某公司8万吨年粉状磷酸一铵项目可行性评估报告

有限责任公司18万吨/年粉状磷酸一铵项目可行性研究报告研究设计院工程咨询资格证号工咨甲目录1总论111概述1111项目名称、建设单位名称、企业性质及法人代表1112可行性研究报告编制的依据和原则1113项目提出的背景、投资必要性和经济意义212可行性研究报告研究范围313研究结论3131研究的简要结论3132建议42市场预测621磷铵产品概况722国际磷铵市场概况7221世界磷铵的生产、消费及贸易情况7222市场预测823国内磷铵市场概况924中国MAP进出口情况1125省及周边省市复肥市场的需求初步分析1126中国MAP发展趋势预测1227磷铵价格分析1228产品销售的预测133产品方案及生产规模1431产品方案是否符合国家产业政策、行业发展规划的要求1532生产规模和各装置的规模确定的原则和理由1533产品质量指标1634中间产品规格164工艺技术方案1641硫磺制酸工艺技术方案17411原料路线的确定原则及依据17412国内外工艺技术概况17413工艺技术方案的比较及选择18414硫酸工艺特点1942磷酸工段工艺技术方案20421原料生产中磨矿工艺的确定20422磷酸工艺技术的比较及选择2243磷铵工艺技术的选择和比较26431磷酸浓度的确定26432中和方法的确定27433雾化方式的选择27434干燥介质及流向的选择2844工艺流程28441硫酸生产工艺28442磷酸生产工艺30443磷铵生产工艺30444氨站31445物料衡算及流程图3145消耗定额3446主要设备36461硫酸设备选型36462磷肥装置设备选择的理由37463粉状磷铵装置37464主要设备一览表3847自控技术方案40471自控水平和主要控制方案40472仪表类型的确定40473主要关键仪表选择41474仪表供电415原材料、辅助材料及燃料和动力的供应4251主要原材料、辅助材料、燃料的供应426建厂条件和厂址方案4361建厂条件43611建厂地区概况43612交通运输条件43613气象条件及工程地质资料43614电源、供电、电讯等情况44615水源、排水等情况44616供热工程4462厂址方案447公用工程和辅助设施方案4571总图运输45711总平面布置45712道路46713工厂防护设施及其它4772工厂运输4773给排水47731概述47732设计依据48733设计范围48734给水设计48735排水设计50736消防5074供配电51741设计范围51742引用标准51743供电概述5175电信5776供热及发电57761废热回收系统57762废热发电系统58763给水系统58764汽水系统58765排污疏水系统58766脱盐水站58767主要设备选型59768自动控制60769系统设计特点6077贮运设施及机械化运输6178采暖、通风及空调61781采暖、通风及空调原则61782通风、除尘的主要方案6179空压站62791技术方案的确定62710中央化验室627101中央化验室和岗位分析室的关系和分工627102分析项目62711维修63712土建647121设计依据647122地基与基础647123建筑设计657124结构设计657125磷石膏渣场66713生活设施668节能6781复肥装置能耗指标及分析67811单位产值综合能耗6782节能措施综述679环境保护6991编制依据69911有关国家文件6992厂址的地理位置和自然条件6993环境质量标准和排放标准69931环境质量标准69932排放标准6994建设项目的排污情况及治理措施7294115万吨/年硫磺制酸装置729425万吨/年磷酸装置7494318万吨/年粉状磷酸一铵76944磷石膏渣场77945污水处理站7995清洁生产8096环境保护费用8110劳动保护与安全卫生82101编制依据82102项目生产过程中职业危害因素的分析831021生产过程中主要有毒、有害物质及防治措施831022生产过程中化学腐蚀的危害因素841023生产过程中高温易爆等危害因素。841024噪声危害841025静电、雷电的危害84103职业安全卫生防护的措施851031防火、防爆措施851032防尘、防毒、防腐蚀措施851033防噪声措施851034防电、防雷击措施851035防机械损伤，防高温措施851036其他措施86104消防861041设计原则861042生产过程中火灾危险性物质871043生产过程中火灾危险类别871044消防措施8711生产组织和劳动定员估算87111工厂体制及组织机构的设置87112生产班制和定员87113人员的来源和培训8812项目实施规划90121建设周期的规划90122实施进度计划9013投资估算和资金筹措91131投资估算911311投资估算编制的依据和说明911总论11概述111项目名称、建设单位名称、企业性质及法人代表项目名称18万吨/年粉状磷酸一铵工程主办单位名称有限责任公司企业性质民营法人代表112可行性研究报告编制的依据和原则1121编制依据1原化工部计发1997426号文关于印发化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定修订本。2工业研究设计院与有限责任公司签订的“有限责任公司18万吨/年磷铵项目可行性研究报告编制合同书”。3有限责任公司提供的项目有关基础资料。4化学工业研究设计院对同类工厂的工程设计和建设运行情况的调查。1122编制原则本可研报告的编制将遵循下述原则1力求全面、客观地反映情况本报告是供公司及上级部门决策使用，因此在编制过程中应按照国家、行业和地区的发展规划，以及国家的产业政策、技术政策的要求，对本项目的建设条件、技术路线、经济效益、工程建设、生产管理以及对环境的影响等各个方面，力求全面地、客观地反映实际情况，多方面的分析对比，为上级领导机关决策提供依据。2采用先进适用的技术各生产装置及配套的公用工程、辅助设施，都要充分注意技术的先进性。技术的先进性不但体现在工艺流程、技术装备和控制水平上，而且同样体现在环境保护和工业卫生等各个方面。在注意技术先进性的同时，还要充分注意技术的适用性。即根据企业目前的经济能力、配套能力和管理水平等情况，选取适用的先进技术。3要以经济效益为中心经济效益是企业生存的命脉。因此，本报告编制过程中要特别注意节省投资降低消耗定额和减少定员以提高企业的经济效益。4遵循持续发展的战略观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规、完善“三废”处理设施，控制对环境的污染，节约能源。113项目提出的背景、投资必要性和经济意义1131企业概况有限责任公司是集团下属的一个控股子公司。公司位于,交通运输便利。县具有丰富的磷矿石资源，磷矿石已探明可开采量为1970万吨，为了认真落实县委、县政府提出的“工业立县”战略，依托本地资源，对磷矿石进行深加工，实现从初加工向深加工的转变，由此增加产品的附加值和技术含量，将资源优势转化为产业优势和经济效益。公司于2004年投资16亿，兴建10万吨磷酸一铵一期限工程，于2005年4月建成投产。现公司拟上马配套技改18万吨磷酸一铵二期工程，通过技术改造，形成年生产磷酸一铵28万吨，硫酸45万吨，磷酸15万吨的生产能力，总投资达25亿元，年销售收入6亿，年上交税金4000万元。公司将以“三个代表”重要思想和科学发展观为指导，以发展为主线，以质量创品牌，以创新添活力，以管理求效益，抢抓机遇，锐意进取，打造东圣品牌。1132投资的必要性及经济意义1省具有丰富的磷资源优势是我国的富磷省，磷矿资源远景预测储量达1268亿吨。有限责任公司位于磷资源富集区域，公司交通运输十分方便。磷矿成本低，产品具有很强的竞争优势，生产磷铵具有得天独厚的资源优势。2产品市场要求省是我国的农业大省，属江汉平原，现有耕地近亿亩，多以种植小麦、水稻、棉花、大豆、玉米、花生、烟草、瓜果、蔬菜等为主，是国家主要商品粮基地之一。化肥是农业必不可少的生产资料，是保证农业增产的重要手段。在耕地面积有限的条件下，施用化肥以提高单位耕地面积的产量是增产的主要途径，而且见效快。省内的肥料品种中主要以氮肥、普钙和钙镁磷肥为主，高浓度氮磷钾复合肥较少，自给率不足。因此，在今后较长时期内，农业的发展需要继续建设一批高浓度磷复肥装置。磷铵是磷复肥的重要原料之一，磷复肥的市场需求将直接影响到磷铵的市场用量。3企业自身发展的需要和具有的有利条件我国加入WTO后，对国民经济的发展带来了深远影响，对化肥工业而言化肥进口配额逐年增加，关税降低，使得进口化肥在价格方面具有一定的竞争优势。对此，国内化肥企业只有抓紧时间调整产品结构，拓宽市场，扩大企业规模，壮大企业实力，优化资源配置，才能在化肥市场竞争中立于不败之地。有限责任公司正是意识到了这一问题，把调整产品结构，发展NPK肥料作为提高企业经济效益，扩大产品市场的重要途径之一来考虑。经预算该项目建成投产后年均销售收入321644万元，年均新增利润35651万元，年均新增所得税11765万元，年均税后利润23886万元，投产后5年内可回收全部投资。投资利润率为27,投资利税率为287,投资内部收益率税前为366,税后为2637,生产能力利用率为463。12可行性研究报告研究范围1、18万吨磷铵装置方案；2、市场需求预测；3、与工艺装置配套的公用工程及辅助设施方案；4、项目的环境保护、劳动安全和卫生评估；5、投资估算与技术经济评价。13研究结论131研究的简要结论1、本项目产品方案选择正确，规模合适；2、本项目原料来源可靠、工艺成熟；3、本项目的“三废”治理设施完善，并运行可靠；4、初步财务评价表明该项目有良好的经济效益；5、研究结果表明本项目符合国家产业发展政策，对提高企业经济效益有着积极的意义。同时增加就业岗位，带动当地交通运输、环保治理等相关业的发展，有着明显的社会意义。项目的实施是必要的和必需的。132建议1、积极开发磷石膏的综合利用，变废为宝。2、为确保产品质量，希望建设单位加强产品生产控制和原料、中间产品及成品分析，建议采用PCL计算机监控系统进行管理。3、在当今市场经济情况下，产品价格随着市场波动很大，产品所实现的经济效益也与市场休戚相关。建议建设单位抓住市场良好机遇，并尽早筹措资金，使工程早日上马。附主要技术经济指标表11表11主要技术经济指标序号项目名称单位数量备注一生产规模万吨/年18二生产方案1磷酸一铵（MAP）万吨/年18配套硫酸（100H2SO4）万吨/年15磷酸（100P2O5）万吨/年5三年操作日天330四主要原辅料用量1硫磺（S995）万吨/年4952钒催化剂万升/年093轻柴油吨/年304硅藻土吨/年1495磷矿（31P2O5）万吨/年1636氨（99）万吨/年2437包装袋50KG/袋万只/年36458磷酸（100P2O5）万吨/年364五燃料及公用工程1新鲜水万吨/年147842电万KWH/年4513蒸汽（06MPA）万吨/年084煤万吨/年216六运输量吨/年82481运入量吨/年25642运出量吨/年5664七定员人251八装置占地面积平方米5242九新增建筑面积平方米18826十全厂综合能耗总量KJ/年4591012十一单位产值综合能耗KJ/万元143108十二工程项目报批总投资万元956921固定资产总投资万元80032流动资金万元52205十三年均销售收入万元321644十四成本和费用1年均总成本费用万元283704十五年均利润总额万元35651十六年均销售税金万元2289十七财务评价指标1投资利润率272投资利税率2873投资回收期I税前II税后年年4150含建设期4全投资内部收益率I税前税后3662635全投资净现值I税前II税后万元万元16634998744IC106生产能力利用率BEP4632市场预测21磷铵产品概况磷铵是磷酸与氨中和的化合物，是高效氮磷复合肥料。也可用作木材、纸张、织物的阻燃剂，纤维加工和染料工业的分散剂，搪瓷用釉药，防火涂料的配合剂。还用于印刷制版和医药制造，食品工业中用作膨松剂，面团调和剂，酵母养料，酿造发酵助剂等。肥料用磷酸铵主要是磷酸二铵DAP和磷酸一铵MAP。DAP和MAP是重要的高浓度氮磷复合肥料，可用作粮食作物、经济作物、蔬菜及果树的基肥，也可作为追肥，对粮食作物和其他经济作物有明显的增产作用。与低浓度肥料相比，可以大大节省包装、贮存、运输和施用方面的费用；两种磷铵产品均可和其他肥料混配，制成烟叶、水果、蔬菜等多种经济作物的专用复混肥料和NPK复混肥，烘干时分解温度较高，基本不发生氨损。因此，磷铵已成为最受欢迎的磷肥品种之一。在国际市场上，DAP的规格通常为18460，MAP的规格通常为11（5155）0，11480和12520等，都是通过湿法磷酸路线生产的，而且大部分是作为肥料使用的。只有少量的MAP由脱氟的湿法磷酸生产的11550和11570产品作为乳牛场养牛的饲料。22国际磷铵市场概况221世界磷铵的生产、消费及贸易情况过去五年中，全球MAP产量稳步提高。2003年，全球磷酸一铵（MAP）产量比2002年增加了9。1999年，世界磷肥产品产量结构为DAP占62，MAP占26，TSP占12，而2003年已变成DAP55，MAP33，TSP仍为12。美国，印度、俄罗斯、中国和摩洛哥等是磷铵生产大国，其磷铵产量各占世界总产量分别是427、126、96、84和44，上述五国磷铵产量总计约占世界磷铵总产量70以上。近几年西欧磷肥产量逐年下降，美国略有下降，而亚洲地区，特别是中国、印度等磷肥产量增长较快。在俄罗斯，MAP产量在过去五年中以平均每年10的速度增长，而DAP产量增长速度不足1。1999年以来，俄罗斯当地市场磷肥销售量增长了5倍。2003年，俄罗斯当地市场磷肥销量占俄罗斯磷肥总销售量的12。粗略统计2003年俄罗斯MAP产量大约为120万吨P2O5，绝大部分出口；DAP产量大约为60万吨P2O5。2003年美国磷酸开工率为90以上，产量从2002年的1020万吨P2O5增加到2003年的1040万吨P2O5。MAP产量比2002年增加18，原因是美国国内需求强劲以及对巴西的出口增加。2004年初CARGILL和IMCGLOBAL宣布合并。新公司将是美国最大的磷肥生产商，共有磷酸能力570万吨/年P2O5，占美国磷酸总能力的一半，DAP/MAP能力将超过1000万吨（实物）。目前美国有磷酸能力1150万吨/年P2O5。预计近期不会有新的变化。世界磷铵的贸易量比较大。2000年世界磷铵贸易总量为8422万吨P2O5，占世界总产量约50。国际市场上MAP的主要出口国是美国、俄罗斯、摩洛哥和南非，其中美国MAP主要出口北美洲、拉丁美洲和大洋洲，出口量在市场中所占份额超过50；俄罗斯MAP主要出口拉丁美洲、欧洲和北美洲；摩洛哥MAP主要出口欧洲。亚洲和西欧是磷铵的主要进口地区，西南亚和拉丁美洲也是比较大的进口地区。总体上，拉丁美洲、北美洲、大洋洲和西欧是国际MAP的主要市场。2003年，世界磷肥贸易出现了新形势中国DAP进口量锐减；印度重新进口DAP；中国出口DAP；巴西持续需求MAP。从全球来看，DAP贸易量减少2，MAP和TSP出口量增多。222市场预测预计20042008年全球DAP能力提高24，MAP能力提高7，TSP能力提高5。新增能力主要是在磷肥消费大国，20042008年，中国将占磷铵新增能力的一半。据世界银行/粮农组织/工发组织化肥工作组预测，世界对磷肥的需求预测如下表21表21世界磷肥需求预测（单位万吨P2O5）时间地区1995/961999/20002004/05平均每年增长总需求量296253359536402其中亚洲1483174018904西亚1610205024004南亚3700475050004东亚952010600115004从上表可以看出，世界对磷肥的需求总的状况呈增长的趋势。同时，世界对DAP、MAP的需求量也将继续增长，预计从1995年到2010年需求量将从2280万吨增长到3470万吨。亚洲则是最主要的需求增长地区，约占增长量的75，其中，中国对DAP、MAP的需求，在亚洲地区占有重要地位，预计在近一段时间内需求量仍将大于供应量。世界DAP的进出口也将继续增长，而进口DAP、MAP的主要地区还是在东欧、非洲、亚洲和拉丁美洲。主要出口地区在北非（摩洛哥，突尼斯），北美（美国）以及亚洲（约旦）。23国内磷铵市场概况MAP在我国发展起步较晚，是随着DAP的发展而发展起来的，近年来MAP的生产能力和产量有了较大幅度的增长。表22近年来国内MAP的能力和产量（单位万吨，实物量）年份能力产量开工率（）19992955172959200036917984920012193200227532003296520043333虽然我国MAP的发展速度较快，但开工率不高。1997年以前MAP开工率不到50，近几年来开工率有所上升，基本在50以上，最高达到64。主要原因是MAP生产厂生产时间不长，有些较大型装置是近几年才建成，在生产和管理上存在经验不足，只有少数企业能够达产达标，如云磷、息烽等厂，其产品完全成本和进口化肥相比具有竞争力。此外，和国外相比，我国MAP生产企业数量较多，规模小，目前国内MAP生产企业有70多家，最大生产能力为20万吨/年。2002年我国MAP产量前10名生产厂家的MAP产量之和占全国MAP总产量的50。因此，目前我国迫切需要发展有一定规模、原料来源有优势、能够降低生产成本、具有国际竞争能力的MAP生产装置。表23是2002年我国MAP产量前10名生产厂家的MAP产量。表232002年国内MAP产量前10名生产厂家企业名称产量（万吨P2O5）涪陵化工股份有限公司908四川宏达股份有限公司什化分公司743祥云化工股份公司683开磷集团息烽重钙厂640江苏瑞和化肥有限公司588云南三环化工有限公司586贵州宏福实业开发有限公司561洋丰集团534四川什邡蓥峰实业总公司516楚星化工股份有限公司496合计6255MAP是我国NPK复合肥生产企业极为重要的原料，它的供需状况直接影响NPK复合肥市场的供销形势。2004年我国NPK复合肥企业以大于18的速度快速发展。因此，MAP市场需求明显拉动。2004年我国生产MAP共计3333万吨，同比增长247。全年MAP总需求量约400万吨，再加上原材料价格上涨、运输紧张等因素影响，造成我国MAP市场供需形势更加严峻。预计今后几年国内供需缺口将有所缓解，但该市场仍属卖方市场。预计今后五年中，中国云南、贵州、重庆和安徽等地的扩能改造将新增能力300万吨/年P2O5，其中70为DAP，30为MAP和NPK。中国磷酸能力将提高40，2008年中国DAP产量将达到580万吨/年P2O5，MAP产量达1180万吨/年P2O5。24中国MAP进出口情况目前，我国磷复肥产品产量远不能满足农业实际需求，国家每年进口大量的磷复肥产品，进口的磷复肥品种主要是高浓度的DAP和NPK，还有少量的其它磷复肥产品，如MAP等。与DAP和NPK相比，我国MAP的进口量相对较少，主要来自哈萨克斯坦；出口量也较少，主要出口亚洲地区，如印度、越南等。表24近年来我国MAP进出口量（单位万吨，实物量）年份199719981999200020012002进口量818550071558出口量0303399295126我国每年从国外大量进口DAP和NPK来满足国内对高浓度磷复肥需求。因此，未来几年内我国MAP进口量变化不大，仍然维持较低水平。近几年来，我国磷复肥生产企业为迎接入世挑战，不断挖潜改造，扩大规模，提高产品质量，抓紧节能降耗，加强管理，进行严格的成本控制，现在已经取得基本成效，2002年国内MAP平均生产成本为1070元/吨。如果国内MAP生产企业能够进一步提高MAP产品质量、降低生产成本，将会在国际市场上具有一定的竞争力。亚洲一些国家如日本、印度等国每年都进口一定数量的MAP，因此，未来我国具有进一步扩大MAP出口量的潜力。25省及周边省市复肥市场的需求初步分析省是农业大省，也是我国主要粮食生产基地之一，每年向国家提供商品粮150万吨以上，全省现有耕地近亿亩。近几年新建不少混配肥装置，装置最大生产能力为年产10万吨，绝大部分为年产15万吨的装置。目前全省磷肥生产能力250万吨/年，复混肥的生产能力为200万吨/年。根据省农科部门和化肥专家的预测，省农业对化肥的需求比例为NP2O5K2O1049025，实际的养分比例仅为NP2O5K2O102003，省多元肥料的产量还不能满足农业的要求，尤其是高浓度氮磷钾复合肥较少，自给率不足，需要加快发展。周边省市中复肥的生产厂家不少，但主要是一些规模在5万吨/年以下的小厂，而且主要生产低浓度复混肥。表25各省复合肥施用量单位万吨折纯地区化肥施用量氮肥磷肥钾肥复肥施用比例上海218016402201102201010江苏30670184704690114063302060浙江98306860126055011701190安徽24850142504050168048701960江西1128057802160174015901340山东37301923055402580997026702400134704730155042601780湖南167094702360271021801300表25中看出，在周边省市中以山东省的复肥生产量和消费量最大，而省每年的复肥缺口较大。从施用量看，江西、浙江、湖南等省的复肥施用量比例都低于全国平均水平96年施用复肥比例为192，若保持96年复肥施肥总量3255万吨的水平，将复肥施用比例提高到30，则复肥需求量增加1784万吨。由此可见，在发展高浓度复肥原料之一的粉状磷铵应是很有潜力的。26中国MAP发展趋势预测从农业发展与市场趋势来看，复合肥的施用将是我国今后的发展方向。随着化肥消费观念的转变，国内磷复肥消费不断增长，同时带动了高浓度磷复肥工业的迅速发展，特别是磷铵（MAP和DAP）和NPK复合肥的生产能力和产量增幅较大。目前我国中小化肥结构调整的重点之一是调整产品结构，由生产单一的基础肥料向肥料的二次加工方向发展，其中尿基复合肥就是结构调整的一个主要产品，而MAP是中小化肥企业发展尿基复合肥首选的磷原料。仅这部分结构调整增加的复合肥生产所需的MAP量就是很可观的。因此，无论从MAP产品本身作为高浓度磷复肥直接施用的角度，还是从其作为高浓度NPK复合肥所必须的重要的生产原料的角度来看，MAP都具有较好的市场前景。可以预见，今后相当长的时间内，MAP的生产和消费都将以较高的速度增长，以满足我国化肥行业调整产品结构以及农业生产的需要。27磷铵价格分析国内磷铵市场价格主要受以下几个因素影响1、宏观经济2004年以来，我国经济发展非常良好，市场经济更具活力，经济体系更加开放，国内生产总值不断提高，农业得到较快发展，这为化肥需求打下了良好的基础，同时也为化肥行业的发展提供了条件。2、生产成本生产成本是磷铵价格的主导支柱。2004年以来磷铵市场价格持续上涨，说穿了就是需求条件下的成本推动。当然不排除部分企业乘机“盲目”涨价，促使市价偏高。在2004年里，生产磷铵的原料液氨、硫磺、磷矿石价格都在不同程度地上涨。其中液氨价格影响较为突出。我国合成氨生产能力的70以上是以无烟煤块为原料，在2004年，无烟煤块上涨幅度较大，从400元/吨上涨到700元/吨。导致合成氨企业和磷铵企业生产成本骤增。硫磺方面，从2003年（中国）到岸价在4050美元/吨上涨到如今的9093美元/吨；再者，磷矿石价格、汽车运价的上涨进一步加剧了磷铵成本的上涨。因此，磷铵价格的上涨就很必然了。就目前情况分析，在今后二、三年内能源价格、原料价格不可能出现大幅下滑现象，况且在现今形势下，各国都采取一定措施保护资源和限制资源产品出国。因此，2005年磷铵价格大幅下滑的可能性较小。3、价格扼制因素目前在国家政策的干预和市场调节下，磷铵价格上涨压力较大。现今原料价格、能源价格上涨幅度较缓；近来磷铵产量增长明显、磷铵市场竞争日益加剧。综上分析，磷铵需求的不断拉动和磷铵生产成本的不断增加是磷铵价格不断上涨的主导因素。结合2004年的市场变化我们可以得出磷铵市场供需平衡已进入一个新的价格区间MAP的价格区间为19002200元/吨。所以磷铵较为合理的价格区间应为MAP的价格区间是19002100元/吨。本可研中磷酸一铵售价为1760元/吨，有很强的市场竞争力。28产品销售的预测公司所在地，属长江中下游地区，是水果、柑橘、茶叶的主要生产基地，也是全国粮棉产地，相邻的鄂西，川东地区是烟草种植基地，这种多元种植结构，为磷酸一铵产品的销售创造了得天独厚的条件。3产品方案及生产规模31产品方案是否符合国家产业政策、行业发展规划的要求国家国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要中，明确提出“加快发展以化肥为重点的农用工业，积极发展磷复肥和钾肥。未来2005年至2015年间，发展高浓度磷复肥将是我国化肥工业发展的重点。其基本战略是主要立足现有的高浓度磷复肥企业，继续进行产品结构和原料结构的调整，根据区域经济优化的原则，继续贯彻“矿肥结合”、“酸肥结合”的发展方针，用高新技术改造传统产业，加快高浓度磷复肥的发展。省具有丰富的磷矿资源，在磷矿开采、磷复肥装置建设、产品品种、生产规模和生产管理等方面居全国先进行列，具有强劲的发展潜力和优势。2004年以来我国NPK复合肥需求量增长迅速，导致MAP市场需求明显拉动，MAP需求增长空间较大，市场形势良好。综上所述，本项目产品方案粉状磷酸一铵符合国家产业政策和行业发展规划要求。32生产规模和各装置的规模确定的原则和理由1）磷酸装置根据复肥装置需要，为合理配套，18万吨/年磷酸一铵年需磷酸约9万吨左右，考虑到现有磷酸装置的生产能力富余，确定磷酸装置生产规模为5万吨P2O5/年磷酸，需购进364万吨P2O5/年磷酸。目前国内磷酸装置单系列规模为1512万吨P2O5/年磷酸，因此无论从设计、制造、开车或操作等方面，都有非常成熟的经验。2）硫酸装置根据磷酸装置需要，为合理配套，5万吨/年磷酸年需98硫酸约15万吨左右，本项目中除自用外可出售98硫酸约27万吨。目前国内硫磺制酸装置单系列规模为440万吨/年硫酸，因此无论从设计、制造、开车或操作等方面，都有非常成熟的经验，本硫酸装置设备选择单系列。3）磷铵装置本项目确定生产规模为18万吨/年粉状磷铵。对工程设计而言，18万吨/年磷铵装置的料浆浓缩采用单系列技术上并不困难，综合考虑喷雾干燥塔直径与土建投资的关系及塔内热气体分布，确定喷雾干燥塔选择单系列，即18万吨粉状MAP一条喷雾生产线，为与喷雾生产线合理配套，提高装置之间的操作灵活性，确定料浆中和浓缩也采用单条生产线。33产品质量指标产品标准产品符合ZBG2100990I标准（一级品标准）指标序号项目优质品一级品1有效磷（P2O5）49472水溶磷（P2O5）44413总氮（N）984水份（H2O）709034中间产品规格1）磷酸100P2O5计5万吨/年根据磷矿的品位，确定磷酸浓度为1820P2O52）硫酸（浓度98）15万吨/年100H2SO4计4工艺技术方案41硫磺制酸工艺技术方案411原料路线的确定原则及依据1概述硫酸的生产原料主要有硫磺、硫铁矿、天然石膏、磷石膏以及含SO2的冶炼烟气。对于新建硫酸装置，必须对原料的来源，技术经济，环境卫生等因素进行综合考虑。从合理利用资源和控制环境污染方面考虑，利用冶炼烟气来生产硫酸是一条较合理的原料路线，但必须依托于相关的有色冶金工业。硫磺是生产硫酸的理想原料，国外硫酸工业80以上是以硫磺为原料。硫磺制酸具有工艺流程简单，投资少，热能利用率高，环境效益好等优点。相同规模的硫磺制酸装置，其投资约为硫铁矿制酸装置投资的一半。且动力消耗和公用工程费用低，无废渣、废水的排放。另外，硫磺制酸建设周期短，操作管理方便。因此，只要硫磺价格合理，供应渠道稳定，其经济效益是十分显著的。近几年来，我国硫磺制酸发展也比较快。1995年硫铁矿制酸所占比例约为80，1998年硫铁矿制酸所占比例约为60，到2001年比例下降到40左右。同时，硫磺制酸所占比例由1995年的15左右增加到2001年的30左右。2结论本项目选用进口硫磺为制酸的原料路线，因为对这样一个硫资源缺乏的省份，从全国的硫铁矿的供应、运输及经济技术方面来看，本项目不宜选用硫铁矿为制酸的原料路线，况且投资高，占地面积和公用工程消耗大，企业筹资也较困难。硫磺是生产硫酸的理想原料，与硫铁矿制酸比较具有基建投资少，建设工期短，原料运输量少，使企业增强了对运费涨价的承受能力；并且有工艺流程短、水电消耗低、三废排放少、操作维护简单等优点。具有更好的环境效益和社会效益。通过硫磺市场的调查，国际上硫磺资源较为丰富，供应充足，国内硫磺回收潜力也较大。而目前国际上硫磺价格较适中，价格相对平稳，对于本项目而言，是可以接受的。412国内外工艺技术概况目前世界硫酸生产技术基本上都是采用接触法工艺，硫酸工业的技术和装备水平已处在较高水准上。我国自改革开放以来，随着几套大型硫酸装置的技术引进以及“八五”国家重大技术装备的科技攻关，使得我国的硫酸工业技术和装备水平都有了长足的发展，大型硫酸的国产化水平不断提高，与国际先进水平的差距不断缩小。主要表现在以下几个方面1）生产装置向大型化发展2）提高总转化率、严格控制尾气中SO2排放量为了减轻尾气对环境污染的影响，国内外普遍采用的两转两吸制酸工艺，已将二氧化硫的转化率提高到997以上，放空尾气中SO2含量降低到300PPM以下，采用含铯催化剂甚至还可以使二氧化硫的转化率提高到999、放空尾气中的二氧化硫降低到100PPM以下。国内已有多套硫磺制酸装置的总转化率达到997以上的水平，像苏州精细化工集团公司的30万吨/年硫磺制酸装置则达到了9980以上。3）余热利用效率提高4）技术和装备水平不断提高413工艺技术方案的比较及选择选择的工艺方案理由如下（1）熔硫与精硫工艺采用带搅拌器的快速熔硫工艺，与常规熔硫池工艺相比，具有效率高，设备体积小。粗硫过滤采用加压过滤，与自然沉降过滤相比，过滤效率高，过滤速度快、强度高，占地少，排渣操作方便。（2）液硫雾化采用机械雾化工艺与空气雾化工艺相比，具有结构简单，喷嘴加工容易，不易堵塞，操作方便，不需设二次加压风机，工艺配管简单，动力消耗低。（3）采用“31”两转两吸转化吸收工艺与一转一吸相比，不仅提高了硫的利用率，还降低了SO2的排放浓度，减少了环境污染。（4）采用中高温吸收工艺与常规吸收工艺相比，能有效防止酸雾的形成，减少尾气中酸雾的危害，同时可以减少换热面积。采用阳极保护酸冷却器，与传统的冷却排管相比传热效率大为提高，占地面积也可大大减少。（5）余热回收工艺在焚硫炉出口设火管锅炉，转化器一段出口设一蒸汽高温过热器，三段出口冷热换热器后设一中温省煤器，四段出口设低温过热器和高低温省煤器。回收这些液硫燃烧热及SO2生成SO3的反应热，产生382MPA，450的中压过热蒸汽，供汽轮发电机组发电，供熔硫、液硫保温低压蒸汽来自老厂低压蒸汽管网。414硫酸工艺特点本装置生产流程的特点具体体现在以下几方面1快速熔硫与液硫净化采用带搅拌器和蒸汽盘管加热的快速熔硫槽，熔硫迅速，清理方便，粗硫净化采用叶式过滤器机械过滤。2机械雾化焚硫焚硫炉是硫磺制酸的关键设备，本设计的焚硫炉设有两个机械雾化喷嘴，焚硫炉为卧式结构。为确保硫蒸汽和空气在焚硫炉中充分混合、燃烧，在炉体内设置多道折流挡墙。为避免因燃烧不完全而在炉气中残存硫蒸汽，在焚硫炉设置了二次空气的进口。机械雾化喷嘴特点是雾化喷嘴中液硫压力大，不易堵塞，不需探针装置，较之低压喷嘴采用空气雾化的方法结构简单，加工制造容易，操作方便，且机械雾化不需雾化风机，节省了动力消耗，简化了流程。3充分利用液硫燃烧热和转化部分的反应热在焚硫炉出口设置废热锅炉，在转化器第一段出口设置高温过热器，三段出口冷热换热器后（第一次吸收塔前）设一中温省煤器，四段出口设低温过热器和高低温省煤器，回收这些废热均用于产382MPA、450的中压过热蒸汽并用于发电。4提高转化率，消除尾气污染本设计采用两次转化、两次吸收工艺，“31”四段转化流程，总转化率达到998以上，使放空尾气中SO2含量在300PPM以下，以降低对环境的污染。在催化剂选用上，国内催化剂在活性、强度、起燃温度和使用寿命上均较国外催化剂性能差，为保证总转化率，减少对环境的污染，需引进催化剂。5采用新型高效设备，节省投资（1）干燥塔、吸收塔采用碟形底，这样可以取消常规的混凝土平台，采用柱式支撑，大大节省了土建费用。（2）干吸塔的填料支撑采用球拱，其平均开孔率大于50，填料采用具有较大比表面积和空隙率的瓷质耐酸3阶梯环，以提高吸收效率和操作弹性。干燥塔顶部装设抽屉式丝网除雾器，吸收塔顶部装设孟山都高效ES型和CS型除雾器以除去酸雾，减少酸雾的排放量，保护环境。（3）采用结构先进、气体分布均匀的转化器，为转化率达到998以上提供了可靠的条件。（4）热热交换器和冷热交换器，采用结构先进的高效管壳式换热器，特点是低压降、高传热系数。（5）酸冷却器采用技术先进可靠的带阳极保护管壳式换热器，该设备传热效率高，使用寿命长，检修方便，占地面积小。6）工艺过程控制自动化程度高本装置采用先进的PLC集散控制系统。对整个流程的工艺参数进行监控，设有流程图动态画面显示、参数显示画面、调节显示画面、报警画面、趋势记录显示、自动打印报表等功能，整个生产过程监控基本可以在主控室内完成42磷酸工段工艺技术方案421原料生产中磨矿工艺的确定磷酸生产中磨矿工艺通常有干磨与湿磨两种工艺，开路和闭路二种流程。干磨工艺是将磷矿在风扫磨内磨成90通过100目的矿粉，水分含量在1以下，进磨机的磷矿块度控制在25MM以下，水分控制在8以下。磨机尾气处理采用干法除尘。湿磨工艺是将磷矿与水一起研磨成含水约3038的矿浆，一般采用球磨或棒磨。原料磨矿工艺选择湿磨，与干法相比，它具有流程简单，设备少，厂房体量小，占地少，投资低；湿磨的功率消耗比干磨低，且原料不需干燥，节省了燃料，从而降低生产成本；操作环境好，噪声低，并消除了粉尘污染；简化矿粉加料系统，工人劳动强度低等优点。湿磨工艺的缺点矿浆的含水带入反应系统，与干磨流程相比，石膏过滤时，洗涤水量需相应减少。表41磷矿组成一览表成份P2O5CAOSIO2AL2O3FE2O3MGOF组成310430165161405325开路与闭路工艺流程优缺点比较如下表42表42开路与闭路工艺比较流程比较指标闭路流程开路流程流程流程长、复杂流程短、简单对矿的适应性对原料矿一致性要求较高，并且要求原矿的含泥量低，一般要求采用擦洗精矿对各种矿均能适应可靠性对分级和浓缩设备的可靠性要求高可靠性好装机容量稍低于开路稍高于闭路每吨矿的耗电量稍低于开路稍高于闭路占地面积大，一般为开路流程二倍以上小产品粒度易于控制、粒度均匀性较好粒度均匀性一般可以看出，闭路工艺流程是通过粒度分级设备，对磨过的矿浆进行分级，主要分级方法有使用螺旋分级机分级、水力旋流器分级以及重力沉降等。闭路流程的优点是显而易见的，通过分级，矿浆的粒度分布比较均匀，并且成品粒度容易保证。但是，他的缺点也比较多，如生产工艺流程长、占地面积大，设备多、水耗大、需要有浓缩过程等。浓缩过程对磷矿本身的质量比较挑剔，对物料的一致性要求很高。当物料的性质有所变化时，能直接影响到设备的效率和能力，而往往磷矿来时为统矿，不易控制物性。因此该种流程的运用中受到一定的限制。就开路工艺流程而言，优点是流程简单、占地少，设备少和水耗少、原料的适应能力强、运行可靠。其缺点是粒度分布较难控制。为了解决上述问题，针对各种不同矿种的物理特性，设计了各种新规格磨机，加长了长径比，以满足工艺生产对粒度的要求，如32008000、32007000、27006000、27009000等。32007000已用于云南磷肥工业有限公司8万吨/年磷酸装置、昆阳磷肥厂8万吨/年磷酸装置。而27006000则用于云南红磷公司以及洋丰集团6万吨/年磷酸装置。洋丰集团已生产数年，运行情况良好。另外在新的磨机中，使用双仓溢流型球磨机，一个仓为棒磨，另一个仓为球磨，以保证粒度均匀，并能提高产量。磷矿采用两级破碎磷矿，第二级破碎采用反击式破碎机，保证磷矿进球蘑机时粒度大大小于以往要求25MM。从而大幅度提高球磨机产量。通过以上比较，很清楚的反映出开路与闭路的各有优缺点，对具体项目的工艺流程选择有决定作用。结合东圣磷复肥有限公司的实际情况和要求，决定该项目采用矿浆制备工艺流程为湿法球磨的开路流程。422磷酸工艺技术的比较及选择（1）湿法磷酸工艺技术发展特点装置大型化随着市场对湿法磷酸需求量的增加，为增加产量，提高劳动生产率，降低单位产品投资成本和日常的维修管理费用，从七十年代末，世界磷酸装置的单系列生产能力（指反应槽）不断增加，到目前为止，日产1000吨P2O5以上的装置有数十套，最大单系列能力已达到1800吨P2O5/天，而更大的2650吨P2O5/天装置正在建设之中。二水法流程仍占主导地位，同时积极发展半水法和再结晶工艺，使装置更加节能。目前世界上共有湿法磷酸生产装置350套左右，其中80以上用二水法生产,二水法生产的磷酸约占世界湿法磷酸生产总量的85。为进一步节约能耗，降低磷矿和硫酸消耗，世界各国竞相研究开发半水法HH和再结晶法HDH或DHH工艺。目前半水法最大能力已达1500T/DP2O5，半水二水法的单系列最大能力为1100吨P2O5/天。但随着世界磷矿品位的降低和杂质含量的增加，二水法流程因其对磷矿的适应性和工艺的可靠性，稳定性较强，在大型磷酸装置工艺中仍占主导地位，正在建设的2650吨P2O5/天装置即采用二水法JACOBS工艺。下表43列出了世界上湿法磷酸工艺情况表43湿法工艺概况工艺路线工艺专利及其拥有者建厂数备注普莱昂PRAYON140吉科布斯道尔科JACOBSDORR29罗纳普朗克RHONEPOULENC70现为KREBSSPEICHIMSIAPE11费森斯NHFISONS8辛马斯特布雷耶7斯温森SWENSON8二水法工艺凯洛格洛普克KELLOYLUPKA1费森斯NH7西方石油公司OXY5前苏联半水法流程许多未出口多木TOMO1建在本公司TVA泡沫法仅作试验室试验半水法工艺日本钢管公司NKK和鲁姆斯流程LUMAS仅作工业试验日本日产H法NISSANH26日本钢管公司NKK11日本三菱7半水二水再结晶工艺厄尔泰流程辛特雷尔普莱昂11二水半水再结晶工艺费雷格特DDR流程费森斯3日产C法2另一个在建吉科布斯道尔科HYS1后改为二水法西方石油公司OXY仅作中试钢管公司NKK和鲁姆斯流程仅作试验室试验阿尔巴特罗流程1后停产半水二水再结晶浓酸流程辛马斯特布雷耶和厄尔泰流程仅有专利由上表可以看出，由比利时普莱昂PRAYON公司的二水物工艺，在世界各地的二水法流程中被采用的数目最多，其产量约占磷酸总产量的一半。其次是法国的罗纳普朗克RHONEPOULENC流程、吉科布斯道尔科JACOBSDORR等。国内近几年陆续建成的十几套大型磷酸装置以及六七十年代建成的中小型磷酸装置几乎全部采用的是二水法工艺。（2）磷酸工艺技术方案的比较与选择二水法工艺技术成熟，操作稳定可靠，单系列规模大，对磷矿的适用性强，操作灵活，作业率高，维修工作量小。磷矿可采用湿磨，矿浆加料，能耗低，投资省，环境好，计量容易，国内通过引进技术已建成了几个规模较大的工厂，在设计、设备制造、生产操作等多方面积累了丰富的经验，对于中小型规模的磷酸装置，所有设备均可以国产化，从而降低总投资。因此，本工程选用二水法磷酸工艺。（3）二水法工艺技术的比较和选择二水法工艺技术有多种，在国内大型装置中已有PRAYON工艺、RP工艺和JACOBSDORR工艺，这几种工艺过滤部分的机型有带式过滤机、翻盘式过滤机和转台式过滤机，反应部分各有特点PRAYON工艺采用多格槽反应器，每格中安装一台轴流式透平桨，通过建立硫酸浓度梯度来保持未反应和共晶的P2O5损失最低，提高了P2O5回收率，降低了动力消耗。采用低位闪蒸冷却技术，利用大流量轴流泵把循环料浆通过真空冷却器蒸发水来冷却，料浆进出温度差约2，大大降低了系统结垢。反应槽的温度可以通过调节闪蒸冷却器内的真空度来控制，操作简便可靠。JACOBSDORR工艺采用环形单槽反应器，单槽中每区安装一个45折叶透平桨。也采用低位闪蒸冷却技术，除大流量的冷却料浆循环外，还专门安装了一台热料浆循环泵，大大增加了了整个反应系统的循环比，改善了石膏的结晶，并具有高的过滤强度。RP工艺采用无分室带中心搅拌器的单槽反应器，磷矿的溶解和生成石膏都是在均匀SO3浓度条件下完成采用料浆抛洒冷却技术，为增加空气流与料浆的高效传热，安装了多台表面冷却器和硫酸加料分布器。料浆过滤采用UCEGO转台过滤机。PRAYON工艺和JACOBS工艺均配有熟化槽，RP工艺也由单槽发展为双槽，其设计对矿种变化具化较强的适用性，可根据矿种变化，改变硫酸加料点，控制反应料浆的硫酸浓度梯度，优化反应操作条件，以获得最高的P2O5回收率。现以国内引进磷酸装置为例，对几种萃取槽技术比较如下表44表44萃取槽技术比较序号比较内容多格方槽单桨单槽同心圆槽1磷酸能力275T/DP2O5400T/DP2O5670T/DP2O52操作容积494M3780M31563M33搅拌桨功率KW1852808634料浆冷却低位闪蒸冷却抛洒冷却低位闪蒸冷却5单位体积功率03745KW/M3036KW/M305521KW/M36每天每吨P2O5需要容积M3/DTP2O5180195233以上三种磷酸反应工艺技术在世界上都有相当数量的建厂实例，技术成熟可靠，在国内这三种技术都已引进。经比较看出，采用RP双槽能耗低，流程简单，投资低，设备台数少等优点，结合工程特点及业主要求，本可研报告采用二水物工艺，磷酸反应槽采用双槽单桨，搅拌器选用可调角度，变截面，节能型搅拌器，盘式过滤机过滤。该流程在国内已有成功的实践经验，可节省投资，灵活操作，设备全部国产化。（4）尾气洗涤国外目前使用最多的是喷淋错流填料床尾气洗涤系统，其最大的优点是气体呈水平运动，而液体呈垂直运动，液气比较高，填料可充分冲洗；可采用逐段降低洗涤液浓度的方法将各洗涤段串联，以达到很高的洗涤效率。国内引进的磷酸装置中多采用这种洗涤器。国内自行设计的尾气洗涤器多采用文丘里洗涤器。其特点是结构简单，投资少，易操作。因此，尾气洗涤系统拟选用文丘里洗涤器，同时为弥补单级吸收效率低的缺点，拟在文丘里之后加一个旋风喷淋洗涤塔或填料塔。（5）过滤过滤机的选择过滤机是磷酸与石膏分离的关键设备。磷酸装置的过滤机常用的有三种盘式过滤机、带式过滤机、转台式UCEGO过滤机。大型UCEGO过滤机国内已能制造，带式过滤机在国内磷酸工厂中虽已应用，但大型的机器仍需依赖进口，一台80M2的带式过滤机价格高达70万美元，槽型橡胶带及滤布使用寿命短，国产化也有困难，均需进口，使工厂的操作费用增加。倾覆盘式过滤机性能稳定、可靠，容易控制，使用寿命长，国内已有多年制造和使用经验。总面积为120M2的过滤机已在运