引进4万吨年离子膜烧碱技改工程项目可行性实施报告

1、引进4万吨/年离子膜烧碱技改工程项目1.1 概述1.1.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人1.1.1.1 项目名称引进4万吨/年离子膜烧碱技改工程。1.1.1.2 主办单位名称1.1.1.3 企业性质及法人企业性质：股份有限公司1.1.1. 4设计单位名称：1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则。1.1.2.1 编制依据4万吨/年引进离子膜烧碱技改工程项目建议书、4万吨/年离子膜烧碱 方案设计和董事会决议。1.1.2.2 编制原则(1) 本可行性研究报告编制的容和深度参照化学工业部化计发(1997)426号文发布的化工建设项目可行性研究报告容和深度规定进行。(2) 认真贯彻国家有关

2、方针政策。在编制中严格执行有关标准及规。(3) 工艺技术方案根据世界氯碱工业的发展方向及厂生产实际情况，本 次技改采用离子膜制碱工艺路线，并考虑引进关键工艺技术、设备和控制 仪表。(4) 遵照化工部提出的“五化”设计原则：“工厂布置一体化、生产装置露天化，建(构)筑物轻型化、公用设施社会化，弓I进技术国产化” 心设计,合理布局。(5) 充分利用老厂潜力，尽量节约工程用地，节约工程投资，贯彻勤俭 办厂的方针；少花钱，多办事，取得较好的经济效益及社会效益。(6) 贯彻国家环境保护法，搞好“三废”治理，综合利用保护环境。同 时严格按照国家对安全生产及工业卫生的各项法令法规，做到措施与工程 建设“三同

3、时”。1.1.3 项目提出的背景，投资必要性和经济意义。1.131 项目提出的背景(1)企业概况株洲化工集团诚信有限公司是以生产和经营基本化工原料、化肥、农 药中间体及化学建材为主的国家大型一类企业和中南地区最大的化工原料 生产基地，并跻身全国520家最大工业企业和省22家重点发展企业集团之 列。公司位于株洲市清水塘工业区、傍依湘江，铁路与京广、浙赣和湘黔 干线相通，公路与320国道、107国道，京珠高速公路相连，地理优越，交 通十分便利。株化集团诚信有限公司现有固定资产总额12亿元，年销售收入10亿元，年得税6000万元，具备从产品形容开发、设计、施工到生产经营全面 管理一条龙的配套能力。在

4、现有的40多种产品中，硫酸、烧碱、普钙液氯、 水合肼、PVC树脂、钛白粉、塑钢门窗等产品在全国同行业中占有重要地位。(2)项目投资的必要性和经济意义株化集团诚信有限公司烧碱厂现有10万吨/年烧碱生产能力，其中金 属电槽能力6万吨/年，石墨电槽能力4万吨/年。由于石墨阳极始建于50 年代，设备旧，能耗高，污染严重，不符合国家产业政策要求，属国家近 期要求强制淘汰装置。因此，采用先进技术取代石墨阳极电槽，确保公司 烧碱及下游产品生产能力的发挥已成为当务之急。氯碱工业是耗能大户，在能源价格大幅上涨的前提下，各单位都在千 方百计寻找节能新途径。我公司从 96年开始试用意大利迪诺拉公司的扩阳 极，改性隔

5、膜技术，试用效果较好，也具有显著的节电效果。因此，在2000 年下半年公司根据自有资金情况，作为2001年的重点投资项目，开始了“采 用扩阳极，改性隔膜电槽替代4万吨/年石墨阳极电槽”的项目前期工作， 至2001年4月底前期工作全部完成，具备施工条件。离子膜烧碱是世界各国八十年代以来推广的新技术，与隔膜法烧碱相 比，具有产品质量好、纯度高、能耗低、污染小、，操作灵活、安全可靠等 优势，是氯碱工业的发展方向。在九五“期间，我公司将“4万吨/年离子膜烧碱技改工程”作为重点项目而积极努力争取贷款，当时，由于离子膜 项目投资巨大（需投资1.7亿元），加之化工市场不景气，公司效益差，自 有资金难以落实而

6、未能实施。据最新市场信息，离子膜烧碱装置价格有大幅降低，为确保重点工程项 目投资更加符合市场发展要求，具有生命力和经济效益，公司立即组织力 量对离子膜项目进行了考察，与离子膜电槽生产厂家（旭化成公司、氯公 程公司、伍德迪罗拉公司）进行了技术交流和询价。从考察结果得知，采用离子膜电槽技术投资比采用扩阳极，改性隔膜 金属电槽的投资高2000万元左右，但由于其技术先进，产品质量好，可满足日益发展的轻工业纺织工业的需要，产品需求省缺口，可确保产品销售和货款回笼，详见4万吨/年离子膜烧碱与扩阳极，改性隔膜烧碱比较表1-1 表1-1 4万吨/年离子膜烧碱与扩阳极改性隔膜烧碱比较表序号项目容离子膜烧碱扩阳极

7、，改性隔膜 烧碱备注1工程总投资7000万元4030万元2产品价格1350元/吨1300元/吨175.5元/吨（税 后）3制造成本720.8元/吨880.8元/吨-166.39 元/t（税 前）4年利润2169万元586万元按新增2万吨/年不含氢效益5投资回收期3. 44.7年含建设期6产品质量NaClw 0.004%NaCK 5%7节能节电：330Kwh/t 节蒸汽：4t/tNaOH节电:150Kwh/tNaOH 节汽:0.2T/t NaOH普通金属电槽电:2480 Kwh/t 吨位蒸汽4吨/吨8市场需求量逐渐增加逐渐减少从上表中可以看出，虽然离子膜烧碱装置价格有大幅降低，仍然比隔膜法烧碱投

8、资高出一倍左右，但其产品价格、质量、成本、生产技术及市场 发展前景等各方面均优于隔膜烧碱。因此，我们认为将“烧碱石墨电槽更 新工程”项目调整为“采用4万吨/年离子膜烧碱技改工程”是很有必要的。1.1.4 研究围本报告研究围“原有10万吨/年烧碱一次盐水配套改造及二次盐水精制，淡盐水脱氯，整流及电解，土建规模及盐水一次改造和整流部分按4万吨/年考虑.1.2 研究结论1.2.1 研究的简要综合结论1.2.1.1 本项目所需要的原、辅材料本公司已经具备供给条件，本项目 的产品具有逐渐增加需求的市场前景。121.2 本项目建成后提高了产品质量，降低了产品成本提咼了产品价格，有利于提咼企业的抗市场风险能

9、力。121.3 本项目采用具有国际先进技术的离子膜生产烧碱可使产品质 量好，纯度高、能耗低、污染小、操作灵活，并有安全可靠等优势。1.2.1.4 本项目建成后有着良好的经济效益及社会效益。附：主要技术经济指标（见表1-2）表1-2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132wt%离子膜（折 100%NaOH万t/a4二产品方案132%液碱（折 100%NaQH万t/a42湿氯气（折100%cb）万t/a3.523湿氢气（折100%H）t/a1000三操作时间时/a8000四主要原材料、辅助材料用量1澄清盐水（折100%NaC）t/a584802高纯盐酸（折100%NaC）t/a

10、10403NaO H 折 100%NaCl）t/a3204螯合树脂l/a3605纯水t/a1000006离子膜M/a42007亚硫酸钠t/a3.8五公用动力消耗量1电解用电（折交流）万 Kwh/a94002动力电万 Kwh/a1803氮气万 N M/a8六三废排放量1树脂塔酸性废液M7周期322树脂塔碱性废液M7周期44七运输不新增八工程定员1生产工人人562技术人员、管理人员人6九工程总占地面积M1800十工程建、构筑物占地面积M1920十工程总投资额万元7000新增1固定资产投资（1）建设投资万元6350.0其中：万美元400（2）固定资产投资方向调节税:万元10（3）建设期利息万元150

11、2流动资金万元500十二年销售收入万元10104不含转入老厂产 品十三工厂成本1年总成本万元十四年增利润总额:万元12169平均值:十五年销售税金万元:1016平均值十六财务评价指标1投资利润率:%27.12投资利税率%39. 83投资回收期3. 4（1）税前（含建设期）年5.2（2）税后（含建设期）6.14财务部收益率（1）税前%22.6（2）税后%16.7十七清偿能力指标1借款偿还期（含建设期）年3. 4第二编市场预测近年来，虽然烧碱产品市场需求量以平均每年增加21.58万t速度扩容，但国许多新建和扩改装置纷纷投产，使得生产能力大于实际产量，而 出口量并没增加多少，因此烧碱市场呈供大于求的

12、局面，致使价格下滑。2.1近几年来烧碱产量，市场供需现状分析至1999年末，国氯碱生产企业237家，生产能力已突破770万t/a（折 100%烧碱），产量556.97 t，“九五”期间，烧碱产量从 532万t增至557 万t，年平均增大率1.5%，而世界年均增长率为2% “九五”期间离子膜法 产能快速增长，其占烧碱总产量比例为：1996年占12.2%，1997年占16%1998年占 21% 1999年占 25.8%，见表 2.1表2.1全国烧碱产量及增长率1998 年1999 年1999 年生产方法产量/万t占总产量%产量/万t占总产量/%增长/%离子膜法109.421.27143.925.8

13、331.54隔膜法390.475.91408.473.324.61水银法8.41.63苛化法6.11.19总计514.3100.005578.301999 年省化工系统烧碱产量为32万吨左右，市场需求量为35万吨, 加之今年本市原新城化工厂2万吨/年烧碱装置停产，省烧碱缺口为5万吨 /年左右。由于我公司水合肼装置将由5000t/a扩大到1万吨/年。需多耗烧碱产 品产量可达1.25万t/a。加之公司1.3万t/a，固碱工程已经投产，因此， 本工程实施不会增加产品销售压力。2.2 烧碱远期需要量及消费去向预测1999 年国烧碱的消费量约为485万t。据专家预测，至V 2005年烧碱产 品量可达65

14、7万t/a，国需求量636万t/a。随着我国烧碱装置的不断优化 和规模化，会计到2005年烧碱出口量可大大增加，最大程度地缓解供大于 求的矛盾。“九五”期间，化工耗碱比例不断上升，轻工耗碱比例不断下降，原因是进口纸浆和小纸厂的关闭。我国具体烧碱消费构成见表2.2表2.2我国烧碱消费构成%项目199719982000 年一、轻工33.330.0纸、纸浆25.621.7合成洗涤剂肥皂脂肪酸7.68.0叶精饮料其它0.10.3二、化工25.730主要有机产品15.517无机氨品6.9P 6.6农药2.32.0其它1.04.4三、纺织工业19.419.1粘胶纤维6.25.8印染布6.64.7棉织品用纱

15、14.15.6其它12.5:2.9四、医药（VC 土霉素）6.66.5五、冶金（炼铝、稀土）6.26.5六、石油（开采炼制）2.12.5七、水处理2.9P3.5八、军工0.10.08九、其它3.73.82.3近几年产品进出口情况进口数量：1996年至1999年平均每年进口 2.49万t，一般每年占出 口量的9%10% 1999年固碱、液碱分别进口 1.1万t ； 1.3万t ;比1998 年固碱进口增加0.1万t，增长10%出口数量：1996年至1999年平均每年出口 24.3万t ,1998年最多为26.22 万t，1999年最少为22.2万t。随着国氯碱行业电费的下调，降低烧碱生产成本，有

16、望使我国烧碱出 口量逐步增加。2.4 离子膜烧碱销售形势，市场前景预测该离子膜烧碱装置上马后，生产出的离子膜烧碱质量好，成本低，产 品性能大大优于隔膜法烧碱，因此可以预计其国、国际市场竞争力会大大 提高，销售形势比现在肯定会有好转，进入国际市场前景也会一片光明。2.5 烧碱价格分析与预测近年我国烧碱市场不景气，分析其原因为：（1）供需不平衡，近年国新建和技改的烧碱装置纷纷投产，使得生产能力大于实际产量，而每年又只有 26万t左右出口，市场呈供大于求局面， 使价格下滑。(2) 下游产品耗量下降。1996年以来，国家加大环保工作力度，强制关 闭了一些不符合环保要求的小造纸厂，还有皮革、印染，农药用

17、碱大户减 少了烧碱的消耗量，加剧了供大于求局面，使产品价格下滑。(3) 烧碱装置开工率低。成本升高，效益降低。如1999年烧碱生产能力为770万t/a ，产量却只有557万t/a ，开工率不足80%但是，从国际行情看，西欧、北美等地区因对污染大的某些氯产品限产。烧碱产量减产，而烧碱需求量还会有不同程度上升，特别是质量好的 离子膜碱需求会大增，因此预计离子膜烧碱的价格会比隔膜碱要高。本工程离子膜烧碱定价：1350元/吨(折100%Nao)液氯定价：1200 元/吨，氢气定价：4800元/吨。第三篇产品方案及生产规模3.1 产品方案的选择与比较株洲化工厂现有烧碱生产规模10万吨/年，其中金属阳极隔

18、膜法烧碱6万吨/年，石墨阳极隔膜法烧碱4万吨/年。单就生产能力而言，虽然达到 了一定的生产经济规模，但是由于生产装备落后，企业经济效益仍不够好。4成吨/年石墨阳极电解装置的电槽等主要设备和生产工艺技术均已非常 旧，致使生产不仅成本、能耗高，废水造成环境污染严重而且产品质量低， 使用领域受到很大限制，满足不了用户的需求。为了迅速而彻底地改变生 产技术落后状况，提高经济效益和社会效益，适应本地区用户对高纯度烧 碱的需求，淘汰石墨阳极隔膜法烧碱，改建离子膜法烧碱确属势在必行。离子膜法烧碱是化工部“九五”七大工程之一，计划在“九五”期间全面停止水银法烧碱生产，淘汰绝大部分石墨阳极法烧碱生产装置，大力

19、发展离子膜法烧碱，至2000年离子膜法烧碱比重由占“八五”末的 10%发 展到25%发展42%以上液碱及93%以上固碱。氯碱行业的氯平衡产品，基 于含氯、耗氯的精细化工产品，特别是附加值高的有机氯产品，其市场前 门广阔，应作主导发展产品。淘汰4万吨/年石墨阳极烧碱改建4万吨/年离子膜法烧碱装置，主要原材 料、生产装置及公用工程的配套能力基本持平，同时氯平衡维持不变，完 全符合氯碱安全生产要求。3.2 产品品种及生产规模离子膜烧碱（1）装置能力32% 液碱（按100%NaO计）40000吨/年联产氯气（按100%CL计）36400吨/年（卖给老厂，现有 5万吨/年能力，实产不到3万吨/年，能力富

20、余不需增加投资）联产氢气（按100%H计）1000吨/年（卖给老厂）32% 液碱（按100%NaO计）40000吨/年3.2.2 产品规格及质量指标（1 ）离子膜烧碱质量指标：（GB/T11199-89）、产品级别 指标 指标名称优级一级合格I型H型I型H型氢氧化钠%32.032.029.032.029.0碳酸钠W %0.040.060.060.060.06氯化钠W %0.0040.0070.0070.010.01二氧化铁W %0.00030.00050.00050.00050.0005氯化钙w %0.00010.00010.00050.0010.001三氧化铝w %0.00040.00060

21、.0060.0010.001二氧化硅w %0.00150.0020.0020.0040.004硫酸盐w姬NS2SO 计0.0010.0020.0020.0020.002（2）隔膜法液体烧碱E 指标：GB209-84产方法指标 指标名称、隔膜法测定方法一级二级氢氧化钠%>42.030.0GB4348.1-84碳酸钠%w0.80.8GB4348.1-84氯化钠%w2.05.0GB4348.1-84三氧化二铁%w0.010.01GB4348.1-84隔膜法固碱质量指标：GB209-84产方法指标名称、隔膜法测定方法一级二级氢氧化钠%>96.095.0GB4348J-84碳酸钠%w1.41

22、.8GB4348J-84氯化钠%w2.83.3GB4348J-84三氧化二铁%w0.010.02GB4348J-84（4）离子膜法片碱质量指标:NaoH >98%Na 2C0W 0.18%NacL < 0.%配套氯产品品种与规模（氯气平衡表）序号产品名称产量（t/a ）耗氯量备注1烧碱100000离子膜碱4万t/a2氯气（干）8875034耗氯产品PVC500003700056合成盐酸 液氯600005000018600502507氯油12500162508次氯酸钠1000018009水合肼50001000010耗氯合计128900耗氯装置的富余率为45.2%，符合化工部设计规要求

23、。324生产制度主生产装置岗位操作人员班次为四班三运转，成品贮运及包装等岗位 可根据需要灵活安排班次，一般为常日班。3.2.5 年操作时间：8000小时。第四篇工艺技术方案4.1 生产工艺技术路线方案的选择4.1.1 电解工艺技术路线的选择烧碱生产方法分为苛化法、电解法二种。电解法制取烧碱，国外可供 选择的生产方法有三种：水银法、隔膜法、离子膜法。苛化法受原料纯碱 的限制，国外生产烧碱均以电解法为主。水银法电解工艺汞害严重，逐渐被淘汰或更换。隔膜法电解制烧碱， 其产量一直占我国总产量的大部分。但该法电解出来的烧碱浓度低，并带 有大量的氯化钠，而一值不能直接作产品使用，尚需经过蒸发、浓缩、除 盐

24、后可作为产品销售。同时，因其含盐量高，只能用于一般的纺织、造纸 等工业，不能用于人造纤维等需要高纯碱的工业。离子膜制烧碱是当今世界上氯碱工业最新制碱技术。离子膜电解槽制 出的碱液，具有浓度高、含盐低、质量高、能耗少、无汞害、无石棉绒污 染，成本低等特点，因此，离子膜法制烧碱工业已成为世界氯碱工业的发 展方向。离子膜法制取烧碱与隔膜法，水银法比较其优点如下：a. 质量优生产高纯度烧碱，符合化纤用碱要求，离子膜碱的氯化钠及氯酸盐含 量远远低于隔膜碱，见表4-1。b. 能耗低离子膜烧碱能耗比水银法、隔膜法都低，可直接生产30%以上的高纯碱，总能耗比隔膜法低25%左右，比水银法低15%见表4-2。c.

25、 无公害水银法有汞害，隔膜法有石棉绒的污染，如果是石墨阳极电解还有铅 污染，而离子膜法电解制烧碱则无上述的污染。d. 生产稳定离子膜法制烧碱，生产稳定性比隔膜法、水银法都高。而且可随电力 负荷的变化而调整其产量；亦可适应较大的电流负荷波动围，而隔膜法生 产只能在电力均衡的条件下进行，否则产量与质量均难以保证。e. 占地少离子膜法电解装置占约为隔膜法或水银法的一半左右。f. 操作管理方便离子膜电解槽使用寿命长，运行安全可靠，生产运行稳定，装置自控 水平高。表4-1隔膜碱与离子膜碱质量比较表指标 项目隔膜法离子膜法30%NaOH42%NaOH30%NaOH42%NaOHNaCLC %520.004

26、0.006NaCQW %0.80.80.040.06Fe?Qw %0.010.010.00030.0005NaCLOK %0.10.10.0020.003表4-2 离子膜碱与水银碱、隔膜碱每吨烧碱的能耗比较（折 100%能耗、生产方法 单位离子膜法水银法隔膜法工业电KWh215033002480动力电KWh457090蒸汽折电KWh02001100总能耗KWh219535703670综上所述，本着节约能源，降低消耗，减轻环境污染，提高企业的竞 争能力、经济效益和社会效益的原则，本工程以建设离子膜法装置为宜。4.2 工艺流程说明本工程是以离子膜烧碱取代石墨阳极制碱，改造工作主要是在盐水精 制和电

27、解工序进行。氯氢处理，蒸发及固碱工序均利用原装置，本报告不 再介绍其生产工艺过程。4.2.1 盐水一次精制予处理来自化盐桶的碱性饱和粗盐水经加入二氯化钡除去硫酸根后分一部分 加入次氯酸钠（或未经脱氯的淡盐水），在反应桶（带搅拌）中，控制粗盐 水中游离氯为1-3PPM破坏其中的有机物。之后泵送加压溶气罐，将压缩 空气溶入其中；经文丘里管在盐水中加三氯化铁絮凝剂；之后进入予处理 槽，将盐水中的镁和固形物除去.予处理槽的浮泥和底流进入盐泥槽（由现 有盐泥处理装置处理），清液经折流槽，加入纯碱液再经反应桶（带搅拌） 进入中间加料槽由泵送入戈尔膜过滤器。戈尔膜过滤器其结构与管式过滤器相同。其核心是薄膜滤

28、芯，它是在 支撑笼骨上复以彭体聚四氟乙烯膜复合层。其滤芯具有极高的化学稳定性 和极低的磨擦系数，滤膜薄而多孔，孔径小于1微米，可实现低压过渡及低压反冲洗，滤液质量稳定。戈尔膜过滤器实行脉冲式运行，过滤与反冲洗交替进行，循环往复，接近于连续运行。滤渣累积到一定量时从底部排 入盐泥槽。戈尔膜过滤装置设计为 PLC控制并可与DCS系统通讯，操作方 便、运行可靠，滤液可直接送螯合树脂塔。422盐水二次精制经戈尔膜过滤器过滤后的精盐水流入中间槽，泵送树脂塔加料槽。在 加料槽中加入亚硫酸钠除去盐水中游离氯和氯酸盐。泵送经盐水加热器升 至65士 50C进入离子交换柱。离子交换系统由三个（也可以两个）组成。每

29、个交换柱都具有100%勺交换能力，三个或两个交换柱串连运行。树脂床充填以苯乙烯和二乙烯苯 共聚物为骨架带氨基磷酸功能团的螯合树脂。该功能团能与许多金属离子 形成络合物，其亲合力顺序为：Mg> CaT> Sr2+> Ba精盐水经布水器向上向下流经树脂床被螯合树脂纯化，经树脂处理后的纯盐水经树脂捕集器后进入纯盐水贮槽。离子交换树脂其交换能力有一定限制，在达到树脂穿透点之间（通常 达交换容器的80%,就必须再生处理以恢复其交换能力。离子交换柱运行步骤通常为：（1）盐水倒空及置换。（2）纯水或纯水 加空气反洗。（3）用4%HC再生。（4）纯水漂洗。（5）用4%NaO转型。（6） 纯盐

30、水漂洗。（7）投入再使用。通常每个交换柱24小时再生一次，再生之后串入流程后部运行。再生用盐酸必须是食品级高纯盐酸，用去离子水在再生酸槽中配制为 4%勺再生盐酸作一次性使用，也有配制为10-15%浓度的再生盐酸供多次使 用。再生用碱也必须是高纯碱。用去离子水在再生碱槽中配制为 4%再生碱, 供一次性使用。再生废液排入地槽送出界区集中处理。离子交换系统控制可采用PLC式DCS423纯盐水贮存纯盐水是离子膜电解槽的进料盐水。有泵送电槽方式和高位槽供料两 种。后者供料压力恒定，并有足够贮存体积以应付突发事故，所造成的系 统停车。籍重力自流置换电槽阳极室的被氯气饱和的阳极液，并将氯气驱赶出电解槽以保护

31、阳极涂层和离子交换膜。用纯盐水泵将纯盐水由纯盐水槽经纯盐水加热器升到 80士 50C送入盐水进 料高位槽.从高位槽出来的盐水用去离子水稀释至 280-300g/l经电槽室盐 水管送入电解槽阳极室。4.2.4 膜电解(1) 来自高位槽的纯盐水经每台电解槽的盐水转子流量计计量后进入 电槽阳极室，来自碱循环系统的31%(WT的淡碱液经每台电解槽的碱流量 计计量后进入电槽阴极室。在阴极同阳极之间用一离子交换膜分隔。在电 流的作用下，阳极室的氯离子在阳极上失去电子被氧化，生成氯气，从阳 极上析出进入氯气总管。而阴极室的氢离子在阴极上获得电子被还原，生 成氢气，从阴极上析出，进入氢气总管。在电场的作用丁钠

32、离子以水合离 子形式穿过离子交换膜进入阴极室，生成产品氢氧化钠(32%WT从阴极液 管排出。由于膜的选择性，氯离子无法透过膜进入阴极室。故产品碱的品 质很高。同样由于膜的选择性氢氧根离子不能透过膜进入阳极室，故氯气纯 度很高。(2) 电槽室氯气总管的控制压力为2100mmH；氢气总管控制压力为2225mmO 氯氢压差为125mm2O由一套压差控制仪自动调节。(3) 电槽室总管的氯气进入一个氯气液封罐，液封罐的液封压力为2200mmH,当总管氯气压力超过该值时从总管逸出，排入事故氯处理系统。 电槽室总管的氢气进入一个氢气液封罐，液封罐的液封压力为2325 mm2O当总管氢气压力超过该值时，氢气从

33、总管氯气压力超过该值时，氢气从总 管逸出经液封罐上的阻火器排入大气。(4) 总管氯气经减压调节阀后减压至微负压送往氯处理工序，而总管氢 气经减压调节阀减压至微正压，送往氢处理工序。4.2.5 电解液循环(1) 碱液循环浓度为32%W的产品碱液由电槽室总管自流进碱循环槽，从碱液中逸出 的氢气从循环槽顶部排出，进入氢气总管。碱液经烧碱循环泵分为两部份： 一部分作为产品碱经产品碱冷却器冷却至100C送出界区另一部分加入去离子水稀释至31%WT经烧碱加热/冷却器循环进入电解槽。产品量同循环量 的比例为1:7(1) 碱循环槽的液位由仪表调节回流自动控制。碱循环槽同电槽室的低压氮气管连通，避免循环槽因碱液

34、过量排出形成负 压吸入空气造成事故。(2) 淡盐水循环电槽排出的淡盐水(浓度为200gl溶有氯气)并含有游离氯经电槽室总管自流入淡盐水槽，逸出的氯气进入氯气总管，淡盐水经淡盐水泵直接 送入隔膜电解槽。4.3 原材料及动力消耗431 32% 离子膜碱消耗定额表4-3以每吨100% NaO计序号名称单位消耗量备注吨耗年耗1NaCL（按 100%+）T1.462292402924t/a2高纯 HCL （按 100%+）Kg5110200001020t/a3NaOH（按 100%+）Kg8160000P 160t/a4螯合树脂L0.009180180l/a5纯水T2.55000050000t/a6离子

35、膜M0.01200P 200nVa7直流电Kwh2150430000004300 万 Kwh/a8动力电Kwh816000016 万 Kwh/a9氮气M204 万 Nra10亚硫酸钠Kg0.95190001.9t/a片碱消耗定额表4-4 以每吨100%NaOH序号名称单位消耗量备注年吨年耗电量1NaOH（按 100%+）Kg1.02198402化学品Kg0.25:49603包装袋个428332804重油KwhT25049600005动力电Kwh122380806循环水32CT285555207蒸汽T0.599204.4主要设备选择4.4.1 盐水过滤目前用于盐水及精制的过滤器有烧结碳素管过滤器

36、和戈尔膜过滤器两 种，据兄弟厂家介绍此两种过滤器投资相差不大，但烧结碳素管过滤器运 行费用较高，因此，本工程拟采用上海戈尔公司戈尔膜过滤器，设备能力按4万吨/年能力选型，型号为 AUTO-27-NBP-CSP-IA442 螯合树脂塔目前，国离子膜生产厂家使用国南宝公司生产的螯合树脂塔的用户较 多，效果较好。 按3万吨/年烧碱能力配备，规格为：© 1200X 4500树脂 填充高度1380mm材质为碳钢衬钙镁橡胶。其作用为进一步清除盐水中的 有害杂质，是二级盐水精制的关键设备。运转的好坏直接影响电解工序的 正常操作和离子膜及极板涂层的寿命。4.4.3 离子膜电槽电解槽是电解法制烧碱的核

37、心设备。目前，世界上离子膜电解槽可分 为单极式和复极式两种。制造离子膜单极式电解槽的公司有：德国伍德公 司、日本旭硝子公司、英国ICI公司、美国西方公司、意大利迪诺拉公司； 制造复极式电解槽的公司有：日本旭化公司、日本德山曹达公司、德国伍 德公司、意大利迪诺拉公司、美国西方公司等。这两种槽型最本质的区别在于复极槽之电极为复极，即阴阳极结合在一起，供电回路是单元槽串联，而后每台槽并联，即所谓“先串联后并”，因此是高电压、低电流的电解槽。单极式电解槽是阴、阳两极为单极，供 电回路为单元槽并联，而后每台槽串联，即所谓“先并后串”，因此，是高 电流、低电压电解槽。复极槽与单极槽性能比较见表4-5。表4

38、-5复极槽与单极槽优缺点比较复极槽单极槽供电高电压、低电流、槽间 电流分布均匀低电压、高电流、单槽电压 咼，槽间电流分布不均匀安装密封部件少、安装方便联接点多、安装较复杂槽间电压降导体电压降小联接点多、电阻高、电压降 大汇流排节约槽间铜导板槽间导电母排用铜量大循环方式强制循环、耗费动力自然循环、节约动力膜利用率高92%低 72-77%维修管理造 价简单、方便、维修管理 费用低电槽数多、维修工作量大、 维修管理费用高。比复极高20%其它单元槽出事故时，对系 统影响大，更换单元槽 须整槽停车。膜破损易 检查，且有自动保护装 置。单台槽故障对系统影响小， 只须停一台槽，只影响500-600t/a能力

39、，膜破损及 单元槽故障不易检查，无安 全保护装置。由上表可知，单极槽和复极槽各有所长，同时存在各自不足之处，但因盐水精制技术、高电流密度的膜和槽技术的提高。复极式电槽成为氯碱工业的发展方向。因此本工程宜采用复极式电槽为宜4.5 装置需引进的容和围电槽：2台以及配套离子膜、表面管道、仪表等。经询价，1万吨/年离子膜装置需花费外汇80万美元（包括离子膜电槽、膜、铜排、基础设计及开车服务，槽头元件等容）。4.6工艺主要设备一览表（新增）461静止设备设备名称规格型号结构材料数量适应能力1盐水予处理器© 5600X 8000钢1台40Kt/a戈尔膜过滤器AUTO-27-NBP-CSP-LA1

40、套20Kt/a离子交换塔© 1200X 4500钢衬胶3台20Kt/a树脂塔加料© 3200X 5600FRP1台40Kt/a槽V=50ml纯盐水贮槽© 5400X 7000 V=160mlFRP1台40Kt/a纯盐水高位槽© 1800X 2800 V=7mlFRP1台40Kt/a树脂塔盐水加 热器板式钛1台纯盐水加热器板式钛1台碱液循坏槽© 3000X 3400 V=24ml镍1台40Kt/a淡盐水槽© 2400X 3400V=15ml钢衬钛1台40Kt/a碱液加热冷却板式镍1台器产品碱冷却器板式镍1台2%液碱槽© 120

41、0X 3000 V=3ml不锈钢1台40Kt/a再生盐酸/槽© 2500X 3400 V=16mlFRP1台40Kt/a再生碱液:槽© 2000X 3400 V=10ml不锈钢1台40Kt/a反应槽钢衬胶2台40Kt/a溶气罐钢衬胶1台40Kt/a中间槽钢衬胶1台40Kt/a离子膜电槽组合2台40Kt/a整流变压器V=270I=55KA组1台40Kt/a462转运设备设备名称规格型号结构材料数量适应能力碱液循环泵r Q=60mh镍2台20Kt/a淡盐水泵Q=25ri/h钛2台20Kt/a离子交换塔加料泵Q=30/h钛2台20Kt/a再生酸泵Q=5/h铸铁衬4F2台20Kt/

42、a再生碱泵r Q=3/h不锈钢2台20Kt/a纯盐水泵3Q=30n/h钛2台20Kt/a4.7 自动控制二次盐水及电解工序要求有较高的自动化水平，设一个集中控制室，采用集散系统DCS实现对工艺过程的监视、控制、程序控制、报警和联锁。并且具有工艺流程图显示、报警、打印、生产报表打印、事故和主要工艺 参数趋势记录。其余则设分控制室，采用常规仪表将主要工艺参数集中于控制室进行监 视、控制、报警和联锁。第五篇原料、辅助材料及燃料的供应5.1主要原材料供应表5.1序 号原材料名称规格年用量(吨)来源1原盐NaCL> 310ag/lCa2+Mg+w 12mg/l2+SO < 5g/l58480

43、(折 100% HaCl)本厂提供2亚硫酸钠NQSQ7H2O 95%36000外购3螯合树脂D-422D-4120.36 m3外购4高纯盐酸HCL> 31%(w/t)Ca2+< 0.3mg/l(w/t)Mg2+w 0.07 mg/l(w/t)Fe2+w 0.1 mg/l(w/t)2040本厂提供5离子膜NAFION NE-966TX1230L 243W400吊引进公用工程供应5-2序号名 称单位每小时耗年总耗备注1直流电KWh7150880000002动力电KWh22511380803纯水3 m12.5500004循环水3 m408.8832710405工艺及仪表用氮气Nrn100

44、360000第六篇建厂条件和厂址方案6.1 建厂条件6.1.1 厂址地理位置、地形、地貌概况株洲位于省东部，地处湘江中游，罗霄山脉西侧，东经113008/ 30 ,北纬27050/ 05。该市是湘东政治、经济、文化重地，又是一个以重工业为 主，其他工业协调发展的新兴工业城市。株化集团诚信有限公司本部位于株洲市北郊清水塘工业区。厂区地形略有起伏，属湘江侵蚀阶地，基底系第三纪红砂岩，经蚀剥后形成低丘地貌，自然地面标高在46.8-63.4米之间。6.1.2 工程地质、地震、烈度、水文地质6.1.2.1 工程地质场地土层自上而下为耕土、亚粘土、砂砾石、红砂岩、土壤容许承载力R=180-280Kpa6.

45、1.2.2 地震地震基本烈度为v 6度区。参考资料6.123水文地质42.8省水文总站株洲水文站提供的湘江百年一遇湘江最高洪水全为 米。厂区地下水埋深为天然地面下 0.4-0.8米。6.1.3 气象条件气温年平均气温17.5 °C最低月平均气温6c最高月平均气温34°C全年最低气温-8 °C 全年最高气温43°C湿度：年平均相对湿度78%月平均最大相对湿度94%月平均最小相对湿度73%气压：年平均气压1°°6.7mb年平均最高气压1°172.8mb年平均最低气压997.25mb降雨：年平均降雨量1418mm 年最大降雨量18

46、48.6mm月平均最大降雨量233.7mm 一次最大降雨量156.8mm年平均降雨量长数152天积雪：最大积雪厚度3°°mm 一般雪深1°mm冰冻：最大冻土深度150mm风向：常年主导风向北西北夏季主导风向东南和南风力：最大风力为9级全年静风率22%基本风压35kg/m2日照：年日照时数1672小时 日照率38%冬季日照时数60-70小时 夏季日照时数200小时风速：年平均风速2.3m/s 年最大风速24-28 m/s6.1.4 地区与城镇社会经济现况的发展规划株化集团诚信有限公司前身为株洲化工厂始建于1956年，1959年和1965年先后建成氯碱和化肥两个系统并

47、投入生产，经过近40年的建设和发展，该公司已是一个以生产基本化工原料、化肥、农药为主的综合性大型 骨干化工企业，省计划单列产值和销售收入在全国520家大型企业之。6.1.5 厂区交通运输铁路运输株洲市是我国南北交通要道，京广线，浙赣线三条线路主动脉在此交 汇，株洲站是交通特大枢纽之一。株化集团诚信有限公司专用线运输能力 350万吨/年，拥有20股道，机车、车辆、运输设施完善，专用线通过喻家 坪车站与湘黔线相接，与全国铁路相通。公路运输厂道路成网与厂外城市道路相接，经107、320国道与邻省级公路贯通.6.1.5.3 水运厂区临近湘江，厂南约 2.5公里远有霞湾码头，通过湘江水运可达长江，也可经

48、洞庭湖与资、源、澧各水系相连。总之株化集团诚信有限公司铁路、公路四通八达，水陆运输都十分便利。水源、供排水工程、防洪等情况厂区水源来自城市输水管网，本工程用水来自现有给水系统。街区排水进入生产厂房附近现有排水管网。厂区地面标高高于百年一遇的洪水位。电源、供电、电讯、供热株化集团诚信有限公司有一个110kv/35kv总降压站，电源来自位于厂 区西北的白马垅变电站，另一电源由株洲电厂引一回路 110kv线至株化总 降压站，作为保安电源，本工程供电来自株化总降压站。电讯引自厂区交换站。蒸汽来自厂区现有供热系统。当地施工和协作条件株洲地区建筑施工力量雄厚，株化自己有一个施工、安装队伍该公司 位于清水塘

49、工业区，该区有湘江氮肥厂、株洲冶炼厂、军区农药厂、株洲 塑料厂、株洲电厂、株洲三水厂等，相互协作条件较好。与城镇、地区规划的关系和生活福利设施的条件本工程属节能改造项目，株化生产、生活设施齐全，已有商店、学校、 医院、俱乐部等商业服务及文教娱乐设施和食堂、浴室、宿舍等配套生活 福利设施，目前尚有余力可供利用。目前厂土地使用现状、厂区拟占地、需征土地情况厂区建筑系数虽较高，但厂区尚有部分空地可供本工程使用。本工程拟占地1800平方米，不需新征地。6.2厂址概况厂址拟选在厂区氯碱系统原10万吨/年烧碱生产街区。本方案优点：不征地、少拆迁，二次盐水精制，新增整流、电解、脱 氯布置于蒸发预留地，并按4

50、万吨/年封建规模设计。这样布置可以与老系 统紧密结合，充分利用现在一次盐水制备、氯氢处理、蒸发、片碱等装置。 动力供应系统及公用工程辅助设施均可利旧或在原有基础上稍作改造合并 使用即可。总平面布置图附后第七篇公用工程和辅助设施方案7.1总图运输7.1.1 总图本工程厂址选在我厂氯碱系统原 10万吨/年烧碱生产街区，不新征土 地。街区已有铁路运输专用线和公路运输线，设施齐全、运输方便。7.1.2 工厂运输运输方式仍和原烧碱装置一样，以铁路运输为主，公路运输为辅因已 有的运输设施齐全运输能力大，且离子膜法制碱吨耗主要原材料原盐，比 石墨阳极法制碱少0.03吨，主要辅助材料大多由本厂自供，故本工程的

51、运 输设施可利旧，无需新增。7.1.3 运输方式因我厂所处的地理位置优越，外部协作条件好，故运输可采用以铁路运 输为主，汽运、水运为辅，水陆运输相结合的方式。7.2供排水721 工厂供水本工程每年需用高纯水10万吨，由公司原有高纯水装置提供（公司现 有60t/h高纯水装置2套）。本工程工业用水仍由我厂总供水管网供应，可 满足供水要求。722 工厂排水原10万吨/年烧碱生产装置已有完善的主排水沟和雨水沟，本工程上 马后，只需在原有基础上稍作改造即可满足排水需要。7.3 供电及电讯7.3.1 供电原10万吨/年烧碱生产装置有7台变压器供石墨电槽用电；3台容量为 12500KVA的整流变压器供金属电槽用电。本工程拟利用公司已订购专用于 离子膜电槽的一组50000KVA的整流变压器。整流变压系统改造需投资800万兀左右。7.3.2 电讯本工程需新增设部，