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1、LTHGF JS J-2013-044项目编号：泸天化股份有限公司科研开发项目立项建议书项目名称：尿素硝铵溶液产品研究（工艺生产部分）项目负责人： 填报时间：2013-6-13技术中心尿素硝铵溶液产品研究立项建议书会签单编 制： 芶永桃 2013-6-13 审 核： 审 批： 尿素硝铵溶液（UAN）产品研究（工艺生产）立项建议书1 立项背景我国目前尿素产能已明显供大于求，但投资过热，产品产能趋于过剩的情况仍在继续发展。导致供过于求的形势更加恶化，随着目前的一些新建装置陆续投产，预计2013年中国尿素产能将突破6800万吨，年增幅在4.5%以上，再创历史新高。由此导致尿素价格长期低位震荡，氮肥市
2、场持续低迷，尿素企业及经销商微利甚至负利润现象更加严重。为了调整氮肥企业产品结构，提高市场竞争能力，必须进行产品结构调整，开发出新的尿素品种。泸天化股份有限公司拥有单一的年产160万吨尿素产能。当市场出现风浪时，公司将面临较大的市场风险，尿素价格低、产品积压仓库、市场销售不好，再加现在天然气的价格年年上涨，使得公司的开始出现了亏损现象。为提高公司尿素效益，急需开发新型尿素产品。天府九禾公司经销售反馈信息，有客户主动要求产品UAN，这也是我们要加快进行该项目的进度的关键地，九禾公司与泸天化股份有限公司相结合，共同完成该项目的生产经营目标。通过市场调研发现，尿素硝铵溶液（UAN）是欧美国家农业市场
3、用得较好的新型液体肥料，目前，美国UAN的用量占到总氮肥用量的33.58%，在欧洲各国机械化农业更广泛的采用此肥，而在缺水的国家，更是全力推广此肥，即可增效，也可减少灌溉用水。我国是农业大国，氮肥的使用量在年年增加，随着中国水肥一体化、规模化农业的发展，估计将来我国的（UAN）用量会占到氮肥总量的5-10%。因此，我们有必要开展UAN液体肥料的研究。2 项目产品质量指标结合尿素装置和硝酸铵装置工艺过程特点，本示范项目确定产品质量标准为UAN-30，以后再根据作物应用情况再拓展全系列产品。表1 泸天化产品质量指标指标UAN-30总氮含量, %300.5硝酸铵含量, %42.80.7尿素含量, %
4、32.30.5水份含量, %24-26尿素/硝酸铵比例0.74-0.80碱性条件下游离氨 %0.02-0.3密度，kg/m3(40) 1,285-1,312温度，常温结晶温度（）最大-10PH值6.5-7.5腐蚀抵制剂150-250ppm3 项目技术开发内容与方式3.1 开发内容3.1.1 通过文献调研，确定UAN产品的各项指标；3.1.2 在实验室内进行配比实验，主要研究不同配比下UAN体系的稳定性等物理化学性质；3.1.3 确定工艺参数、UAN配比、腐蚀抑制剂、产品分析方法等；3.1.4 小试研究，确定UAN生产工艺方案；3.1.5 中试装置建设；3.1.6 开展中试试验，取得工业化生产在
5、连续稳定性、养份配比控制、产品质量控制、环境保护等方面的基础数据。完成中试实验报告。3.2 开发方式（合作共同开发）表2：工作分工工作内容责任部门负责人农学研究天府九禾产品研究发中心谭庆军工艺生产技术研究泸天化股份有限公司林朝阳国内外UAN产品标准研究天府九禾产品研究发中心谭庆军其中工艺生产技术研究主要包括（1）UAN生产工艺研究（包括生产设备、工艺参数、尿素/硝铵溶液取样配比点、防腐蚀剂选择、产品分析方法等）。（2）UAN 产品包装、储存、运输研究。（特别注意该产品不能划分到危化品种类，我国的危险化学品管理十分严格，生产，运输、储存费用将大大增加，因此，对最后产品对进行防爆测定。）（3）根据
6、产品，牵头制定企业标准，进行地方标准备案。（4）生产过程中不断对工艺参数的优化，为后期大规模化生产提供技术支撑。3.3 技术来源 本技术是泸天化技术中心与生产部共同开发研制。4 项目技术开发方案根据市场的需求和九禾公司分销能力，本方案分为2个建设期4.1，规模在年产5000吨，此方案主要是考虑到目前市场的不稳定，而且客户对新肥料逐步认知过程。采用把尿素拉到硝铵车间进行复配，添加金属腐蚀抑制剂、调节参数得到产品。（尿素水溶液在运输过程中比较安全，而且不容易结晶）。具体操作是将尿素车间蒸发前去氨、二氧化碳的含量72%左右的尿素溶液用槽罐车运输到硝铵车间引入到混合罐体内，通知硝铵车间蒸发前（温度在9
7、0-100之间）硝铵水溶液泵岗位，向混合罐体输送80%左右没有添加任何物质的硝铵溶液，根据配方将硝铵溶液导入混合罐体内，添加适量的腐蚀抑制剂，采用电搅拌或是泵循环混合，取样分析尿素、硝铵含量，用稀氨水和硝酸调节溶液的PH。得到产品，包装后由交九禾公司进行市场推广。4.2，规模在2万吨/年经九禾公司销售一段时间后，打开市场，产品的销售量将增加至1-2万吨/年，第一种方案就不能满足供应需求，我们就必须进行生产装置建设，形成一套专门生产UAN生产线。基本工艺流程如图1：来自尿素装置尿素溶液经精制器处理后通过尿液泵按比例需求输送到混合反应器。来自硝铵装置的硝铵溶液经硝铵溶液精制器处理后通过硝铵溶液输送
8、泵进入防结晶器，然后配料调节串接系统调整配比后，进入混合反应器。尿素溶液和硝铵溶液按给定的配合比送到混合反应器中，并通过PH调节器调整产品PH在指标范围内，再经成品输送泵进入成品精制器，最后送到成品贮槽。尿素装置尿素溶液精制器硝铵装置硝铵溶液精制器硝铵溶液防结晶器混合反应器成品精制器成品贮槽PH调节脱盐水图1：直接混合法UAN工艺流程示意图4.3原材料规格表3 原料规格原料名称温度组成尿液95尿素水氨76.00%23.89%0.11%硝铵溶液127硝铵水85.00%15.00%脱盐水常温100%4.4 主要设备表4：主要设备一览表设备名称单位数量规格尿液泵台1流量15m3/h，出口压力1.0M
9、Pa，材质304L硝铵溶液泵台1流量15m3/h，出口压力0.5MPa，材质304L尿素溶液精制器台1硝铵溶液精制器台1混合反应器台125 m3，材质304硝铵溶液防结晶器台1成品精制器台1成品贮槽台2500 m3，材料304充装称重设施套1仪表设施套1电气设施套14.5 主要管道表5：管道一览表设备名称单位数量规格尿液泵台1流量15m3/h，出口压力1.0MPa，材质304L硝铵溶液泵台1流量15m3/h，出口压力0.5MPa，材质304L尿素溶液精制器台1硝铵溶液精制器台1混合反应器台125 m3，材质304硝铵溶液防结晶器台1成品精制器台1成品贮槽台2500 m3，材料304充装称重设施
10、套1仪表设施套1电气设施套15. 项目技术优势和产品特点5.1 项目技术优势本工艺直接采用混合法把两种产品的水溶液进行配制，不改变原两种产品的生产路线；5.2 产品性能特点a) UAN液肥三种形态氮元素复合而成，其效用是尿素无法比拟的；b) UAN液肥水溶性100%，兼容性极强，特别适合机械化操作，可随水灌溉时冲施，也可与农 药、活化素等混合成药肥施用，一次施用，可达到多个目的；c) 内含三种形态氮元素，可在作物生长的长、中、短期发挥效用，植物可通过根、茎、叶全面进行吸收，利用率高达90%，在减少浪费的同时也把对环境的污染降至最低点，也因此成为欧美等国家推崇备至的化肥产品；d) 本品虽为硝酸铵
11、溶液，但不可燃、无爆炸性，施用后植物硝酸盐含量指标也远远低于国家安全标准，安全性能十分可靠。6 项目技术经济目标6.1 技术目标a) 通过配比与工艺参数优化，确定生产不同比例尿素硝酸铵溶液工艺技术；b) 通过对现有装置的改造与完善，完成UAN的中试试验；c) 通过九禾的市场推广与应用，形成UAN的销售。d) 进行成果推广，最终形成公司具有自主知识产权的工艺技术。6.2 经济目标目前国外主要一家生产UAN的厂家是：美国CF INDUSTRIES，每年出口在100万吨，价格在300-310美元/吨（注：化工信息网，2013年1月价格），中化化肥有限公司主要经营此溶体肥料，西南地区销售价其价格在78
12、00-8300元/吨。武汉康正科技有限公司、河南晋开化工控股集团生产的UAN-30，成本价格在1600元/吨，出厂价格在2200元/吨，再加上大型号塑料槽900元/吨，或采用一般塑料小桶220元/吨，市场销售价格为2600-3000元/吨之间。前期拟建5000吨/年，其生产成本+包装成本在1600元/吨左右，每吨纯利润在800元以上，则每年有4千万元。如果拟建是2万吨，利润将在1.6亿万元。再加上节能减排、社会效益，每年至少在1亿元。再加上国际市场对UAN和需求量大，特别是西欧各国。关键就是要看好销售，从目前全国需求量在10万吨，每年在10%的迅速增涨。如果我们率先开发出该产，占位国内市场，可
13、得到可观的利润，我们应加紧项目建设。6.3 社会效益施用UAN液体有肥料后，使耕地质量和生产能力逐步提高；实现了“三节两省一提质”，即：节水、节肥、节药、省地、省工、增产、增效、提质，提高了农作物或经济作物的产出效益；同时通过宣传水化地体化，使广大农民的科技素质明显提高，培育了一批学科学、用科学、懂科技的新型农民；通过新技术模式的推广与实践，拓宽了水肥一体化技术的适用性，为农业结构调整提供了科学指导与依据，促进了农业增效、农村降耗、农民增收，为实现社会稳定起到积极作用；对节水农业的发展，推动区域经济和实现农业现代化具有重大意义。6.4 节能降耗表6：节能情况减少蒸汽消耗年节约量（吨）年节约成本
14、（万元）尿素装置蒸发系统（3.8MPa）3435.651.53尿素装置水解系统（3.8MPa）408.06.12硝铵装置蒸发系统（1.2MPa）2583.336.17合计：6426.993.82注：蒸气（3.8 MPa）=150元/吨蒸气（1.2MPa）=140元/吨表7：减排情况减少粉尘排放年节约量（吨）年节约成本（万元）尿素粉尘9.031.63硝铵粉尘10.791.67合计：19.823.30注：尿素价格为1800元/吨，硝铵1600元/吨6.4 生态效益通过在各级示范区实施UAN液体肥料施肥技术，使示范区水资源利用率提高了15以上，肥料利用率提高了10%，改善了生态环境，对合理利用农业、生态、自然资源有明显效益；通过测土配方施肥技术的应用，土壤肥力提高了一个等级，同时减少了盲目过多施肥。7 开发项目的进展及完成期限 本项目工学研究部分计划完
