生产管理知识_某材料公司硅胶生产线节能改造项目研究报告目

档案号：QK-369 垦利三合新材料科技有限责任公司垦利三合新材料科技有限责任公司 5 5 万吨万吨/ /年硅胶生产线节能改造项目年硅胶生产线节能改造项目 可行性研究报告可行性研究报告 编制单位：山东齐鲁石化工程有限公司编制单位：山东齐鲁石化工程有限公司 工程咨询证号：工程咨询证号：工咨甲 21820070007 二二九年十二月九年十二月 项目建设单位：垦利三合新材料科技有限责任公司 建设单位法人代表：张松房 编制单位：山东齐鲁石化工程有限公司 编制单位负责人：刘士河 项目负责人：刘建国 总工程师：宋守刚 项目经济负责人：王清荣 编制人员：杨 继 徐林刚 李向荣 于海赢 宋 砥 高 斐 杨 辉 栗 亮 于中海 王清荣 张兴江 原东波 祝 捷 徐登甲 校对人员：刘建国 史 耕 翟晓群 穆振贵 阮坤邦 赵 平 顾 军 陈 瑞 审核人员：崔海云 张 平 曲志坚 马振明 高光胜 卞丽云 郭章顺 王玉洁 审 定：宋守刚 目 录 第一篇第一篇 总论总论1 第一章 可行性研究的主要结论和建议.1 第一节 项目建设的依据和必要性.1 第二节 改造方案.3 第三节 主要技术经济指标及结论.4 第二章 项目范围、依托条件、人力资源及实施计划.6 第一节 项目范围.6 第二节 项目建设的依托条件.6 第三节 组织机构与人力资源配置.6 第四节 项目实施计划.7 第二篇第二篇 市场分析市场分析8 第一章 产品市场分析.8 第二章 产品价格预测.10 第三篇第三篇 工程技术方案研究工程技术方案研究12 第一章 装置规模与产品方案.12 第一节 装置规模.12 第二节 产品方案.12 第二章 工艺技术、设备及自动化.17 第一节 装置改造方案选择.17 第二节 主要设备.26 第三章 建设地区条件.30 第四章 总图及土建.32 第一节 总图运输.32 第二节 土建.35 第五章 公用工程.38 第一节 给水、排水.38 第二节 供电.46 第三节 供热、供风.50 第四节 通风和空调设计.50 第六章 辅助生产设施.52 第一节 维修设施.52 第二节 管理设施和生活设施.52 第三节 分析化验.52 第四篇第四篇 生态环境影响分析生态环境影响分析53 第一章 环境保护.53 第二章 劳动安全卫生与消防.56 第一节 劳动安全卫生危害因素及后果分析.56 第二节 设计中采取的主要防范措施.57 第三节 预期效果.59 第四节 消防.59 第三章 能源利用分析及节能措施.60 第一节 概述.60 第二节 能耗分析.60 第三节 节能措施.63 第五篇第五篇 投资估算与资金筹措投资估算与资金筹措64 第一章 投资估算.64 第二章 技术经济评价.67 第一节 编制依据与原则.67 第二节 生产成本费用估算.67 第三节 财务分析.70 第四节 不确定性分析.70 第五节 风险概率分析.70 第六节 财务评价结论.71 第一篇第一篇 总论总论 第一章 可行性研究的主要结论和建议 第一节 项目建设的依据和必要性 一、编制依据 1、垦利三合新材料科技有限责任公司5 万吨/年硅胶生产线节能改造项 目可行性研究报告委托书 。 2、垦利三合新材料科技有限责任公司提供的原料组成数据及公用工程现状。 3、中国石油化工集团公司暨股份公司石油化工项目可行性研究报告编制 规定 。 二、项目实施的必要性和有利条件 1、项目实施的必要性项目实施的必要性 目前垦利三合新材料科技有限责任公司硅胶系列产品属于高技术绿色产品， 其技术含量高，产品质量优良。该产品采用硅酸钠与硫酸反应，经过老化、酸 改性、碱改性、水洗、表面改性、烘干、粉碎分级、包装后制得产品。 目前的生产工艺采用低浓度的生产工艺，水洗次数较多，用水量较大，产 品烘干过程中产生的水蒸汽没有回收而直接排放。制胶、老化、酸改性、碱改 性、水洗、表面改性过程中产生的废水未经处理排放，不仅对环境造成污染， 而且也对水资源造成极大浪费；蒸汽烘干用热源蒸汽量大；原产品制造工艺既 浪费能源又污染环境，急需进行技术改造，实现节水、节能降耗，减少污染物 排放。 2、项目改造的有利条件项目改造的有利条件 （1）有可靠的技术基础。目前垦利三合新材料科技有限责任公司拥有硅胶生 产装置和生产技术，并经过多年的不断的技术探索，积累了许多生产技术经验， 而且均用于过装置的实际验证。 （2）公用工程设施齐全。垦利三合新材料科技有限责任公司水、电、汽、风 等公用工程设施齐全，可充分利用现有的公用工程设施。 （3）不需新增土地。装置改造部分在原装置内进行技术改造，新增反渗透水 处理部分建在公司原有预留地上。因此不需新征土地。 2 2、申请单位基本情况、申请单位基本情况 垦利三合新材料科技有限责任公司位于垦利县经济开发区内，公司现有总 资产 47500 万元，其中固定资产 22300 万元，流动资产 13200 万元，资产负债 率 41.36%。公司现为国家级高新技术企业，银行信用等级为 AA+。公司始建于 2000 年，现有职工 770 人，其中技术人员 238 人，占职工总数 30.9%。公司生 产区距荣乌高速公路 1 公里，距东营港 70 公里，距永安机场 1 公里，交通便利。 公司目前经济实力雄厚。2008 年公司年产动力锂离子二次电池负极材料 600 吨，实现销售收入 12000 万元，利税 1700 万元，其中税金 1100 万元，利 润 600 万元，国内市场占有率 25%；氨基酸系列产品 3000 吨，实现销售收入 32000 万元，利税 4300 万元，其中税金 2500 万元，利润 1800 万元，国内市场 占有率 9%； 硅胶系列产品 50000 吨，实现销售收入 51250 万元，利税 8700 万 元，税金 4500 万元，利润 4300 万元，出口创汇 500 万美元，国内市场占有率 8%。 公司于 2002 年建成垦利三合新材料科技有限责任公司技术开发中心，现为 市级技术开发中心。目前技术开发中心拥有各类专业人才 86 名，拥有各种仪器 72 台，经过近几年的发展，公司技术开发中心已经能独立开发新产品，同时， 公司每年拿出销售收入的 3%-5%作为研发经费，积极开发新产品。公司技术开 发中心 2003 年开发成功 500 吨/年精氨酸产品，于 2004 年建成投产，2004 年 成功开发出 50000 吨/年硅胶系列产品，于 2005 年底投产，目前该两项目经营 状况良好。2008 年公司技术开发中心开发出 200 吨/年改性天然石墨球产品， 200 吨/年高等级通用型沥青碳纤维产品，5000 吨/年球形纳米碳酸钙产品。公 司科研实力较强。 公司于 2001 年通过 ISO9001：2000 国际质量管理体系认证，公司严格按 ISO9001：2000 国际质量管理体系进行管理，管理能力较强。 三、编制原则和指导思想 1、本次节能改造本着节约投资、精简定员的原则，结合垦利三合新材料 科技有限责任公司实际情况，努力做到安全可靠、技术先进、经济合理。优化 工艺技术，使装置改造后满足技术先进、成熟可靠、经济合理、操作维护方便 等要求。提高装置的技术含量，降低能耗。 2、本次节能改造设计重视环境保护，严格控制环境污染，严格遵守国家及 当地的有关环境保护、劳动安全卫生等方面的法规，采取坚实有力的措施减少 污染物的排放。做到三废治理和安全卫生保障措施与工程建设同时进行。 3、本次节能改造提高自动化控制水平和劳动效率，降低操作工人劳动强度， 使装置操作方便、维护简单。 4、充分依托现有的公用工程和辅助生产设施，尽可能地节省建设投资，力 争改造投资省、效益好。 5、改造设计严格执行国家、行业以及当地政府的有关现行标准、规范和法 规，做到公正、客观、科学的反映建设项目的实际情况。 6、改造后装置的“三废”排放严格执行国家及当地政府制定的有关标准和 规定。 第二节 改造方案 该项目的主要改造内容是在原工艺的基础上通过添加垦利三合新材料科技 有限责任公司自己开发的稀释剂、稳定剂，增加酸、碱模板剂、老化剂、酸改 性剂、碱改性剂、表面改性剂的添加量，并对相关设备进行技术改造，实现废 水回收利用，减少蒸汽用量，达到节能目的。 1、泡花碱化料过程中使用的热源蒸汽冷凝后回用。 2、增加烘干隧道，与原有隧道进行串联，提高烘干热效率；烘干的热源蒸 汽产生的低压、低温蒸汽采用喷射式热泵提温、提压后循环回用，降低烘干过 程一次蒸汽用量。物料烘干产生的水蒸汽冷凝后部分回用。 3、采用高浓度生产工艺制造硅胶产品，节约新鲜水用量。 4、增设超滤反渗透装置和循环用反应釜，将制胶、老化、酸改性、碱改性、 水洗、表面改性工艺排放的废水回收至水处理车间，用超滤反渗透装置脱盐淡 化处理后将水打回回收水储存罐回用，将反渗透装置处理后的浓水送至污水处 理站处理后排放。新增反渗透水处理回收设备安装在新建水处理厂房内，并对 原有生产厂房进行相关改造。 6、硅胶产品水洗由原来的串洗 8 次降为 6 次。 第三节 主要技术经济指标及结论 一、主要技术经济指标 表 1.1-1 主要技术经济指标汇总表 数量数量 序号序号项目名称项目名称规格规格单位单位 改造前改造前改造后改造后 备注备注 1 生产规模 104t/a5.06.0 2 产品方案 2.1 细孔硅胶（A 型硅胶）孔容 ml/g 0.350.45 104t/a0.30.35 2.2 B 型硅胶孔容 ml/g 0.60.85 104t/a0.30.35 2.3 粗孔硅胶孔容 ml/g 0.81.0 104t/a0.30.4 2.4 C 型硅胶 孔容 ml/g 0.50.7 104t/a0.40.5 2.5 硅胶猫砂孔容 ml/g 0.81.2 104t/a0.60.7 2.6微粉硅胶孔容 ml/g 0.91.6104t/a 0.60.7 2.7粗孔微球硅胶孔容 ml/g 0.81.1104t/a 0.30.35 2.8 变压吸附硅胶孔容 ml/g 1.22.0 104t/a0.30.35 2.9 硅胶干燥剂 孔容 ml/g 0.91.5 104t/a0.30.35 2.10 蓝色硅胶孔容 ml/g 0.91.2 104t/a0.30.35 2.11 硅铝胶 孔容 ml/g 0.40.7 104t/a0.60.7 2.12 柱层层析硅胶孔容 ml/g 0.70.9 104t/a0.70.9 3 年操作时间天 300300 4 主要原料用量 4.1 泡花碱纯度95%(wt) 104t/a89.6 4.2 硫酸纯度98% 104t/a2.53.0 4.3酸模板剂纯度99%(wt)104t/a 0.120.18 4.4 碱模板剂纯度99%(wt) 104t/a0.250.48 4.5 稀释剂纯度99%(wt) 104t/a00.27 4.6稳定剂纯度99.5%(wt)104t/a00.432 4.7 老化剂纯度99.5%(wt) 104t/a0.1750.312 4.8 酸改性剂纯度99.5%(wt) 104t/a0.1750.336 4.9 碱改性剂纯度99.5%(wt) 104t/a0.1750.336 4.10 表面活性剂纯度99.5%(wt) 104t/a0.04350.105 5 主要公用工程用量 5.1 新鲜水 t/h449.09208.83 5.2 电力 380/220VkWh/h17653852 5.3 1.6MPa 蒸汽 t/h237.32246.50 5.5 仪表空气 Nm3/h120126 5.6 三废排放量 6.1 废水 t/h419.4202.08 6.2 废气 t/ h27.788.33 6.3 废渣 t/ h0.2670.333 7 定员人 360420 8 占地面积 104m2/ / 9 单位能耗t 标煤/t 4.123.60 10 改造工程总投资万元 5200 10.1 建设投资万元 4952 10.2 建设期贷款利息万元 54 序号序号项目名称项目名称规格规格单位单位 数量数量 备注备注 改造前改造前改造后改造后 10.3 流动资金万元 648 11 年销售收入万元 10681 增量 12 年均总成本费用万元 8702 增量 13 年均利润总额万元 1413 增量 14 年均税金及附加万元 14.1 年均销售税金及附加万元 566 14.2 增值税万元 524 15 税后财务内部收益率 %24.65 16 税后财务净现值万元 3269 17 国内投资借款偿还期年 2.88 二、 结论 1、通过装置近五年的连续运行积累的成熟技术经验，经过节能改造后，吨 产品生产时间缩短，产品产量从 5 万吨/年提高到 6 万吨/年，而且能够明显降 低能耗和污染物排放，用水量、用蒸汽量明显降低，具有良好的社会效益和经 济效益。 2、本改造上报投资 5200 万元，其中建设投资 4952 万元，建设期利息 54 万元，铺底流动资金 194 万元。项目改造投产后，年均可增加利润 1413 万元， 所得税后项目投资财务内部收益率为 24.65%，所得税前内部收益率为 30.62%， 高于银行贷款利率和行业基准收益率；国内投资借款偿还期 2.88 年（含 1 年建 设期） ，税后利润为 1060 万元，各项经济指标均高于行业基准值，具有较强的 清偿能力和抗风险能力。 3、通过本次节能改造吨产品耗标煤从 4.12 吨标煤降至 3.60 吨标煤，可实 现年节标准煤 2.60 万吨（按年产量 5 万吨硅胶产品计算） 。 第二章 项目范围、依托条件、人力资源及实施计划 第一节 项目范围 本工程为垦利三合新材料科技有限责任公司硅胶生产线节能改造项目设计。 项目的改造设计范围是在原有生产装置进行技术改造设计，与本项目相配套的 控制室、配电室所在原有设施的基础上改造。本项目所用水、电、汽等公用工 程依托垦利三合新材料科技有限责任公司现有的公用工程系统。 第二节 项目建设的依托条件 垦利三合新材料科技有限责任公司具有齐全的公用工程设施。根据提供的 资料，用于三合公司硅胶项目蒸汽来自三合公司 3 台 100t/h 提供的 1.6Mpa、225的蒸汽；仪表空气、压缩空气来自公司的空压站，供应能力分别 达 150Nm3/h、600m3/h，新鲜水供水能力 500m3/h。 原有硅胶装置生产公用工程消耗量：新鲜水用于滤布洗刷用量 10.8m3/吨 （间断使用） ，用于化料、配碱、配酸、制胶循环、老化、酸改性、碱改性、水 洗、表面改性用新鲜水量 393.54m3/h，新鲜水加热蒸汽冷凝水 19.44 m3/h；蒸 汽消耗量为 237.32t/h，仪表空气消耗量为 120Nm3/ h，压缩空气用量（用于检 修吹扫，间断使用）为 560Nm3/h，现有装置公用工程消耗见表 1.2-1。 表 1.2-1 公用工程剩余量表 名称名称单位单位供应能力供应能力消耗量消耗量剩余量剩余量备注备注 新鲜水 m3/h500449.0950.91 间断使用 蒸汽 t/h300237.3262.68 仪表空气 Nm3/h15012030 压缩空气 m3/h600560 40 间断（吹扫用） 第三节 组织机构与人力资源配置 项目节能技术改造后，新增人员 60 人，主要工作在水处理车间和烘干车间。 生产装置按四班三运转的形式。 第四节 项目实施计划 一、一、制定计划原则制定计划原则 1、根据先地下后地上，考虑设备采购周期、施工工作量、技术难度等诸多 因素，制定合理的项目实施进度计划。 2、根据项目进展的情况，提前制定合理的人员和培训计划，满足项目实施 过程中各阶段的人力需求； 3、施工单位应合理安排施工顺序和进度，充分利用各方的人力和施工机械 资源； 4、加强设计、施工的质量管理，安排合理的设计、施工周期，避免因质量 问题造成返工。 二、项目实施进度二、项目实施进度 考虑到项目合理的建设周期，初步确定本项目计划实施时间约 12 个月，计 划于 2010 年 12 月底建成投用，建议实施进度： 2010 年 1 月 可行性研究报告完成编制并上报 2010 年 2 月2010 年 4 月 施工图设计 2010 年 5 月2010 年 11 月 设备、材料订货、施工建设 2010 年 12 月 试车、投产 三、主要问题及建议三、主要问题及建议 本工程在实施阶段，进度可能受到现场准备、人力安排、物资供应、设计 与施工衔接，施工程序的衔接及资金到位等问题的影响。另外，受自然条件如 暴雨、夏季高温等影响，这些因素会对施工进度有一定影响。在制定详细施工 进度安排时，要尽量缩短工期，合理安排施工进度。 第二篇第二篇 市场分析市场分析 第一章 产品市场分析 硅胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为 mSiO2.nH2o。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、 氢氟 酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的 微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其它同类材料难以 取代的特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。 硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B 型硅胶、细孔硅胶 等。由于孔隙结构的不同，因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿 度高的情况下有较高的吸附量，细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高 于粗孔硅胶，而 B 型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间，其吸附量也介于粗、 细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据 不同的用途选择不同的品种。 由于硅胶产品具有吸附力强，产品无毒，应用面广，使用效果好等特点， 可以作为干燥剂、吸附剂、除臭剂、催化剂载体、啤酒稳定剂、药物缓释剂、 塑料防粘剂、涂料消光剂、辅料及载体，广泛用于工业、农业、国防、食品、 药品、环保、日用品等行业。 据统计，2007 年硅胶国际市场总产量为 200 万吨，市场需求量 500 万吨， 2009 年硅胶产品国际市场总产量为 400 万吨，市场需求量为 650 万吨，产品国 际市场需求量继续加大，产品国际市场较好。 表 2.1-1 2010-2015 年国际硅胶产品市场预测表 年份生产量需求量缺口量 2010500700200 2011650800150 20128001000200 201310001200200 201412001420220 201514001650250 2009 年硅胶产品国内总产量为 120 万吨，市场需求量 200 万吨。2010- 2015 年国内硅胶产品市场预测见表 2.1-2。 表 2.1-2 2010-2015 国内硅胶产品年市场预测表 年份生产量需求量缺口量 2010200350150 2011260400140 2012300550250 2013400670270 2014600800200 2015750900150 从上表可以看出，今后五年内，国内硅胶产品依然缺口较大，供不应求的 局面依然存在，产品前景十分看好。 三合公司生产的硅胶系列产品，其具有粒度小、孔容可控、吸附力强、 使用范围广的特点，该制造工艺填补国内空白。其中，生产的产品已在国内市 场广泛应用。作为石化催化剂用分子筛硅胶所特有的高吸附性、耐高温、耐磨 损、选择性、无毒等特性其广泛的被用于催化剂制备；啤酒工业用于代替甲醛 脱除蛋白的吸附剂；食品、医药等行业也广泛的应用，市场前景广阔。 第二章 产品价格预测 近年来，硅胶系列产品价格一直在不断攀升，根据三合公司提供的销售情 况，最近三年来价格持上涨趋势。 表 2.2-1 20032009 年我国硅胶市场价格统计表，元 年份一季度二季度三季度四季度年平均价 200356705790630065406075 200466106830732078307145 200579808290868086808345 200686509410924095509200 200796909810125701156010875 20081158013090114801123011800 2009968011270110101149010825 根据三合公司反馈信息，在此 20032009 年间，硅胶系列产品市场平均价 格最高时在 2008 年二季度，为 13000 元/吨，价格最低时在 2003 年一季度，为 5670 元/吨，总体来说价格呈上涨趋势。 价格走势图 5000.0 6500.0 8000.0 9500.0 11000.0 12500.0 2003200420052006200720082009 时间 价格 从价格曲线图可以看出，2003-2008 年平均销售价格在不断提高，2009 年 受国际金融危机影响，在 2009 年一季度硅胶产品价格有所下降，但随着经济的 回暖，从 2009 年二季度开始，硅胶产品价格一直处于缓步上升趋势。目前国内 硅胶系列产品的销售价格接近 11000 元/吨，根据价格走势，估计今后几年内， 硅胶系列产品的价格将还会上涨。 根据三合公司提供的基础数据，本项目经济评价采用的原料和产品价格见 下表。 表 2.2-2 原辅材料和产品价格表 序号名 称 单位价格（含税） 一产品 1 硅胶系列产品元/吨 10825.0 二原辅材料 1 泡花碱元/吨 1350.0 2 硫酸元/吨 600.0 3 酸模板剂元/吨 2680.0 4 碱模板剂元/吨 3850.0 5 稀释剂元/吨 3890.0 6 稳定剂元/吨 3750.0 7 老化剂元/吨 3285.0 8 酸改性剂元/吨 2750.0 9 碱改性剂元/吨 3860.0 10 表面活性剂元/吨 3980.0 第三篇第三篇 工程技术方案研究工程技术方案研究 第一章 装置规模与产品方案 第一节 装置规模 垦利三合新材料科技有限责任公司现有硅胶生产项目的生产规模为年产硅 胶系列产品 5 万吨，吨产品耗时约 9.1min，连续生产。 节能改造后吨产品生产时间约 7.5 min，生产能力达到 6 万吨/年。 第二节 产品方案 装置主要产品由细孔硅胶（A 型硅胶） 、B 型硅胶、粗孔硅胶、C 型硅胶、 硅胶猫砂、啤酒硅胶、粗孔微球硅胶、变压吸附硅胶、硅胶干燥剂、蓝色硅胶、 硅铝胶、柱层层析硅胶等产品。产品数量见表 3.1-1。 表 3.1-1 产品方案表 数量（吨/年） 序号名称 改造前改造后增量 一产品 1 细孔硅胶（A 型硅胶） 30003500 500 2 B 型硅胶 30003500 500 3 粗孔硅胶 30004000 1000 4 C 型硅胶 40005000 1000 5 硅胶猫砂 60007000 1000 6 微粉硅胶 60007000 1000 7 粗孔微球硅胶 30003500 500 8 变压吸附硅胶 30003500 500 9 硅胶干燥剂 30003500 500 10 蓝色硅胶 30003500 500 11 硅铝胶 60007000 1000 12 柱层层析硅胶 70009000 2000 合计5000060000 10000 表 3.1-2 细孔硅胶（A 型硅胶）规格 指 标 项 目 优等品一等品合格品 典型数值 RH=20%，% 10.510811.2 RH=50%，% 23222029.2吸附量 RH=90%，% 34323037.6 加热减量，% 2246 pH 值 4-84-8- 比电阻，. cm 3000-5630 二氧化硅含量,% 98-98.5 球形颗粒合格率,% 82-90 粒度 协议协议协议 2-5mm 堆积密度, g/L 协议协议协议 784 注：球形颗粒合格率指标仅适用于细孔球形合格率。 表 3.1-3 B 型硅胶规格 指标典型数值 项 目 优等品一等品（2-5mm） RH=20% 436.2 RH=50% 111016.2 吸附量 RH=90% 705073.9 加热减量， % 221 比电阻（cm） 5000300012500 PH5.57.5486.7 堆积密度，g/L 500600500600518 表 3.1-4 粗孔硅胶规格 指 标 粗孔球形硅胶 优等品一等品合格品 粗孔块状硅胶 典型 数值 4.0-8.02.0-5.04.0-8.02.0-5.64.0-8.02.0-5.65.62.8-8.01.4-4.00.25-2.0 项目 mmmmmmmmmmmm mm mmmmmm 粒度合格率,% 949090100 磨耗率,% 46688101080-0.5 堆积密度， g/L 400400440 孔容，Ml/g 0.850.750.720.760.91 球形颗粒合格 率，% 7875-0.3 加热减量，% 552.4 表 3.1-5 C 型硅胶规格 指标 CI 型CII 型项目 优等品一等品 0.53mm1.55mm 典型数值 加热减量，% 6.576.56.53.2 粒度下限，% 55550.2 孔容，Ml/g 0.780.760.650.650.92 球形颗粒合格率， % 6060-87 含球率， % -10- 堆积密度，g/l 400-480480-520-451 表 3.1-6 硅胶猫砂规格 指标典型数值 项 目 优等品一等品（2-5mm） RH=20% 6565 RH=50% 1615152 吸附量 RH=90% 8065850 加热减量， % 552 比电阻（cm） 6000500013200 PH5.57.5486.7 堆积密度，g/L 500600500600518 表 3.1-7 微粉硅胶规格 项目指标典型数值 孔容 ml/g 0.9-1051.1 比表面积 /g 300-600435 粒度（D50 值） 7-159.4 PH 值 3-65.6 水分% 81.7 重金属（以 Pb 计） % 0.003 0.003 Pb 含量 % 0.0010.001 砷含量 % 0.0003 15075-15050-75 15075-15050-75 50 80 80 60 60 粒度 mm协议 第二章 工艺技术、设备及自动化 第一节 装置改造方案选择 一、工艺技术现状 1、目前国内外工业生产硅胶产品生产技术 目前国内外工业生产硅胶产品均采用硅酸钠和硫酸为起始原料，将两种原 料按低浓度配置后，按一定比例通过喷头混合生成硅胶凝胶粒，再经老化、酸 泡、表面改性处理，之后采用水洗将物料内所含盐类、酸类洗出，经烘干工艺 烘干后筛分包装。 2、现有装置生产技术现状 目前垦利三合公司硅胶产品生产采用的是低浓度生产工艺，在生产过程中 添加模板剂、老化剂、酸改性剂、碱改性剂、表面改性剂，经烘干隧道烘干后 粉碎、分级包装。 二、技术改造选择 1、泡花碱溶解精制配制生产线 将原有的化料滚筒由15m3改为45m3，静压釜由35m3改为80m3，化料大部分采 用纯水处理回收的软化水，不足部分由原新鲜水管线提供，同时化料操作压力 由原来的0.5MPa改为0.8MPa。 在化料过程中添加稀释剂，将硅酸钠溶液浓度由原来的35%提高到45%，制 得的物料具有好的物理、化学指标，具有较好的流动性，为后续工序提供合格 的原料。 化料过程中使用的热源蒸汽冷凝后回用。 2、制胶设备生产线 在制胶过程中，增加制胶的喷头数量，由原来的20个增加到40个。同时， 喷头采用加细喷头，由原来的3.54.2mm改为1.52.5mm。 配酸浓度由原来的25%提高到40%，配碱浓度由原来的22%提高到38%，硫酸 溶液与泡花碱溶液在高浓度下进行制胶反应。 节约新鲜水用量，制胶反应新鲜水的更换次数由原来的5次降为4次，吨产 品耗水量由4t降至3.5t。制胶反应产生的废液排入废水储罐中，采用超滤反渗 透装置脱盐后将软化水打入回收水储存罐中回用，所得的浓水打入污水处理站 进行处理。 3、老化设备生产线 制出的凝胶粒在原有基础上增加老化剂的用量，由原来的1%升至为1.5%， 保证了硅胶凝胶粒的物理、化学指标的稳定性，降低了老化时间。同时，产生 的废水（废水量为3.8t/t产品）打入老化水废水罐中，采用超滤反渗透装置脱 盐后将软化水打入回收水储存罐中回用，所得的浓水打入污水处理站进行处理。 4、酸改性设备生产线 制出的凝胶粒在原有基础上增加酸改性剂的用量，由原来的1%升至为 1.6%，保证了硅胶凝胶粒的物理、化学指标的稳定性，降低了酸泡时间。同时， 产生的废水（废水量为3.8t/t产品）打入酸改性废水罐中，采超滤反渗透装置 脱盐后将软化水打入回收水储存罐中回用，所得的浓水打入污水处理站进行处 理。 5、碱改性设备生产线 制出的凝胶粒在原有基础上增加碱改性剂的用量，由原来的1%升至为 1.6%，保证了硅胶凝胶粒的物理、化学指标的稳定性，降低了碱泡时间。同时， 产生的废水（废水量为3.8t/t产品）打入碱改性废水罐中，采用超滤反渗透装 置脱盐后将软化水打入回收水储存罐中回用，所得的浓水打入污水处理站进行 处理。 6、水洗设备生产线 制出的凝胶粒采用串四方式进行水洗，水洗次数由原来的8次降为6次，节 约了大量的软化水，降低了水洗时间。同时，产生的废水（废水量为22.8t/t产 品）打入水洗废水罐中，采用超滤反渗透装置脱盐后将软化水打入回收水储存 罐中回用，所得的浓水打入污水处理站进行处理。 7、表面改性生产线 增加表面改性剂的添加量，由原来的0.25%升至0.5%，提高表面改性温度， 降低表面改性时间，进一步提高表面改性质量。表面改性产生的废水（废水量 为3.8t/t产品）排至表面改性废水罐中，采用超滤反渗透装置脱盐后将软化水 打入回收水储存罐中回用，所得的浓水打入污水处理站进行处理。 8、产品烘干生产线 产品烘干由原来的三级隧道改为六级隧道，提高烘干效率，节约热源蒸汽 用量。增设喷射式热泵，将烘干热源蒸汽的尾气加温加压，通过循环风机，使 尾气得到循环使用，多余的尾气冷凝水回收。通过改造，蒸汽用量由34.17t/t 产品降至29.58t/t产品，保证烘干后水份含量合格，为后续的粉碎分级提供合 格的物料。烘干胶粒过程中蒸发的大量水蒸汽采用引风机吸出至冷凝器冷凝后 成淡水回用。 三、工艺流程简述 1、改造前工艺流程简述 （1）新鲜水加热工段 由锅炉产生的 1.6Mpa 过热蒸汽通过加热盘管加热新鲜水罐中的新鲜水备用。 新鲜水加热热源蒸汽冷凝后回用。 （2）泡化碱化料工段 固体硅酸钠与水按一定比例混合，通过化料滚筒或静压釜，在 0.5MPa 的压 力下，生成浓度为 35%的硅酸钠溶液，硅酸钠溶液经过沉淀、压滤、二次压滤 后得到合格的硅酸钠溶液，硅酸钠溶液储存至原料罐中，为下一步反应做准备。 化料采用新鲜水站提供的新鲜水。化料热源蒸汽尾气排空。 （3）硅胶生产工段 按工艺要求将一定量的浓硫酸打入配酸罐中，添加 1%的模板剂，用来自新 鲜水站来的新鲜水稀释至 25%时备用。将泡花碱工段生产的硅酸钠溶液按工艺 要求打入配碱罐中添加 1.2%模板剂后，用新鲜水将硅酸钠溶液浓度由原来的 35%降 低到 22%备用。 将稀酸和稀硅酸钠分别用泵打入计量罐中，控制计量罐的温度 3560、 搅拌速度 120r/min，用压缩空气加压后，经稳压罐进入喷嘴中，快速混合均匀 后，喷入空气中，在运行中固化成型，即由溶胶变成凝胶，成型后的水凝胶球 落入接收池中，接收池采用新鲜水作为循环水，之后，利用水位差将水凝胶送 到老化带上，老化带将凝胶粒打入反应罐中，添加 1%的老化剂的新鲜水进行老 化，老化时间 1.52.5h。之后，将老化废水排放后，添加 1%酸改性剂的新鲜 水浸泡，其浸泡时间为 2.5h，之后将酸改性废水排放。采用添加 1%碱改性剂的 新鲜水浸泡 2h，之后，将碱改性废水排放，再用新鲜水，水洗温度为 5060， 水洗时间一次为 2.53h，串洗 8 遍。制胶、老化、酸改性、碱改性、水洗后 的废水排至污水处理站处理后排放。 硅胶颗粒经过酸性、碱性改性和水洗后，采用 4060新鲜水添加 0.25 %的 表面活性剂的溶液浸泡 68h，表面改性废水排至污水处理站处理后排放。之 后采用三级隧道热风干燥 3236h 的工艺处理，由分汽包来的热源蒸汽将物料 烘干，烘干后热源蒸汽和烘干蒸汽排空，从而得到平均孔径在 1050nm，铁含 量小于 80ppm，重金属含量小于 10ppm 的硅胶产品。 烘干后在粉碎分级机中分 级出不同粒度的硅胶，送入包装车间处理后称量包装。 （4）包装工段 本工段主要是完成硅胶产品的称量包装，其工艺流程如下： 粉碎-磨粉-分级-称量-包装。 2、改造后工艺流程简述 （1）新鲜水加热工段 由锅炉产生的 1.6Mpa 过热蒸汽通过加热盘管加热新鲜水罐中的新鲜水备用。 新鲜水加热热源蒸汽冷凝后回用。 （2）泡化碱化料工段 固体硅酸钠与水按一定比例混合置入化料滚筒或静压釜中，在 0.8MPa 的压 力下生成浓度为 45%的硅酸钠溶液，硅酸钠溶液经过沉淀、压滤、二次压滤后 得到合格的硅酸钠溶液，硅酸钠溶液储存至原料罐中，为下一步反应做准备。 化料所用新鲜水大部分采用反渗透处理后所得的软化水，不足部分由原新鲜水 系统补充。化料热源蒸汽尾气冷凝后部分回用。 （3）硅胶生产工段 按工艺要求将一定量的浓硫酸打入配酸罐中，添加 1%的稀释剂、1.5%稳定 剂，2%的模板剂，用软化水稀释至 40%时备用。将泡花碱工段生产的硅酸钠溶 液按工艺要求打入配碱罐中，添加 1%的稀释剂、1.5%的稳定剂，2.4%的模板剂， 用软化水将硅酸钠溶液浓度由原来的 45%降低到 38%备用。配碱、配酸所用软化 水大部分采用反渗透处理后所得的软化水，不足部分由原新鲜水系统补充。 将配好的硫酸溶液和硅酸钠溶液分别用泵打入计量罐中，控制计量罐的温 度 3560、搅拌速度 250r/min，用压缩空气加压后，经稳压罐进入喷嘴中， 快速混合均匀后，喷入空气中，在运行中固化成型，即由溶胶变成凝胶，成型 后的水凝胶球落入接收池中，接收池循环水循环次数由原来的 5 次降为 4 次， 之后，利用水位差将水凝胶送到老化带上，老化带将凝胶粒打入反应罐中， 添 加 1.5%的老化剂进行老化，老化时间 1.52h。添加 1.6%酸改性剂浸泡，其浸 泡时间为 2 h，对硅胶产品进行酸改性，采用 1.6%碱改性剂浸泡 1.5h，对硅胶 产品进行碱改性，将胶球打入水池进行水洗，水洗温度为 5060，水洗时间 一次为 22.5h，水洗 6 遍。制胶、老化、酸改性、碱改性、水洗所用软化水 大部分采用反渗透处理后所得的软化水，不足部分由原新鲜水系统补充。 制胶、老化、酸改性、碱改性、水洗后的废水分别打入循环水废水罐、老 化水废水罐、酸改性废水罐、碱改性废水罐、水洗废水罐中，通过超滤反渗透 装置，将脱盐后的软化水打入回收水储存罐中备用，废水脱盐后将浓水打入污 水处理站进行污水处理。 硅胶颗粒经过酸性、碱性改性、水洗后，再用4060，浓度为0.5%的 表面活性剂溶液浸泡56h，表面活性溶液所用新鲜水大部分采用反渗透处理后 所得的软化水，不足部分由原新鲜水系统补充。之后采用六级隧道热风干燥44- 48h的工艺处理，从而得到平均孔径在10-50nm，铁含量小于80ppm，重金属含量 小于10ppm的硅胶产品。表面处理后的废水打入表面处理废水罐中，通过超滤反 渗透装置，将脱盐后的软化水打入回收水储存罐中备用，其余废水脱盐后将浓 水打入污水处理站进行污水处理。烘干过程中产生的大量水蒸汽采用引风机引 出后经过冷凝管进行冷凝，烘干隧道中加热盘管出口处的热源蒸汽采用喷射式 热泵，将热源蒸汽加温加压，并通过循环风机将烘干蒸汽循环使用，多余的尾 气冷凝后回收。 烘干后在粉碎分级机中分级出不同粒度的硅胶，送入包装车间处理后称量包 装。 （3）包装工段 本车间主要是完成 硅胶产品的称量包装，其工艺流程如下： 粉碎-磨粉-分级-称量-包装。 计量罐 碱模板剂 泡花碱 锅炉蒸汽 酸模板剂 计量罐 合成反应老化酸改性 碱改性 水洗表面改性烘干 粉碎包装 新鲜水 污水处理 排放 热源蒸汽 烘干蒸汽 排空排空 蒸汽冷凝水回用 化料蒸汽排空 配酸罐硫酸 配碱罐 化料 冲洗 装置改造前流程图 分汽包 硫酸 计量罐 碱模板剂 锅炉蒸汽 酸模板剂 计量罐 合成反应老化酸改性 碱改性 水洗表面改性烘干粉碎包装 分汽包 烘干蒸汽 废水罐废水罐废水罐废水罐废水罐废水罐 污水处理 排放 喷射式热泵 循环风机 蒸汽冷凝水回用 热源蒸汽 回用 冷凝 排放 化料 蒸汽冷凝 回用 排空 配酸罐 配碱罐 泡花碱 化料 冲洗 新鲜水 反渗透 回收水罐 装置改造后流程图 冷凝 回用 排放 四、主要设备操作条件 表 3.2-1 新增设备主要操作条件表 序 号 设备名称数量规格操作温度 操作压力 MPa 备注 1静压釜 1280m365-850.8 MPa 新增 2化料滚筒 1245 m365-85 0.8 MPa 新增 3 循环风机 1520t/h2200.6 MPa 新增 4喷射式热泵 515h/h2501.6 MPa 新增 5烘干隧道 1520-140 常压新增 6压滤机 5120m2 常温 1.6 MPa 新增 7反渗透装置 2200t/h 常温 0.6MPa 新增 8 气流粉碎设备 11.5t/h 常温常压新增 9 制冷机组 1 120 万大卡/h常温新增 10 蒸汽冷凝设备 1020.5 t/h 常温常压新增 11 引风机 545t/h20-60 新增 12 原料罐 4300 m3 常温常压新增 13 废水罐 12550 m3 常温常压新增 14 回收水罐 10450 m3 常温常压新增 15 泵 2620t/h 常温新增 五、原料、化学品、公用工程规格及消耗指标 1、原料规格 表 3.2-2 硅酸钠（泡花碱）规格表 技术指标 序号指标名称 优等品一级品二级品 1密度（g/cm3）1.261.261.26 2 二氧化硅（%） 202020 3 氧化钠（%） 5.55.55.5 4 波 美 度 32-3632-3632-36 5 水不溶物（%） 0.100.100.10 6 铁（%） 0.030.030.03 7 模 数 3.25-3.353.2-3.43.1-3.6 8 可溶固体（%） 999999 9 铁（%） 0.020.020.02 2、化学品规格 表 3.2-3 浓硫酸规格表 指标名称指标名称优等品优等品一等品一等品合格品合格品实验方法实验方法 硫酸 % 989898GB/T534-2002 灰分 % 0.020.030.1GB/T265 铁（Fe）% 0.0050.01GB/T2541 砷（As）% 0.00010.005GB/T3536 铅（Pb）% 0.0050.02GB/T3535 透明度/mm 8050SH/T0308 色度/ml 22SH/T7305 3、公用工程规格 蒸汽 压力:1.6MPa 温度:225 新鲜水 压力: 0.30MPa（G） 温度:常温 仪表空气 压力:0.6MPa（G） 温度: 常温 压缩空气 压力:0.6MPa（G） 温度: 常温 电 电压：380V/220V 频率：50 HZ 4、原料、公用工程消耗指标 表 3.2-4 原料、公用工程消耗一览表 单 耗 序号项 目规 格单位 改造前改造后 一原料 1 泡花碱纯度99.8%(wt)t/t 产品1.61.6 2 硫酸纯度98%(wt)t/t 产品0.50.5 3 酸模板剂纯度99%(wt)kg/t 产品2430 4 碱模板剂纯度99%(wt)kg/t 产品5080 5 稀释剂纯度99%(wt)kg/t 产品045 6 稳定剂纯度99.5%(wt)kg /t 产品072 7老化剂纯度99.5%(wt)kg/t 产品3552 8 酸改性剂纯度99.5%(wt)kg/t 产品3556 9 碱改性剂纯度99.5%(wt)kg/t 产品3556 10 表面活性剂纯度99.5%(wt)kg/t 产品8.717.5 二公用工程 1 新鲜水t/t 产品 64.6721.85 2 电力 380/220V kW.h/t 产品 497.7702 3 蒸汽 1.6MPa t/t 产品 34.1729.58 4 仪表空气P0.5MPa、无油Nm3/t 产品 17.2825.35 六、改造设计遵循的主要标准规范 建筑设计防火规范GB500162006 化工建设项目噪声控制设计规定HG205031992 化工企业安全卫生设计规定HG205711995 石油化工企业环境保护设计规定SH30241995 工业设备及管道绝热工程设计规范GB502641997 化工装置设备布置设计规定HG205461992 第二节 主要设备 本次改造新增和更新工艺设备具体见下表。新增和更新工艺设备全部国内 采购。 表 3.2-5 新增和更新设备汇总表 序号名 称规格单位数量材质备注 1 静压釜 80m3 台 1216MnR+304 更换设备 2 化料滚筒 45m3 台 1216MnR+304 更换设备 3 废水储罐 550m3 台 6 碳钢新增设备 4 原料罐 300m3 台 4304 新增设备 5 反渗透装置 200t/h 套 2 新增设备 6 耐腐蚀泵 20t/h 台 26 新增设备 7 喷射式热泵 15t/h 台 15 碳钢新增设备 8 烘干隧道套 15 新增设备 9 气流粉碎设备 1.5t/h 套 1 新增设备 10 自动包装机 1.5t/h 套 2 新增设备 11 循环风机 20t/h 套 15 碳钢新增设备 12 烘干车 1.3mX1.5mX1.0m 辆 250 碳钢新增设备 13 制冷机组120 万大卡/h台 1 新增设备 14 引风机 45t/h 台 5 碳钢新增设备 15 水蒸汽冷凝设备 20.5 t/h 套 10 新增设备 16 压滤机 120m2 台 5 碳钢新增设备 17 回收水罐 450 m3 个 10304 新增设备 第四节第四节 自动化仪表改造自动化仪表改造 一、概述 硅胶生产节能改造项目，以泡花碱、浓硫酸为原料生产硅胶系列产品。装 置除化料工段为间断操作外，其他工序为连续生产。为保证装置的安全、平稳、 长周期满负荷和高质量运行，对装置实行集中检测、控制和集中管理