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1、10万吨年离子膜氢氧化钠装置改13万ta 子膜氢氧化钾装置 技改项目项目可行性研究报告 青海盐湖工股份有限公司综合利用二期工程10万吨/年离子膜氢氧化钠装置改13万t/a离子膜氢氧化钾装置技改项目建议书青海盐湖工业股份有限公司化工分公司二一二年二月目 录一、企业概况1二、项目概况：2（一）项目名称、项目的主办单位及法人2（二）项目提出的必要性和依据2（三）项目主要内容4三、市场预测4四、改造目标及内容4 一 、产品方案41、离子膜氢氧化钾：42、氯气合成能力高纯盐酸：53、片碱装置能力5（二）、氯平衡方案：51、 综合利用二期氯气消耗量52、电槽生产能力计算53、 氯生产量64、氯平衡系数：6
2、 三 、拟采用的生产技术7（四）、技改项目工艺流程简述，存在的问题及整改措施81一次盐水单元82、二次盐水单元93、电解单元104、脱氯单元125、氯气氢气处理单元126、氯化氢合成单元137、液氯部分单元148、碱罐区及蒸发片碱装置部分15五、项目改造的配套条件16六、环境保护、职业安全卫生、消防、节能措施16 一 、环境保护16 二 、职业安全卫生措施17 三 、消防措施18 四 、节能措施18七、项目进度初步安排181、项目组织：192、项目进度安排193、项目实施进度表：204、时间计划进度安排20八、项目总投资及资金来源、20 一 投资概算依据：20 二 项目资金概算21 三 资金来
3、源21九、经济效益和社会效益分析21（一）、经济效益21（二）、社会效益分析22附件一、工艺消耗对比表见23附件二、产品产量对比表23附件三 、产品制造成本对比表24表3.1、10万吨年NaOH规模单位成本核算24表3.2、13万吨年KOH规模单位成本核算25表3.3、48钾碱单位成本核算27表3.4、48氢氧化钠单位成本核算28表3.5、99%氢氧化钠单位成本核算29表3.6、99%氢氧化钠单位成本核算30企业概况青海盐湖工业股份有限公司，是青海省国有资产监督管理委员会管理的省属企业，是中国目前最大的钾肥生产基地，是青海省四大优势资源型企业之一，也是柴达木循环经济试验区内的龙头骨干企业。随着
4、国家西部大开发首批十大重点工程之一的青海盐湖100万吨钾肥项目的建成投产，青海盐湖工业股份有限公司的钾肥年产能增加到200万吨，排名全球钾肥企业第十一位。青海100万吨综综合利用项目分两期建设，项目投资130多亿元。综合利用一期工程以钾盐深加工为主；综合利用二期工程以钠盐深加工为主，是依托于综合利用一期工程，是国务院确定的西部首批十大重点工程之一“青海100万吨钾肥项目”的延续，符合国家西部大开发的战略。综合利用一期工程2004年9月立项，主要工艺路线是以氯化钾为原料，经离子膜电解法生产氢氧化钾、氯气、氢气；以天然气为原料，经部分氧化生产乙炔；以乙炔和氯化氢为原料，催化合成氯乙烯，氯乙烯再经聚
5、合生成聚氯乙烯；乙炔尾气作为合成气，用低压合成法生产合成氨、尿素以及甲醇。主要产品及规模为：年产氢氧化钾6万吨、碳酸钾7.2万吨、尿素33万吨、PVC 10万吨、甲醇8万吨。氢氧化钾生产工艺技术为离子膜电解法，碳酸钾生产工艺技术为直接碳化法，尿素生产工艺技术为传统的二氧化碳气提法，PVC生产工艺技术为悬浮聚合法，甲醇生产工艺技术为炔尾气低压合成法。综合利用一期装置已氯碱系统已经试车完成，生产合格的氢氧化钾和聚氯乙烯。综合利用二期工程是以氯化钠和天然气为原料生产聚氯乙烯，氢氧化钠，尿素的大型联合化工工厂；NaCl电解得到NaOH和Cl2,H2, 32%NaOH送至盐湖海虹ADC发泡剂项目； H2
6、和Cl2则合成HCl送VCM装置。天然气用空分装置送来的O2,用部分氧化法得稀C2H2,经提浓、净化得到精C2H2送至VCM装置，乙炔装置联产的合成气用于生产合成氨、尿素。上述装置生产的C2H2和HCl在VCM装置生产氯乙烯单体并进一步聚合生产聚合乙烯树脂。合成氨装置中8.658万吨/年液氨送至盐湖元通钾盐综合利用项目并生产部分液氨。项目主要产品及规模为：年产氢氧化钠10万吨、PVC12万吨、尿素33万吨。氢氧化钠生产采用离子膜电解法，其中间产品乙炔采用德国BASF公司天然气部份氧化制取乙炔技术，尿素生产采用传统的二氧化碳气提法。项目2007年6月开工建设，目前已完成基本建成，今年将陆续进入试
7、车，计划明年达产达标。项目概况：（一）项目名称、项目的主办单位及法人1、项目名称：10万吨/年离子膜氢氧化钠装置改13万t/a离子膜氢氧化钾装置技改项目2、项目的主办单位：青海盐湖工业股份有限公司3、项目负责人：（二）项目提出的必要性和依据氢氧化钾又名苛性钾，分子量56.11，白色斜方结晶，工业品分固、液体两种，固态为白色或浅灰色片、块棒状桶状等。比重2.044（20）熔点360.4,沸点1320-1324；属强碱，腐蚀性强，易溶于水，且放出大量溶解热。吸水性极强。吸收CO2逐渐变为K2CO3，是基础化工原料之一。氢氧化钾是基础化工原料之一 一 、产品方案1、离子膜氢氧化钾： 装置能力32%液
8、体钾碱 （折100%NaOH计 ） 13.0万吨/年 商品量 90%固体钾碱 （折100%NaOH计 ） 13.0万吨/年2、氯气合成能力高纯盐酸：现有氯化氢合成产能为2.5万吨年，配套9.5万吨的规模，为了稳定生产，打断过长的生产链，则需增加7万吨年产能，需新增加2台120t/d HCL合成装置，副产高纯盐酸能力14000吨/年。3、片碱装置能力92%片碱 （折100%NaOH计 ） 13.0万吨/年（二）、氯平衡方案：1、 综合利用二期氯气消耗量 a、按PVC耗VCM1.015t/t,则年12万吨PVC所需VCM为12.18万吨；b、VCM耗氯化氢0.63t/t，则年所需氯化氢为7.67万
9、吨； c、氯化氢耗氯气0.973t/t，耗氢气0.029t/t计，则电解年为氯化氢提供氯气为7.46万吨，氢气为0.22万吨；d、液氯年生产按2.9万吨，单耗按1.015 t/t计，则年所需氯气2.92万吨；（液氯工段作为缓冲装置，不出产品，若最终用于氯化氢生产则不计入）e、31%盐酸年生产按1.4万吨计，31%盐酸耗氯气0.307t/t，耗氢气0.009t/t计，则电解年为盐酸提供氯气为0.43万吨，氢气为0.013万吨；f、除害消耗氯气年按0.11万吨计共计：项目所需氯气量为：7.46+0.43+0.11 8（万吨） 所需氢气量为：0.233万吨2、电槽生产能力计算电解槽（R2012230
10、AF）技术参数：电解槽型号 ACILYZERML32NCH制造商 旭化成化学株式会社单元槽尺寸 1.289m 2.401m单元槽有效面积 2.7 m2每槽电极对数 118对挤压形式 单头电流密度 （运行值） 4.6 KA/m2（设计值） 5.1 KA/m2单元槽电压 （期待） 3.01V（4.6KA/m2时）阳极： 材质 钛+涂层 有效面积 2.7m2阴极： 型号 镍+活性层有效面积 2.7m2数量：6台2.2电解槽校核a、离子膜电流效率按97%计，（电槽6台，每台118个单元槽，运行电流12.42KA,设计电流14.04KA）c、以正常电流12.42KA计算：现有电槽改为钾碱工艺后的产能：1
11、2.4261182.08980000.97100010000 14.3万吨d、设计电流14.04KA计算14.0461182.08980000.97100010000 16.11万吨3、 氯生产量 a、13万吨生产能力氯气 13.0/1.4*0.887 8.2365万吨b、 电槽正常生产能力氯气产量 14.3/1.4*0.887 9.06万吨4、氯平衡系数： 氯加工能力：8.2365万吨氯平衡系数：8.2365/8 1.0295625由此可知，烧碱装置氯加工能力大于氯消耗能力，可以保证安全生产。 三 、拟采用的生产技术原氢氧化钠装置的生产技术：一次盐水精制采用液体膜过滤技术去除Ca+、Mg+、
12、SO42离子，自动化运行，操作平稳，盐水质量好；电解工段采用国内、外先进的离子膜电解技术，电解槽引进日本旭化成高电流密度自然循环复极式电解槽；氯气的干燥采用填料泡罩塔工艺，氯气含水50ppm，氯气压缩机引进先进的德国KK&K公司透平式压缩机；氢气干燥在传统工艺基础上增加变温吸附脱水，使氢气的露点达到50；氯气液化采用螺杆式压缩机组，R22蒸发直接液化工艺；氯化氢合成炉采用国内先进的二合一石墨炉，自动化程度高、占地少；废气处理采用双塔流程，确保尾气达标排放。本次技改以工艺先进、成熟可靠、节能为选择装置的主要依据，改造的13万t/a离子膜法氢氧化钾生产线，采用DCS控制，中间过程更加合理，克服人为
13、因素对操作过程的不利影响，达到节能降耗的目的，项目建成后将达到国内同行业先进水平之列。目前世界上拥有生产离子膜氢氧化钾装置的主要公司有德国的伍迪、英国的NOES、日本的旭化成、北京化机等。离子膜电解法生产技术先进、产品质量高、能耗低、自动化程度高、污染少，而成为当前氢氧化钾生产技术的发展方向，产品竞争优势十分明显，因此项目选择离子膜电解法生产工艺。 离子膜电解法生产氢氧化钾和隔膜法电解法大致相同，即将氯化钾溶液精制后直接送离子膜电解槽进行电解，电解液经蒸发浓缩即可得产品氢氧化钾，电解副产的氯气和氢气经处理后可回收利用。引进先进的离子膜电解生产技术，是最大的节能措施。与隔膜电解法相比，每吨碱可节
14、约300kWh直流电及3.5t蒸汽，相当于每年节省标煤约2万吨，具有显著的节能效果。（四）、技改项目工艺流程简述，存在的问题及整改措施1一次盐水单元1）工艺介绍a、上盐系统原盐来自厂外，由汽车倒运进盐库，经抓斗起重机吊运进入接料斗再通过接料斗下的电磁震动给料机均匀的给料至带式输送机，经带式输送机送至一次盐水工段。带式输送机上安装的双侧犁式卸料器，根据需要可将盐分送至两个化盐桶。 （装载机做为抓斗起重机的补充，用作清理、倒堆和供料。原盐的计量采用皮带电子称。）b、膜法除硫酸根来自离子膜电解工序的淡盐水一部分加入K2SO3去除游离氯至零，经盐水冷却器冷却至40，用盐酸调节PH 至工艺要求，进入配水槽。正常情况下通过采用在线检测仪表以确保进膜过滤单元的盐水各项指标控制在工艺要求的范围内。淡盐水
