年产3000吨二氧化硅（白炭黑）生产线项目可行性研究报告

可行性研究报告工程项目江西黑猫炭黑股份有限公司3000吨/年二氧化硅（白炭黑）生产线项目工程编号轻0806K院长敖凌总工程师陶永刚项目负责人罗莉兰江西省轻工业设计院二00八年二月二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编制人员名单盛家华黎景平罗莉兰花波王小春赵妍第一章总论11111项目背景与概况项目名称3000T/A二氧化硅（白炭黑）生产线112项目承办单位概况1、项目建设单位名称江西黑猫炭黑股份有限公司项目法人代表蔡景章2、项目建设单位概况江西黑猫炭黑股份有限公司是景德镇市焦化煤气总厂控股的上市公司，焦化煤气总厂是520户国家重点企业，江西省十强工业企业，景德镇市属企业纳税第一大户。1994年6月在相关多元化发展过程中，炭黑作为该厂资源综合利用的产品得以开发，组建了景德镇市焦化煤气总厂炭黑分厂，此后效益、产量连年翻番，成为总厂的拳头产品之一。2001年7月，以焦化煤气总厂为主发起人，联合其它四家优势企业共同组建了江西黑猫炭黑股份有限公司。江西黑猫现有六条20万吨/年级炭黑生产线，其中四条硬质炭黑生产线，一条软质炭黑生产线，一条特种炭黑生产线。2002年12月，公司为把黑猫炭黑做大、做强，向资源地发展，在陕西韩城组建韩城黑猫炭黑有限责任公司，由江西黑猫公司控股70。韩城黑猫现有四条20万吨/年以上级炭黑生产线，其中三条硬质炭黑生产线，一条软质炭黑生产线，拥有7500KW的炭黑尾气发电机组。112005年5月，为辐射占领东北市场，全面开拓国内市场，公司在辽宁省朝阳市，组建朝阳黑猫伍兴岐炭黑有限责任公司，由江西黑猫公司控60。目前拥有两条硬质炭黑生产线，一条6000KW炭黑尾气发电机组。黑猫炭黑自投产之日起，就以高举民族工业旗帜、振兴民族炭黑工业为使命，不断开拓创新，不断滚动发展，企业由小到大，从弱到强。在短短十三年的功夫，年产能从8000吨跃升至26万吨。公司拥有江西黑猫、陕西韩城黑猫、辽宁朝阳黑猫三个炭黑生产基地，12条炭黑生产线，其中9条硬质炭黑生产线，2条软质炭黑生产线，1条1万吨/年特种炭黑生产线。十三年中产能提高了近29倍，实际产量提高近24倍，2002年和2003年产销量名列全国同行业第二名，2004年至2006年产销量跃居全国同行业第一名。成为民族炭黑工业的一面旗帜，全国最大的炭黑生产企业。3、项目承建单位情况广州吉必盛科技实业有限公司于2001年2月28日成立，是由自然人股东共同出资组建的有限责任公司，主要从事高品质纳米粉体和纳米复合粉体等材料的开发、生产及应用研究，已被认定为广东省现代企业制度试点企业，广东省知识产权优势企业，广州市“高新技术企业“，广州市民营科技企业，广州市自主创新优秀民营企业。作为南方纳米基地的重要组建单位之一，公司拥有一支以博士、硕士及高中级工程技术人员为骨干的科技队伍，下设“广州白云纳米粉体材料开发与应用中心“，与乌克兰科学12院表面化学研究所、中山大学，华南理工大学，四川大学、浙江大学等高校建立了密切的合作关系，共同进行气相二氧化硅及其他纳米材料的开发和应用研究。同时和华南理工大学组建了“华南理工大学研究生校外培养基地”，大大加强了公司技术创新能力。公司已经完成了2001年度广东省技术创新计划和广州市纳米重大专项计划项目“年产500吨气相二氧化硅工艺开发”，通过了省级鉴定验收,受到高度评价，该项目已获得广州市荔湾区科技进步一等奖；与广州白云粘胶厂共同完成2002年度广东省重大科技攻关招标项目“室温硫化硅橡胶/无机物纳米复合材料”并通过省级验收。现承担了2002年度国家级技术创新计划项目“年产2500吨气相二氧化硅工艺开发”；2002年度中乌政府间科技合作项目“利用有机硅单体副产物生产纳米级气相二氧化硅”；2003年度广东省技术创新项目“纳米气相二氧化硅的表面改性与处理工艺”；2004年度广东省重点领域技术创新招标计划项目“纳米气相二氧化硅的制备，表面改性及其在液体硅橡胶中的应用”。公司还主持了国家标准“气相二氧化硅”的编制。公司已申报十几项发明和实用新型专利，已获授权十项。公司目前主要从事气相二氧化硅（俗称气相法白炭黑）的生产开发与应用研究工作。公司汇集国内该领域的优秀人才，充分利用国内外专利和专有技术，结合多项自主创新的技术与工艺，2002年在江西永修星火工业园独资建成投产了国内第一套（单机）年产500吨气相二氧化硅的生产装置；132004年与吉化集团成立合资在吉林建成1000T/A的生产装置,现已扩建为2000T/A的规模；2006年与新安化工集团成立合资在浙江建成800T/A的生产装置（期）。目前公司所建设的生产装置生产稳定正常，产品供不应求。113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。14114可研报告编制单位江西省轻工业设计院工程设计证书国家工咨甲级11720070040轻设证甲字第140101SJ115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（GB5016092）（1999年版）（3）建筑设计防火规范GB500162006（4）工业企业设计卫生标准GBZ12002（5）室外给水设计规范GB500132006（6）室外排水设计规范GB500142006（7）建筑给水排水设计规范GB500152003（8）建筑物防雷设计规范GB500571994（2002年版）116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15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。12研究工作概述江西黑猫炭黑股份有限公司利用广州吉必盛多年积累的技术和市场优势，综合利用多晶硅工业生产过程中产生的大量副产物四氯化硅，生产国内市场紧俏的高品质纳米级气16相二氧化硅，既为多晶硅的生产解决环保的后顾之忧，实现资源的循环利用，又创造了极高的经济效益，具有显著的环境和社会意义。121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江西黑猫炭黑股份有限公司统一配套供应。122总投资及资金来源本项目总投资约86072万元，由建设单位全资负责。123技术经济主要指标技术经济主要指标详见表11。17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产品方案HL150牌号吨/年1500HL200牌号吨/年1200HL300牌号吨/年150HL380牌号吨/年1502副产盐酸30吨/年22500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90003烧碱吨/年1200折合30碱1200T4年工作日天330四班三倒制副产物运输18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255007项目定员人598占地平方米146309建筑面积平方米5640项目总投资万元8607210建设投资万元75156811年销售收入（含税）万元6450达产年12年总成本费用平均万元327305平均年13年销售税金及附加万元781平均年14年所得税万元74246平均年15年利润总额万元296985平均年16年利税总额万元371231平均年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36总运输量吨/年35760原料由管道输送，产品运入量吨/年10260量171819动态回收期（I10）动态回收期（I10）总投资收益率投资利税率项目资本金净利润率财务内部收益率财务内部收益率年年财务评价指标3534113454448258841153217所得税前所得税后达产年达产年达产年所得税前所得税后13研究结论19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。110第二章市场预测21市场预测211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（SIO2998）。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2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。21表21气相二氧化硅质量标准（GB/T200202005）分类名称氮吸附比表面积（M2/G）45M筛余物质量分数/悬浮液PH105挥发物质量分数/灼烧减量质量分数/二氧化硅质量分数/三氧化铝质量分数/（MG/）二氧化钛质量分数/（MG/）三氧化铁质量分数/（MG/）碳质量分数A/氯化物质量分数/A504059A706079A908099A110100125A150126175A200176225A250226275A300276335363303481009985003000300222212产品的应用领域2121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04MPA，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（SIOH）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。A380336405B504059B706079B908099B110100125B150126175_130B200176225B250226275B300276335B380336405A碳含量可以是灼烧减量的一部分。B用11的甲醇水溶液B2122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23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。2123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。24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。2124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。2125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35气相二氧化硅的不饱和聚酯树脂，其耐磨性提高12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15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。25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。2126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。26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。213国内外市场情况和需求预测2131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22）；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23）。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24）。表2722近年来我国气相二氧化硅的进口情况单位吨年进口数量年均增长率1999153320002110362001278732200234362320035759672004696121200590343020061142726表年23国内199919992005年的表观消费量情况单位吨2000200120022003200420052006表观消费量吨2109267533674286690988611118416043年均增长率27262761282643注表观消费量进口量出口量国内产量表24近年来我国气相二氧化硅的出口情况单位吨年20052006出口数量20301年均增长率14052132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25表2825国外气相二氧化硅生产厂家及能力国家公司地址生产能力T/A原料来源备注THEODORE,AL5900四氯化硅/氯硅烷WATERFORD,NY6350氯硅烷1988年投产,生产疏水型产品,计划将能力翻番美国CABOT公司TUSCOLA,IL13600四氯化硅/氯硅烷1988年扩建MIDLAND,MI7260由DOWCORNING1999年投产,产品供提供氯硅烷给DOWGE公司WATERFORD,NY6800内部提供四氯化硅CORNING德国比利时英国法国美国小计RHEINFELDEDEGUSSA公司NLEVERKUSENNBURGHAUSENWACKER公司KEMPTENDEGUSSA公司ANTWERPENSDEGUSSA公司ROUSSILLON39910130004000800018000400015000100007000工业级四氯化硅工业级四氯化硅四氯化硅内部提供氯硅烷内部提供氯硅烷四氯化硅由DOWCORNING公司提供由RHODIA公司提供1987年投产,原与HULSGMBH合资,目前完全归CABOT公司1999年中期完成扩建8000T/AWACKER和HOECHST合资公司包含疏水型产品1992年投产28西欧小计79000日本AEROSIL公司YOKKAICHI12000建于1996年,DEGUSSA与三菱材料合资公司日本德山曹达TOKUYAMA7000约生产3000T/A疏水型产品RHEINFELDECABOT公司BARRY,WALECABOT公司从表25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29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，不仅生产能印度CABOTSANMAR公司METTUR500由CHEMPLAST提供氯硅烷CABOT和CHEMPLAS合资公司,1998年中期开始试运行乌克兰卡路什化学公司5000四氯化硅采用表面化学研究所技术乌克兰及部分亚洲国家合计24500国外生产能力合计143410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TS720（二甲基硅油处理）、TS610（二甲基二氯硅烷不充分处理）、TS530（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CABOSIL，WACKER商品名为WACKERHDK。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DOWCORNING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DOWCORNING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26表21026国外气相二氧化硅产量（单位KT）国家或地区2002年2003年2004年2005年2006年美国3838383939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57。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，211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、日本西欧6163687275亚洲日本印度1819202224合计117120126131136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57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。214国内主要气相二氧化硅生产企业2141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A150、A200、A300、A380等型号产品。212B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25KG/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213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HL150、HL200、HL300、HL380四个牌号产品，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HL200B，HL150H等牌号的专用型亲水型产品，HB215，HB220，HB615，HB620,HB630等牌号的疏水型产品，产品已经走向系列化，并实现了出口。2142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19214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131亿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。215第三章建设规模与产品方案31建设规模江西黑猫炭黑股份公司的气相二氧化硅目，是以吉必盛公司现有1000T/A气相二氧化硅装置为基础设计的。根据目前国内气相二氧化硅市场需求缺口及景德镇周边地区多晶硅副产物的产量，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。32产品方案本项目的产品规模为3000吨/年。其中HL150产品1500吨/年，HL200产品1200吨/年，HL450产品150吨/年，HL380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。33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2550万元/吨（含税价）内波动，而进口产品在3070万元/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,2500035000元/吨；比表面积200/G，3500045000元/吨；比表面积比表面积30038031/G，4500055000/G，5500065000元/吨；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。32第四章厂址41建厂条件411厂址的地理位置、地形、地貌概括江西黑猫炭黑股份有限公司位于位于景德镇市铁路南站，配有铁路专用线，与宁、皖、赣相连，运输快捷，交通便利。本项目位于江西黑猫母公司焦化煤气总厂内昌江化工园12房以西，第一化工厂搬迁房以南，紧邻总厂西面。本项目所用场地已整平，平土标高为4050。场地可利用地面积约18000，该地区主导风向东北风。景德镇市境内以中低山及低山丘陵为主，总趋势为北东高，南西低，主要地貌类型以山地地貌为主，次为岗埠和流水侵蚀堆积平原，其地形可分为平坦区、微起伏平坦区和构造剥蚀低山丘陵区。景德镇市森林覆盖率约为609。412工程地质、水文地质及地震评价区地表水昌江发源于安徽省祁门县境内山区，历年平均水位为2013M（黄海高程），最低水位1918M，最高水位3427M（出现在1998年6月26日），最枯流量为128M/S，多年平均流量为146M/S，多年平均含砂量为009KG/M，历年平均流速为20M/S，最小流速为007M/S。333413气象条件该地区属亚热带季风气候，温和湿润。全年光照充足，雨量充沛，四季分明，春夏之交梅雨绵绵，夏秋之际晴热天多。多年年平均降水总量为24691MM、年日照时数为4117537H、无霜期一般为279天左右、年平均气温180，极端最高气温为363，极端最低气温为60；年平均风速21M/S，最大风速为19M/S，常年主导风向为东北风NE；多年平均主导风向频率为24。厂区气象有关数据如下极端最高温度418极端最低温度109全年平均气温170最热月平均温度88最冷月平均温度45年平均总降水量17635MM日最大降水量2285MM最热月平均室外计算相对湿度79最冷月平均室外计算相对湿度76夏季大气压力10176HPA冬季大气压力9982HPA夏季室外平均风速17M/S冬季室外平均风速19M/S全年室外平均风速21M/S夏季最多风向及频率C27、NE13冬季最多风向及频率C25、NE13全年最多风向C25NE15冬季采暖室外计算温度0夏季通风室外计算温度33042夏季空气调节室外计算温度64基本风压035KN/基本雪压035KN/地震基本烈度5度414交通运输景德镇市处于江西省、安徽省、浙江省三省交界地区，市内各镇乡全部实现公路直通。其中铁路、206国道、308省道穿越全市，交通四通八达，十分便利。江西黑猫炭黑股份有限公司位于景德镇市铁路南站附近，配有铁路专用线，与宁、皖、贛相连，距九景高速公路约11公里，距206国道约4公里，距308省道约12公里，距景德镇罗家机场约20公里，距西瓜洲货运码头约5公里，水陆空运输快捷，交通便利。415厂址周边环境和生活福利设施本项目厂址周边无有害污染源，环境和建设条件良好，适宜该项目建设。本项目生活福利设施另由江西黑猫炭黑股份有限公司统一规划考虑。42厂址情况421给排水生产用水由现有的设施提供，其中生产用新鲜水M/H；生活用水由现有的供水提供，最高日用水量为3M最大时用水量为6M/D。24/D,本项目利用现有的排水系统，该系统为生产、生活和雨43水合流制排水系统。本项目新增生产排水量为10M/D生活最大排水量为25M/D。上述排水水质可达到污水综合排放标准（GB89781996）的二级标准。422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电源分别引自公司内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。公司内现有供电能力为6700KVA的变电所，尚有富余。本项目相对来说新增用电负荷很少，为此，现有供电能力完全可以满足本项目需要，不需增建供电设施。423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。4231正常生产用低压蒸汽P0406MPA、05T/H,年用量333336000T。4232压缩空气正常生产用压缩空气年用量9000KNM。4233循环冷却水P07MPA、露点45、750M3/H，夏季用低温水424交通运输P04PA、16、50T/H，年用量44600KT。目前江西黑猫公司已有较完整的铁路和道路运输系统，能够满足本项目物料的运输要求。345第五章技术方案、设备方案和工程方案51全厂总图511总平面布置5111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。不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51。表51装置组成及用地面积表序号名称面积M2备注1装置占地146302二氧化硅生产厂房540X210803产品仓库24004罐区27345其它13206道路25307绿地46815112总平面布置51121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。516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。5113设计采用的规范及标准建筑设计防火规范GB500162006年版石油化工企业设计防火规范GB50160921999年版。512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。513主要技术经济指标表表52主要技术经济指标表514场内外运输5141装置运输量见表5253表53装置运输量一览表序号货物名称运输量及运输形式铁路公路水运形态包装形式备注1212碱四氯化硅二氧化硅盐酸总计运入1260液9000液运出3000固2250035760槽车槽车袋5142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。52工艺设计序号指标名称单位数量备注1装置占地面积平方米14630装置区红线内2建、构筑物占地面积平方米59763地下管线估计占地面积平方米2004道路面积平方米25305绿地面积平方米4681521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（GB500162006）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53资、降低成本。522生产工艺5221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。5222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。5223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。5224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。54工艺流程如下四氯化硅空气氢气产品合成产品聚集产品分离产品脱酸产品包装盐酸吸收大气碱吸收成品盐酸具体工艺过程如下所述1）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。552）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2H2O22H2OH578SICL42H2OSIO24HCLH320HCLO22H2OCL2H2723从反应器喷射出来的物料，进入反应炉继续彻底进行高温合成反应，产生的气固混合物在冷却管内进行初步冷却。经过初步冷却后的气固混合物，进入聚集器进行自然冷却，聚集成微米级的SIO2聚集体。3）产品分离本工序主要阐述产品的气固分离和高温脱酸等。从合成工序输送过来的气固混合物，进入旋风进行气固分离，SIO2粉体分离出来后输送去脱酸。而尾气经过多级分56离后，被输送到盐酸吸收工序。从旋风输送过来的产品，经过两级脱酸，除去产品夹杂的废气。产品从二级脱酸炉出来后，送到产品料仓贮存。4）产品包装贮存于料仓的SIO2产品采用真空包装机进行真空包装，包装所需用的真空采用水环真空泵来获得。包装后的二氧化硅产品采用塑料缠绕打包成垛，以利于防潮和运输。5）盐酸吸收尾气本工序主要阐述尾气