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1、催化一步法生产低盐（低铁）重质纯碱项目建议书键入文档副标题中甫实验室 9月前 言文重要从技术层面论述了建造年产催化一步法生产0吨低盐（低铁）重质纯碱的初步可行性，重要用作公司拟定改造项目的参照资料，由于编者的知识和经验有限，局限性之处敬请批评和指正。一、项目建设的目的和意义5月5日，国务院正式批复成渝经济区区域规划，万州、涪陵、长寿将成为经济区东部的化工基地，超级低盐（低铁）重质纯碱和氯化铵作为基本化工原料，市场需求巨大，在重庆地区运送成本优势明显，如能将超级低盐（低铁）重质纯碱打入超白玻璃等高品位市场，竞争优势凸显。二、项目概要项目名称：年产0吨优质低盐低铁重质纯碱装置项目属性：新建估计资金
2、：1600万元建设地点：重庆市长寿区占地面积：60亩三、技术概要纯碱作为基本化工原料，被誉为“化工之母”，是用途十分广泛的基本工业原料，目前国内纯碱的消费构成为：玻璃行业42%、日用化工行业12%、轻工行业12%、民用7%、冶金行业5%、医药行业2%、其她领域20%。重要的下游公司是玻璃公司、氧化铝公司和合成洗涤公司，随着人民生活水平的提高，日用玻璃和合成洗涤剂的需求和用量将不断增长。氯化铵重要用于干电池、蓄电池、铵盐、鞣革、电镀、医药、照相、电极、粘合剂等。 氯化铵简称“氯铵”，又称卤砂，是一种速效氮素化学肥料，含氮量为24%25%,属生理酸性肥料。它合用于小麦、水稻、玉米、油菜等作物，特别
3、对棉麻类作物有增强纤维韧性和拉力并提高品质之功能。（一）技术优势生产优质的低盐低铁重质纯碱是目前纯碱行业发展的方向。催化一步法生产低盐（低钾）重质纯碱是与多项专利结合的新技术、新工艺,重要依托催化剂来带动整个纯碱工艺的改革。目前该技术在世界上同领域行业中处在领先地位，弥补了多项纯碱工业技术的空白。该技术涉及三项国家发明专利：重质纯碱的制备措施及所用的固定分解反映炉（专利号：ZL 94111741.3）、催化循环法生产碳酸氢钠及所采用的多相反映塔（专利号：ZL 97107482.8）、一步法生产低盐低钾重质纯碱的措施（专利号：ZL 00103279.8）。该工艺具有如下长处：1简化工艺流程，减少
4、了大量设备投资。用固定分解反映炉替代旋转分解炉，使纯碱制备工段的投资金额只有现代工艺纯碱制备工段投资金额的30左右。而整个工厂建设所需资金只有老式工艺所需资金的1/3左右。2无需CO2气体压缩机，大大减少了消耗。反映后的CO2气体自身具有1.54kg/cm2（表压）的压力，因而不需要CO2压缩设备，节省了购买CO2气体压缩机的费用，每生产一吨重质纯碱节省电能4080KWh，从而大大减少了消耗。3只需低压设备，大大节省了资金。加热反映蒸气压力从2232kg/cm2（表压）降至1.5-4Kg/cm2（表压），节省3060的蒸汽和大量的能耗，对蒸汽煅烧炉材质、压力表和其他附属设备的规定大大减少，从而
5、大大节省设备投资。4纯碱质量好，可以用于高档玻璃的生产。生产出的重质纯碱表观密度为1.01.2kg/L，纯度高，其杂质平均含量在0.2%如下，氯化物含量（以干基的NaCl的质量分数计）在0.03左右，属于优质低盐低铁重质纯碱（低盐低铁重质纯碱），质量完全达到了彩电玻壳及汽车玻璃等高档浮法玻璃生产原则。5先进的新工艺，简化了操作工序。由于催化剂和蒸汽的作用，在反映过程中能大大减少固定分解反映炉中物质的NaCl含量，起到自动提纯Na2CO3的作用。虽然小苏打中NaCl杂质含量高达12.0%，也可将分解后纯碱中的氯化物含量（以干基的NaCl的质量分数计）减少到0.020.05，这样大大的简化了后续操
6、作工序。6氨和CO2回收运用率高，进一步减少了消耗。在制碱塔内，物料在催化剂的作用下，氨和CO2的转化率得到很大的提高，回收率可以达到90，使该工段设备总投资只有目前碱厂的40%50%。由于制碱塔采用空塔设计的措施，彻底颠覆了老式工艺复杂的制碱塔，使设备成本大大减少，该设备成本仅为老式制碱塔的1/5左右。总的来说，该工艺具有投资小、产品质量高、生产成本低等优势。目前，用老式措施耗费一两千万建氯化铵和纯碱厂是主线不也许的（这些投资只相称于老式纯碱生产措施的一种设备的投资，目前纯碱投资项目往往都是上亿元的大项目，纯碱制造商往往都是上市大公司，如山东海化、三友化工等等），四川龙都化工股份有限公司（原
7、自贡市富顺县氮肥厂）在仅进行了一种制碱塔改造工程就花去了万。老式措施赚钱靠的是规模、资源、资金，而该工艺赚钱重要靠创新的技术，以简朴胜复杂，以小型化胜规模化。从乐山盛丰化工有限责任公司的生产数据来看，年产15000吨的纯碱厂月赚钱已达到60万元以上（重质纯碱价格以1450元/吨销售），这在老式纯碱生产措施是主线不也许的，此工艺生产出来的纯碱与既有措施（同等规模）相比每生产一吨低盐低铁重质纯碱成本低了200400元左右。就目前的氯化铵和纯碱行情来说，老式纯碱厂如果生产规模在10万吨/年如下已经不具有竞争优势，而采用此工艺生产规模在5万吨/年左右的纯碱厂可以和生产规模在50万吨/年以上的老式纯碱厂
8、的成本相抗衡，甚至更低。目前老式生产重质纯碱的措施有水合法和挤压法两种，仅仅是一种由一般轻质纯碱 纯碱根据密度不同分为轻质纯碱和重质纯碱，轻质纯碱的密度为0.5-0.6T/M3，重质纯碱的密度为1.0-1.1T/M3。重质纯碱具有坚实、颗粒大、密度高、吸湿低、不易结块、不易飞扬、流动性好等长处，且产品附加值较高，是纯碱消费的新趋势。转化为重质纯碱的生产车间就需要几千万的投资（除了本工艺外，目前国际上还没有一步生产低盐低铁重质纯碱的工艺）。由一般轻质纯碱转化为低盐低铁重质纯碱的工业化实验是国家重点攻关项目，四川最大的纯碱生产厂自贡鸿鹤化工集团也在积极进行低盐重质纯碱的工业化实验，其生产出的低盐重
9、质纯碱氯化物含量（以干基的NaCl的质量分数计）在0.3左右。我们翻阅了所有资料，还没有发现任何工业化设备生产出的低盐重质纯碱氯化物含量（以干基的NaCl的质量分数计）在0.1如下，而该措施生产出低盐低铁重质纯碱氯化物（以干基的NaCl的质量分数计）含量在0.02左右，属国际首创，其品质优势显而易见！国家重质纯碱工业质量技术指标：GB21092工业纯碱指标名称类指标优等品一等品合格品总碱量（以干基的Na2CO3质量分数计）% 99.298.898.0氯化钠（以干基的NaCl的质量分数计）含量% 0.700.901.20铁（Fe）的质量分数（干基计）%0.00350.0060.010硫酸盐（以干
10、基的SO4的质量分数计）%0.03水不溶物的质量分数% 0.030.100.15烧失量%0.81.01.3堆积密度（g/ml） 0.900.900.90粒度，180m筛余物% 70.065.060.0重庆高盛化工厂生产出的低盐（低铁）重质纯碱工业质量技术指标指标名称指 标总碱量（以干基的Na2CO3质量分数计）% 99.299.8氯化钠（以干基的NaCl的质量分数计）含量% 0.010.05铁（Fe）的质量分数（干基计）% 0.00020.0010硫酸盐（以干基的SO4的质量分数计）% 0.020.04水不溶物的质量分数% 0.0050.0150烧失量% 0.090.20堆积密度（g/ml）
11、1.101.25粒度，180m筛余物% 70.0*红色表达远远低于GB21092工业纯碱优等品的原则（二）创新优势本工艺在工业化实行应用过程中，与国内外老式纯碱和氯化铵生产技术相比较体现了六个第一：第一种不用压缩机输送CO2气体生产碳酸氢钠的工艺，节省了所有压缩设备的投资，减少了电能消耗；第一种在生产过程中用1.5-4kg/cm2的低压设备替代了22-32kg/cm2的高压设备的工艺；第一种能在小苏打中NaCl和其他杂质含量高达20%的条件下，在分解制取重质纯碱过程中能将产物提纯的工艺，使重质纯碱中氯化物含量以NaCl计算降至0.010.05，钾含量（氧化钾为计算原则）含量降至0.0020.0
12、1；第一种采用固定分解反映炉替代旋转分解反映炉生产低盐低铁重质纯碱的工艺；第一种在生成重质碳酸钠反映的后期采用蒸汽对产品进行干燥的工艺；第一种不用在碳酸氢钠离心过滤过程中用水洗去氯化钠等杂质的工艺。（三）产品优势采用本措施生产的低盐（低钾）重质纯碱具有比一般重质纯碱更为优良的品质，产品颗粒大、密度高、白度高、不易结块、不易飞扬、不易回潮、流动性好,有助于提高下游产品的质量和产品附加值。由于该产品氯化物含量（以干基的NaCl的质量分数计）含量在0.02左右，属于超级低盐（低铁）重质纯碱，特别合用于生产彩电玻壳、汽车玻璃、太阳能超白玻璃等高档浮法玻璃，并且生产出的玻璃透光率高、强度大，在销售方略上
13、可主攻高品位顾客。例如，该纯碱生产玻璃瓶能将破损率由本来的5-10%减少至1-2%。又如用于生产水玻璃，采用其他厂家生产的轻质纯碱作为原料生产水玻璃废渣多、产量少，而用本措施生产的低盐重质纯碱作为原料生产的水玻璃基本无废渣，每吨低盐重质纯碱在相似的工艺条件下能多生产400800kg合格的水玻璃。此外，此措施生产的低盐重质纯碱还特别合用于五氧化二钒的提炼。由于其钾含量（氧化钾为计算原则）在0.001-0.002%，是一般纯碱钾含量的10-20%。用一般纯碱生产出的五氧化二钒其总碱量不小于0.5%，而用本措施生产的低盐重质纯碱提炼生产五氧化二钒其总碱量不不小于0.5%，比一般纯碱生产出的产品每吨要
14、多卖1-2万元，为下游厂家带来良好的经济效益。三、发明人简介该工艺重要发明人喻中甫系全国优秀科技工作者、全国五一劳动奖章获得者、四川省劳动模范、成都市化工科技先进工作者，原成都军区氮肥厂科研所所长，原乐山嘉峨盐业集团总工程师。从事化工研究30近年，完毕的科研成果有20多项。所研究的“D、D1型CO、CO2微量自动分析”仪获1978年首届全国科学大会成果奖；“低温低压空气固氮制硝酸”为世界前沿的科技公关项目（列为世界10大攻关难题），并已申请国家专利；“一步法生产低盐低铁重质纯碱”获第六届全国专利科技博览会金奖。1990年起，喻中甫始终从事纯碱研究工作，至今已经是第16个年头。她全面改革既有联合
15、碱法制造工艺（即候氏制碱法），建立并逐渐完善了一套投资少、成本低的低盐低铁重质纯碱生产工艺一步法生产低盐低铁重质纯碱（喻氏制碱法）。四、实行状况该技术从1992年至1996年通过四年多的研究，600多次实验，成功的进行了日产50公斤、100公斤级持续一年的实验和日产两吨级的工业化妆置短期运营，初步证明了该项目具有工艺设备简朴、能耗低、投资少、成本低等特点。1997年8月，与四川乐山五通桥旺晓化工厂合伙建立一种年产5000吨重质纯碱工厂（系中间实验装置）。1998年6月建成，总投资为250万元。初，该技术通过了由四川大学和四川乐山五通桥区嘉峨公司多名制碱业专家构成的技术鉴定小组的鉴定，充足肯定了该技术的可行性。重庆高盛化工厂年产10000吨重质纯碱装置，与四川乐山盛丰化工有限公司合伙建立一年产15000吨的重质纯碱工厂，10月底试车运营，效果良好，5月各项工艺指标达到正常水平，该工厂的双吨成本在1800
