外市场情况和需求预测 2.1.3.1 国内市场情况和需求预测 气相二氧化硅主要应用在室温硫化硅橡胶（RTV）和热硫化硅橡胶（HTV）领域，在后者中添加量高达 40 份，它在硅橡胶领域的使用量大概占了其总产量的 55。近几年，我国有机硅发展迅速，国内已建和准备建设的甲基氯硅烷装置规模合计超过 250 万吨/年，这将带动下游产业的发展，对气相二氧化硅的市场需求也会日益增加。 近几年我国的气相二氧化硅市场保持高速增长，气相二氧化硅的净进口量增长率连续6年超过20（见表2-2）；2006年进口量超过 11000 吨/年，进口金额达到了 6355 万美元。据不完全统计，目前我国气相二氧化硅的需求量已超过16000 吨/年，年均增长率高达 34（见表 2-3）。从 2005 年开始，国内才开始有气相二氧化硅出口，2006 年出口量增加飞速，增长率高达 14 倍（见表 2-4）。 2-7 表 2-2 近年来我国气相二氧化硅的进口情况 单位：吨 年 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006进口数量 1533 2110 2787 3436 5759 6961 9034 11427年均增长率 36 32 23 67 21% 30% 26表 2-3 国内 1999-2005 年的表观消费量情况 单位：吨 年 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006表观消费量 2109 2675 3367 4286 6909 8861 11184 16043(吨) 年均增长率 27% 26% 27% 61% 28 26% 43注：表观消费量进口量出口量国内产量 表 2-4 近年来我国气相二氧化硅的出口情况 单位：吨 年 2005 2006 出口数量 20 301 年均增长率 1405 2.1.3.2 国外市场情况和需求预测 国际上气相二氧化硅主要生产商为德国 Degussa、美国Cabot、德国 Wacker 公司，这三家公司合计能力约占全球总能力的 85%，这些公司以及日本德山曹达等公司控制着全球气相二氧化硅市场。 a、生产能力及改扩建情况 目前，国外气相二氧化硅生产厂家及能力见表 2-5. 2-8 表 2-5 国外气相二氧化硅生产厂家及能力 生产能国家 公司 地址 力 原料来源 备注 (t/a) Theodore,A 四氯化硅/氯硅美国 5900 L 烷 1988 年投Degussa 公司 产,生产疏Waterford,6350 氯硅烷 水型产品,NY 计划将能力翻番. 四氯化硅/氯硅Cabot 公司 Tuscola,IL 13600 1988年扩建烷 1999 年投由 Dow Corning 产,产品供Midland,MI 7260 提供氯硅烷 给 Dow Corning Waterford, 内部提供四氯GE 公司 6800 NY 化硅 美国小计 39910 Rheinfelde 工业级四氯化13000 Degussa 公司 n 硅 工业级四氯化Leverkusen 4000 硅 1987 年投产,原与Rheinfelde Huls-GmbHCabot 公司 8000 四氯化硅 n 合资,目前德国 完全归Cabot公司.1999年中期内部提供氯硅Burghausen 18000 完成扩建烷 8000t/a. Wacker 公司 Wacker 和内部提供氯硅Kempten 4000 Hoechst 合烷 资公司 比利 包含疏水型Degussa 公司 Antwerpen 15000 四氯化硅 时 产品 Barry,Wale 由 Dow Corning英国 Cabot 公司 10000 1992年投产s 公司提供 由 Rhodia 公司法国 Degussa 公司 Roussillon 7000 提供 2-8 西欧小计 79000 建于 1996日本 Aerosil 年,DegussaYokkaichi 12000 公司 与三菱材料日本 合资公司. 约生产德山曹达 Tokuyama 7000 3000t/a 疏水型产品 Cabot 和Chemplas合Cabot Sanmar 由 Chemplast 资公印度 Mettur 500 公司 提供氯硅烷 司,1998 年中期开始试运行. 采用表面化乌克 卡路什化学 5000 四氯化硅 学研究所技兰 公司 术 乌克兰及部分亚洲国家合计 24500 国外生产能力合计 143410 从表 2-5 可见，按地区分国外气相二氧化硅生产主要集中于西欧、美国和日本；按公司分集中于德国 Degussa、美国 Cabot、德国 Wacker 公司，这三家公司生产能力分别居世界第一、第二和第三，其中前两家是跨国公司，在美洲、欧洲、亚洲等地区建有生产装置。 为了增强在全球范围的竞争能力，这几家公司不仅在欧美地区新建或扩建气相二氧化硅生产装置，而且把生产及经营业务伸展到亚洲地区，尤其是针对中国这一大市场，这几家公司都开始纷纷设厂或设立办事机构，旨在开发更多的销售市场。中国已加入 WTO，关税下调等相关政策陆续出台，这将给外国公司提供良好的发展机遇。 b、生产状况及产量 自从 1941 年德国 Degussa 公司成功开发由硅或有机硅 氯化物用氢氧焰水解法制造气相二氧化硅技术（称为“Aerosil”法）以来，国外气相二氧化硅工业经过 40 多年的发展，已达到很高水平。Degussa、Cabot、Wacker 等公司是目前世界上最主要的气相二氧化硅的制造商，不仅生产能力大，而且生产技术先进，单套生产装置的生产能力均大于4000t/a。这些公司生产装置自动化程度高，产品表面积分布均匀，产品成本低，牌号多，尤其应用于特殊领域的功能性专用产品牌号多，技术指标非常先进。Cabot 公司非处理型气相二氧化硅共有十多个品种（包括 3 个压缩型品种），处理型二氧化硅品种也很多，主要有 TS-720（二甲基硅油处理）、TS-610（二甲基二氯硅烷不充分处理）、TS-530（六甲基二硅氮烷充分处理）等。 Degussa 公司气相二氧化硅商品名为 AEROSIL，Cabot 公司商品名为 CAB-O-SIL，Wacker 商品名为 Wacker HDK。 近几年国外气相二氧化硅生产装置开工率较高，一般超过 90%，有些公司开工率甚至达到 95%。至于产量，国内外文献中没有准确的统计数据，国外有些大公司产品不直接面对市场，而是自用，还有些公司，如 Cabot 公司在美国 Midland的生产装置，采用 Dow Corning 公司有机硅副产品生产气相二氧化硅，将生产出的产品直接供给 Dow Corning 公司使用，因此气相二氧化硅统计很难准确。鉴于此，根据近几年这几家大公司的装置开工率估算出产量统计并列于表 2-6 2-10 表 2-6 国外气相二氧化硅产量（单位：kt） 2002 2003 2004 2005 2006国家或地区 年 年 年 年 年 美国 38 38 38 39 39 西欧 61 63 68 72 75 亚洲(日本印度) 18 19 20 22 24 合 计 117 120 126 131 136 近几年，国外气相二氧化硅产量稳步增长，主要是Cabot、Wacker 等公司扩能所至。目前，西欧是气相二氧化硅的主要出口地区，其产量最大。美国在 1998 年以前进口气相二氧化硅，但随着生产能力及产量的增加，目前亦出口部分产品。亚洲只有日本和印度有生产装置，印度 500t/a 装置从 1998 年开始运行。日本既是气相二氧化硅的出口国，同时也是进口国。 c、国际市场需求预测 在发达国家，由于有机硅工业的发展，气相二氧化硅年消费量逐年增长，预计今后几年年均增长率为 5-7%。在未来几年，有机硅工业仍然是气相二氧化硅的主要消费领域，随着有机硅工业的不断发展，国外气相二氧化硅消费量将不断增长。 另外，在某些新的应用领域中，气相二氧化硅消费增长很快，如广泛应用于电子工业的 CMP（化学机械抛光）稀浆。由气相二氧化硅生产的 CMP 稀浆用于硅片表面隔离氧化膜的抛光，并可制作多层硅片。据国外公司统计，在 20012005年间，CMP 稀浆市场已增加三倍，而在目前的 CMP 市场中， 气相二氧化硅已占有 58%份额。CMP 稀浆的快速增长给气相二氧化硅生产厂带来了较大的经济效益，如 CMP 稀浆已成为 Cabot 公司的新利润增长点，该公司已在美国、英国、日本建有 CMP 稀浆生产装置，并控制着全球 75%以上的市场。 气相二氧化硅在其它领域，如高级油漆、涂料、油墨、胶粘剂、医药、食品加工等方面的需求增长也较快，加上其它方面的应用增长，到 2007 年，国外仅美国、西欧和日本对气相二氧化硅需求量将达到 140kt/a 左右按 5-7%的增长率计）。 此外，很多发展中国家以及目前没有生产装置，但需求量较大的国家和地区，如韩国、台湾、香港等对气相二氧化硅的需求增长将更加迅猛，因此，预测到 2007 年，中国大陆以外的国家和地区气相二氧化硅需求量将超过 150kt/a。 2.1.4 国内主要气相二氧化硅生产企业 2.1.4.1 内资企业 a.沈阳化工股份有限公司 沈阳化工股份有限公司是国内气相二氧化硅最早的生产单位。早在 60 年代，为满足军工需要，原沈阳化工厂通过自行开发，建成了第一套气相二氧化硅装置，产能为 50 吨/年。1995 年沈阳化工通过引进乌克兰技术，建成了 1 套产能为 250 吨年的生产装置。1998 年又建设了 1 套产能为 250吨年的生产装置。近几年，通过扩建，2003 年产能达到了1000吨年。沈阳化工股份有限公司2006年总产量达到1500吨，拥有 A-150、A-200、A-300、A-380 等型号产品。 2-12 b.上海氯碱化工股份有限公司 上海氯碱股份有限公司于 70 年代吸收了沈阳化工气相二氧化硅技术，自行设计建成了一套产能为 50 吨年装置，85 年通过扩建产能到达 100 吨/年，原材料采用四氯化硅。当时上海氯碱的气相二氧化硅项目的引进是为解决三氯氢硅的副产物四氯化硅，工艺较为简单，也未引用自动控制系统。包装方面也比较简单，采用 2.5kg/包塑料袋包装模式。2003 年上海氯碱和上海华东理工大学合作，增设了一条 200 吨/年规模的中试装置，由于各种原因，该生产线至今没正式投产。上海氯碱股份有限公司2006 年产量为 100 吨，主要是 2 号和 4 号产品。 C. 广州吉必盛科技实业有限公司 广州吉必盛科技实业有限公司是国内气相二氧化硅行业的后起之秀，2001 年在江西九江星火工业园建设独资工厂，规模为 500 吨/年，是国内第一条利用有机硅单体工业副产物甲基三氯硅烷为起始原材料合成气相二氧化硅的生产线，该项目的建成使吉必盛公司成为世界上少数几个掌握完全利用甲基三氯硅烷为原料生产气相二氧化硅核心工艺技术的公司之一。 目前，广州吉必盛科技实业有限公司拥有三个生产基地。东北基地是吉必盛公司与中石油吉化集团合资成立的生产基地（双吉化工新材料有限公司），总体建设规模为 3000吨/年，第一期 1000 吨/年生产线于 2004 年 8 月正式投产，目前实际产能超过 2000 吨/年 。华东基地是吉必盛公司与新安江股份有限公司下属公司开化合成材料有限公司合资成立的生产基地（开化新吉新材料有限公司），总体建设规模为5000 吨/年，第一期 800 吨/年生产线于 2006 年 8 月正式投产。华南基地设在广州，是吉必盛公司研发、气相二氧化硅表面处理和深加工基地。由于 2005 年甲基三氯硅烷价格飞涨，目前所有气相二氧化硅生产基地均采用四氯化硅为原料。 广州吉必盛科技实业有限公司虽然成立时间不长，但创新能力比较强，目前在专用包装纸袋方面获得实用新型专利一项；在专用真空包装机方面获得实用新型专利二项；在生产工艺和包装技术方面获得发明专利三项。同时将国内 DCS系统引入二氧化硅生产工艺中，实现全过程自动化控制，关键设备全部实现了国产化。 广州吉必盛科技实业有限公司拥有 HL-150、HL-200、HL-300、HL-380 四个牌号产品，产品质量达到国外同类产品水平，并列入 2004 年度国家级重点新产品计划。为了满足市场不同客户的需求，公司还相继推出 HL-200B，HL-150H 等牌号的专用型亲水型产品，HB-215，HB-220 ， HB-615 ，HB-620,HB-630 等牌号的疏水型产品，产品已经走向系列化，并实现了出口。 2.1.4.2 外资生产企业 a.卡博特蓝星(江西)化工有限公司 卡博特蓝星化工（江西）有限公司由美国卡博特公司与中国化工集团公司所属的中国蓝星总公司合资兴建，是中国第一家具有外资背景的气相二氧化硅生产企业。总体规模4800 吨/年，总投资 3000 万美元，于 2005 年 1 月 16 日开工 建设，2006 年 4 月 19 日点火试车，8 月 16 日正式投产。目前主要生产亲水性产品，原材料甲基三氯硅烷全部来源于星火有机硅厂，在 06 年甲基三氯硅烷价格飞涨期间，合资关系保证了原材料的优惠供应，使得卡博特蓝星化工（江西）有限公司竞争能力得到大大加强。 b.日本德山化工公司 日本德山株式会社投资2990万元在浙江嘉善港建设5000吨/年气相法二氧化硅生产装置，2006 年 3 月 16 日动工，07年 10 月投产。 c.德国威凯化学品有限公司 德国威凯化学品有限公司于 1994 年进入中国市场，2000年在上海张江高科技园区建立了技术中心，2003 年将大中华区总部从香港迁到上海浦东，2004 年初在上海张江建立了有机硅乳液生产基地。2006 年 3 月 15 日，德国威凯公司和美国道康宁公司共同投资 13.1 亿美元在江苏张家港建设 45 万吨/年甲基氯硅烷(折合 19 万吨硅氧烷)及 8000 吨/年气相二氧化硅等下游产品的项目获国家发改委批准，并于 9 月 8 日奠基动工，07 年年底气相二氧化硅装置建成，甲基氯硅烷装置预计 08 年 6 月可以投产。气相二氧化硅项目的原材料来自甲基氯硅烷生产的副产物甲基三氯硅烷，气相二氧化硅的副产物盐酸返回给甲基氯硅烷生产使用，同时气相二氧化硅产品提供给甲基氯硅烷的下游硅橡胶作补强填料使用，整个项目强强联手，形成循环经济，这是国内有机硅及气相二氧化硅生产企业的最大威胁。 2-15 第三章 建设规模与产品方案 3.1 建设规模 拟建项目规模为 3000t/a，分一期建设。 拟建设规模为 3000t/a，由三条生产线组成，项目完成后每年可消耗四氯化硅 9000t。 本装置年操作时间为 8000 小时。 3.2 产品方案 本项目的产品规模为 3000 吨/年。其中 HL-150 产品 1500吨/年，HL-200 产品 1200 吨/年，HL-450 产品 150 吨/年，HL-380 产品 150 吨/年。 本可行性报告仅针对 3000t/a 气相二氧化硅生产装置进行各项分析和评价。 3.3 价格预测 不同类别和不同牌号的气相二氧化硅价格差异很大，就目前国内市场来说，国内产品在 2.55.0 万元/吨（含税价）内波动，而进口产品在 3.07.0 万元/吨内波动，整体来说，2007 国内气相二氧化硅的价格有所下降，具体如下: 比表面积 150 /g, 25000-35000 元/吨； 比表面积 200 /g，3500045000 元/吨； 比表面积 300 /g，4500055000 元/吨； 比表面积 380 /g，5500065000 元/吨； 表面改性气相二氧化硅（疏水性二氧化硅）价格随牌号不同而异，06 年由于国产疏水性产品的推出，整体价格有所下降，氯硅烷处理的系列产品价格一般为 9 万15 万元/吨，其它处理剂处理的系列产品价格在 1535 万元/吨。 3-2 第四章 厂址 ： 4.1 建厂条件 4.1.1 厂址的地理位置、地形、地貌概括 4.1.2 工程地质、水文地质及地震 4.1.3 气象条件 4.1.4 交通运输 4.1.5 厂址周边环境和生活福利设施 4.2 厂址情况 4.2.1 给排水 生产用水由现有的设施提供，其中生产用新鲜水 24 m /h；生活用水由现有的供水提供，最高日用水量为 3 m /d,最大时用水量为 6 m /d。 本项目利用现有的排水系统，该系统为生产、生活和雨 水合流制排水系统。本项目新增生产排水量为 10 m /d 生活最大排水量为 2.5 m /d。上述排水水质可达到污水综合排放标准 （GB89781996）的二级标准。 4.2.2 供电 本项目大部分负荷属于一、二级负荷，因此供电电源应为两回路独立电源。两路 6KV 电源分别引35KV 总降压变电所的两段 6KV 母线，且每路电源皆能承担 100的负荷。 有供电能力为 6700KVA 左右的变电所。 4.2.3 热力介质 本项目所用的热力介质包括生产蒸汽、压缩空气、冷却循环水，均由焦化总厂现有的公用工程设施提供并送至界区的边界线上。下述的压力均指在界区边界线上的表压。 4.2.3.1 正常生产用低压蒸汽 P=0.40.6MPa、0.5t/h,年用量6000t。 4.2.3.2 压缩空气 正常生产用压缩空气 P=0.7MPa、露点-45、750 m /h，年用量 9000kNm 。 4.2.3.3 循环冷却水 夏季用低温水 P=0.4Pa、16、50t/h，年用量 600kt。 4.2.4 交通运输 4-5 第五章 技术方案、设备方案和工程方案 5.1 全厂总图 5.1.1 总平面布置 5.1.1.1 工程组成及总占地面积 本装置由二氧化硅生产厂房（ 含配电房，控制机房，包装间）、产品仓库和罐区（含原料罐区和吸收罐区）组成。设置独立的综合办公楼和门卫室。 装置总占地面积 14630 ,其组成见表 5-1。 表 5-1 装置组成及用地面积表 序号 名 称 面积(m ) 备注 1 装置占地 14630 2 二氧化硅生产厂房 540X2=1080 3 产品仓库 2400 4 罐区 2734 5 其它 1320 6 道路 2530 7 绿地 4681 5.1.1.2 总平面布置 5.1.1.2.1 总平面布置原则 (1) 满足现行国家有关防火、安全、卫生、环境保护及交通运输等设计规范、规定的技术要求。 (2) 符合生产工艺流程，联系方便，物料管线输送短捷，平面布置紧凑合理。 (3) 结合总体规划，建设与发展合理布置。 (4) 以人为本，有利于生产、有利于管理、方便生活。 (5) 符合当地城市规划及公司总体规划。 (6) 考虑到副产物四氯化硅存量的不确定性，特别加大 了原料罐区的面积。 总平面布置详见总平面布置图。 5.1.1.3 设计采用的规范及标准 建筑设计防火规范GB50016 (2006 年版) 石油化工企业设计防火规范 GB50160-92(1999 年版)。 5.1.2 竖向布置 1)竖向布置原则 根据场地周围现有道路合理确定厂房标高,尽量减少土石方工程量。 2)竖向布置方案 装置区内地形平坦，竖向设计采用平坡式布置形式。雨排水采用暗管排水方式。 5.1.3 主要技术经济指标表 表 5-2 主要技术经济指标表 序号 指标名称 单位 数量 备注 装置区红线1 装置占地面积 平方米 14630 2 内建、构筑物占地面积 平方米 5976 3 地下管线估计占地面积 平方米 200 4 道路面积 平方米 2530 5 绿地面积 平方米 4681 5-2 5.1.4 场内外运输 5.1.4.1 装置运输量见表 5-3 表 5-3 装置运输量一览表 运输量及运输形式 序 货物名 包装形形态 备注 号 称 式 铁路 公路 水运 ()运 入 1 碱 1260 液 槽车 2 四氯化硅 9000 液 槽车 ()运 出 1 二氧化硅 3000 固 袋 2 盐酸 22500 总计 35760 5.1.4.2 运输方案 本装置采用汽车运输方式，年运输量为 13500t/a，运入、运出均租用社会运输车辆。与生产配套的公用工程都在公司内，采用管道输送。 5.2 工艺设计 5.2.1 设计基本原则 (1) 严格执行国家现行的有关设计规范、规程: 建筑设计防火规范（GB50016-2006） 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GB5023698） 工业金属管道施工及验收规范（GB5023597） (2)充分利用公司公用工程系统以及和其它项目之间的配套,实现资源和能源的综合循环利用。 (3) 设备选型以先进、高效、实用、节能、可靠为原则，选用先进实用设备，尽可能在保证产品质量的前提下减少投资、降低成本。 5.2.2 生产工艺 5.2.2.1 原料路线确定的原则和依据 目前世界上工业化生产气相二氧化硅按工艺方法只有 一种，即利用氯硅烷在氢氧火焰中高温水解，所用的主要原料为四氯化硅或甲基三氯硅烷。 5.2.2.2 国内工艺技术 2005 年以前除了广州吉必盛外，国内的其它厂家均以四氯化硅为原料生产气相二氧化硅。广州吉必盛科技实业有限公司自 2000 年开始通过与消化吸收和创新，在国内首次建立以甲基三氯硅烷为原料的生产线，经过多年的生产调试和技术创新，工艺技术达到国内先进水平。由于广州吉必盛的高瞻远瞩，在项目初始就考虑了原料的供求关系，下属企业既可单独采用四氯化硅、甲基三氯硅烷生产也可混合生产。 5.2.2.3 工艺技术方案的比较和选择 无论是四氯化硅法、甲基三氯硅烷法，还是混合法，其工艺技术路线基本一致，都是利用有机硅氯硅烷在氢氧焰中高温水解合成，生成平均粒径 740nm的原生二氧化硅粒子，经过高温高速碰撞后形成聚集体，通过分离、脱酸处理后再包装。尾气中的氯化氢经过吸收生成盐酸，既可作为副产品销售，也可回收后用于硅卤化合物的生产。 5.2.2.4 工艺概述及流程 本装置分为原料处理、产品合成、产品分离、尾气吸收四个工序。 5-4 工艺流程如下: 大气 四氯化硅 产 产 产产 盐碱品 品 品 品 酸 合 分 包脱 吸 吸空气 酸 成 离 装收 收 氢气 产品聚集 成品 盐酸 具体工艺过程如下所述： 1） 原料制备 本工序主要阐述氢气、压缩空气的制备、干燥和四氯化硅的贮存输送。 大气的空气经过压缩净化后，经过缓冲罐贮存，部分用于粉体物料的输送，部分用于产品合成。 槽车输送过来的四氯化硅，贮存于贮槽内，通过输送泵输送到高位槽，通过调节阀输送去汽化。 为了生产安全，氢气系统接入氮气进行置换，停车前后采用氮气部分或全部置换氢气系统中存在的氢气/氧气。而四氯化硅为易燃易爆易水解的有毒腐蚀危险品，需采用氮气正压保护。 5-5 2） 产品合成 本工序主要阐述原料的加热、混合和产品的合成、冷却、聚集。 加热后四氯化硅蒸汽通过输送器与空气混合并被输送到反应器，在此再与氢气均匀混合，并在反应器出口发生高温合成反应，生成大量的含有纳米 SiO2 颗粒、H2O 和 HCl 等的气固混合物，同时放出大量的反应热。 反应过程中少量 HCl 会高温氧化生成 Cl2，可通过合理调节配比，尽量避免 Cl2 的产生。 反应过程如下： 2H + O 2H O H- 57.8 SiCl4+2H2O SiO2 +4HCl H- 32.0 H