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

1 1 总 论 1.1 概述 1.1.1 项目名称 1.1.1.1包头市 XX 化工有限责任公司 2000吨 /年氟化氢铵建设项目 1.1.1.2主办单位： 包头市 XX 化工 有限责任公司 1.1.1.3企业性质： 有限责任公司 1.1.1.4企业法人： 1.1.1.5项目拟建地址：内蒙古包头市 XX区 1.1.2 可行性研究报告编制依据与编制原则 1.1.2.1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 2008.3 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） 2002.1.4 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） 1997.9 包头市 XX 化工有限责任公司 提供的设计基础资料 1.1.2.2 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）20002.1.4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） 1997.9编写，并遵循基本建设项目程序。 2 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。 1.1.3 项目提出的背景、投资的必要性和经济、社会意义 1.1.3.1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 1.5 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。 1.1.3.2 项目提出的背景 1） 当地资源 概况 3 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4.5 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 22 106t(REO),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 3 1，稀土氧化物平均含量为 5% 6%，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 15.53 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 328 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 4 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 。 1.1.3.3 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 5 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/T3586-1999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 13.25万吨（以氧化物计，下同），比上年增长 11.62%；稀土冶炼分离产品产量 15.70 万吨，比上年增长51.10%， 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。 6 （ 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。 1.2 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 投资估算及经济效益分析 结论及建议 7 1.3 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 1 1 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/a 2300 二 产品方案 1 氟化氢铵 t/a 2000 2 粗白炭黑 t/a 300 三 年操作日 天 330 四 主要原材料、燃料用量 1 尾气酸 t/a 3330 2 液氨 t/a 733.5 3 氢氟酸 t/a 700 五 公用动力消耗量 1 供水（新鲜水） 平均用水量 m3/d 200 2 供电 设备容量 Kw 194.35 计算负荷 Kw 154.35 年耗电量 万 kwh 108.0 六 三废排放量 1 废水 t/a 198 生活污水 2 废气 t/a 0.17 挥发氨 8 3 废渣 t/h 156 炉灰渣 七 运输量 t/a 11219.5 1 运入量 t/a 8763.5 2 运出量 t/a 2456 八 全厂定员 人 45 1 其中：生产工人 人 39 2 管理人员 人 6 九 总占地面积 平方米 13334 十 全厂建筑面积 m2 1726 十一 全厂综合能耗总量（包括二次能源） 吨标煤 /年 1232.73 十 二 工程项目总投资 万元 494.22 1 固定资产投资 万元 363.47 2 流动资金 万元 130.75 十 三 报批项目总投资 万元 494.22 十 四 年销售收入 万元 1375.00 正常年 十 五 成本和费用 1 年均总成本费用 万元 1191.29 正常年 2 年均经营成本 万元 1191.29 正常年 十 六 年均利润总额 万元 97.26 正常年 十 七 年均销售税金 万元 62.75 正常年 十 八 财务评价指标 1 投资利润率 % 19.68 正常年 2 投资利税率 % 33.46 正常年 3 投资回收期（税前和税后） 年 5.5 税前 7.0 税后 4 全员劳动生产率 万元 /人 30.56 正常年 5 全投资财务内部收益率（税前和税后） % 22.97 税前 16.19 税后 6 全投资财务净现值 （税前和税后；需注明 I 12值） 万元 294.86 税前 108.19 税后 9 2 市场预测 2.1 氟化氢铵 及白炭黑 生产状况 2.1.1 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 10 展前途的 。 2.1.2 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 P.P.G 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 3.5 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。 2.1.3 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、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 11 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2 5%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。 2.1.4 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 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。 12 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 13 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。 2.1.5 市场需求预测 2.1.5.1 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。 2.1.5.2 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 35.5万吨 , 产量约 21.9万吨 , 产品除满足国内需求外 , 出口约 6.6 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。 14 2.2 产品现状及价格 2.2.1 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。 2.2.2 产品 价格 2.2.2.1 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 6000 9000元 /吨左右，批发价最低一般在 5500元 /吨。 表 2-1 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 2-1 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 98% 8300 2 济南浩化实业有限责任公司 98% 6600 3 上海恒然化工有限公司 98% 9000 4 株洲英东实业有限公司 97% 7700 5 上海湘云化工有限公司 6500 6 昆山市富乐化工有限公司 6400 7 湖南省娄底市元通化工有限公司 98.5% 8100 8 湖南长沙大鹏实业有限公司 97% 6000 15 2.2.2.2 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 2 2为国内白炭黑生产厂家 生产的通用白 炭黑市场售价。 表 2-2 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 5500 2 浙江更化化工有限公司 通用 6000 3 山东联科白炭黑 有限公司 通用 4500 4 山东双燕化工 有限公司 通用 3400 5 上海 陵尔化工有限公司 通用 4500 6 上海东建 化工有限公司 通用 5300 7 扬中市天原化工厂 通用 5500 8 上海孚华实业有限公司 通用 6500 9 上海冬建化工有限公司 通用 5300 10 无锡市泽辉化工有限公司 通用 5200 11 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。 16 3 产品方案及生产规模 3.1 产品 介绍 3.1.1 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： Ammonium Bifluoride 分子式： NH4HF2 分子量： 57.04g/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 1.5,沸点 240 ，熔点 125.6 ，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。 3.1.2 白炭黑 产品 名称： 白炭黑 英文名 ： White carbon black 分子式： SiO2 nH2O 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 。 17 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。 3.2 产品方案 3.2.1 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/T3586-1999工业氟化氢铵的技术要求。 表 3-1 工业氟化氢铵技术指标 项目 指标 优等品 一等品 氟化氢铵（ NH4HF2）含量（以干基计） 97.0 95.0 干燥减量 3.0 5.0 灼烧残渣含量 0.2 0.2 硫酸盐 (以 SO2计 )含量 0.1 0.1 氟硅酸铵（ NH4） 2SiF6含量 2.0 4.0 1、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 。 3.2.2 白炭黑 产品方案 利用 19%HF 和 8%H2SiF6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SiO2 nH2O。本可研报告所产 白炭黑为 粗产品，需企业自定企业标准。 18 3.3 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。 3.4 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。 19 4 工艺技术方案 4.1 工艺技术方案的选择 4.1.1 原 料路线确定的原则和依据 4.1.1.1 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。 4.1.1.2 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 。 4.1.1.3 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。 4.1.1.4 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 20 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 SiF 4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。 4.1.2 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。 4.1.2.1 液相 法 反应 原理 : NH3+2HF NH4HF2 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。 4.1.2.2 气 相法 反应 原理 : NH3+2HF NH4HF2 制法及工艺 ：气化的将无水氟化氢气化后和氨气以 2 1(mol)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 21 循环使用。 工艺流程图见图 4-1。 图 4-1 气相法 工艺流程示意图 4.1.2.3 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 33 40kPa下蒸发，得到熔融物。将熔融物于 60 80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 60 90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。 4.1.2.4 XX 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。 4.2 工艺流程和消耗定额 4.2.1 反应原理 1） SiF4 6NH3 2HF 2H2O 6NH4F SiO2 2） NH3+HF NH4F 3） NH4F+HF NH4HF2 4.2.2 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NH3 冷却 AHF 反应 FAN 凝华 分离 成品 FAN 22 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 PH=8 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， SiO2 6。流程图见图 4 2。 尾气酸 液氨 清夜 图 4 2 工艺流程图 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 23 4.2.3 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 4-3所示 ： 图 4-3 全厂物料平衡简图 4.3 自控技术方案 4.3.1 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 。 4.3.2 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。 4.3.2.1 温度测量仪表 就地温度测量 一般选双金属温度计 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，热电尾气酸 1.67 吨 蒸 发 合 成 澄清池 反应 罐 液氨 0.37 吨 NH4HF2 1.00 吨 HF1.75 吨 SiO20.15 吨 H2O 2.64 吨 24 偶应符合 IEC584标准 4.3.2.2 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、 4 20mA DC 标准信号。压力和差压变送器均为智能型变送器 4.3.2.3 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。 4.3.2.4 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。 4.3.2.5 固体物料一般用地衡式计量。 4.3.3 仪表防护 电子 /电气仪表应满足相应区域的防爆等级。遵循 GB50058 92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。 4.3.4 仪表信号： 4 20mA DC 4.3.5 仪表供电 仪表电源由电气专业提供双回路 220V 50HZ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 220V 50HZ交流电 25 源。现场电子式仪器变送器采 用 24V DC 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。 4.4 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 4 1。 表 4-1 主要设备一览表 序号 设备名称 规格型号 操作条件 数量 材质 温度 （） 压力（ MPa） 容积（ M3） 物料 1 水池 常温 常压 300 水 1 座 砼 2 酸储罐 3000 2000 常温 常压 15 尾气酸 4 台 PP 3 液氨储 罐 常温 1.6 100 液氨 1 台 16MnR 4 反应釜 1200 1500 常温 常压 1.5 中和液 6 台 PP 5 澄清池 8000 50003000 常温 常压 100 中和液 2 台 砼 PP 6 过 滤机 HOL3-1000 常温 常压 白炭黑 沉淀 1 台 组合 件 7 清液池 8000 50003000 常温 常压 100 中和液 1 台 砼 PP 8 蒸发器 SWZ1350-5 60-70 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 60-70 常压 氨溶液 2 套 组合 件 11 结晶机 SGJ-400 常温 0.3 MPa 氟化氢铵溶液 3 台 组合 件 4.5 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 26 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。 27 5 原材料、辅助材料及燃料的供应 5.1 原材料供应 5.1.1 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 5-1 。 表 5-1 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 1 尾气酸 HF 19 632.7 华美稀土厂 汽运 H2SiF6 8 266.4 H2O 73 2430.9 2 液氨 100 733.5 汽运 3 氢氟酸 20 3500 自产 汽运 5.1.2 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 28 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。 5.2 燃料供应 5.2.1 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。 5.2.2 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。 29 6 建厂条件和厂址方案 6.1 建厂条件 6.1.1 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 109 15110 26，北纬 40 14 42 43，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。 包头市 XX 化工有