1 / 29 引进 4万吨年离子膜烧碱技改工程可行性研究报告第一篇总论1.1 概述1.1.1 工程名称、主办单位名称、企业性质及法人1.1.1.1 工程名称株化集团有限责任公司引进4 万吨 /年离子膜烧碱技改工程.1.1.1.2 主办单位名称湖南株洲化工集团诚信有限公司1.1.1.3 企业性质及法人企业性质：股份有限公司法人：侯清麟（法人代表）1.1.1.4 设计单位名称：株洲化工集团科人设计有限责任公司工程负责人：李波1.1.2 可行性研究报告编制地依据和原则.1.1.2.1 编制依据4 万吨 /年引进离子膜烧碱技改工程工程建议书、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地内容和深度参照化学工业部化计发 （ 1997）426 号文 发布地 化工建设工程可行性研究报告内容和深度规定进行.(2)认真贯彻国家有关方针政策.在编制中严格执行有关标准及规范.(3)工艺技术方案根据世界氯碱工业地发展方向及厂内生产实际情况，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)遵照化工部提出地“ 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，引进技术国产化”.精心设计 ,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，贯彻勤俭办厂地方针；少花钱，多办事，取得较好地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地各项法令法规，做到措施与工程建设“ 三同时 ”.1.1.3 工程提出地背景，投资必要性和经济意义.1.1.3.1 工程提出地背景(1) 企业简况湖南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地国家大型一类企业和中南地区最大地化工原料生产基地，并跻身全国520 家最大工业企业和湖南省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地配套能力.在现有地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) 工程投资地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，设备陈旧，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地发挥已成为当务之急.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 29 页2 / 29 氯碱工业是耗能大户，在能源价格大幅上涨地前提下，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地扩张阳极，改性隔膜技术，试用效果较好，也具有显著地节电效果 .因此， 在 2000 年下半年公司根据自有资金情况，作为 2001 年地重点投资工程，开始了 “ 采用扩张阳极，改性隔膜电槽替代4 万吨 /年石墨阳极电槽” 地工程前期工作，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地新技术，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，是氯碱工业地发展方向.在九五 “ 期间，我公司将 “4 万吨/年离子膜烧碱技改工程” 作为重点工程而积极努力争取贷款，当时，由于离子膜工程投资巨大（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，为确保重点工程工程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工程进行了考察，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张阳极，改性隔膜金属电槽地投资高2000万元左右，但由于其技术先进，产品质量好，可满足日益发展地轻工业纺织工业地需要，产品需求省内缺口，可确保产品销售和货款回笼，详见4 万吨 /年离子膜烧碱与扩张阳极，改性隔膜烧碱比较表 1-1表 1-1 4 万吨 /年离子膜烧碱与扩张阳极改性隔膜烧碱比较表序号工程内容离子膜烧碱扩张阳极 ,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344.7 年含建设期6产品质量NaCl 0.004%NaCl 5%7节能节电： 330Kwh/t节蒸汽： 4t/tNaOH节电 :150Kwh/t NaOH 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” 工程调整为 “ 采用 4 万吨 /年离子膜烧碱技改工程” 是很有必要地 .1.1.4 研究范围本报告研究范围“ 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研究地简要综合结论1.2.1.1 本工程所需要地原、辅材料本公司已经具备供给条件，本工程地产品具有逐渐增加需求地市场前景 .1.2.1.2 本工程建成后提高了产品质量，降低了产品成本提高了产品价格，有利于提高企业地抗市场风险能力.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 29 页3 / 29 1.2.1.3 本工程采用具有国际先进技术地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 本工程建成后有着良好地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工程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%NaOH ）万 t/a42湿氯气（折100%cl2）万 t/a3.523湿氢气（折100%H2）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%NaCl）t/a584802高纯盐酸（折100%NaCl）t/a10403NaOH( 折 100%NaCl)t/a3204螯合树脂l/a3605纯水t/a1000006离子膜M2/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 M3/a8六三废排放量1树脂塔酸性废液M3/ 周期322树脂塔碱性废液M3/ 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M2 1800十工程建、构筑物占地面积M21920十一工程总投资额万元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0（3）建设期利息万元1502流动资金万元500十二年销售收入万元10104不 含 转 入 老 厂 产精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 29 页4 / 29 品十三工厂成本1年总成本万元十四年增利润总额万元2169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%3983投资回收期34（1）税前（含建设期）年5.2（2）税后（含建设期）年6.14财务内部收益率（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34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， 但国内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地局面，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，国内氯碱生产企业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109.421.27143.925.8331.54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 年湖南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，省内烧碱缺口为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 年国内烧碱地消费量约为485 万 t.据专家预测，到2005 年内烧碱产品量可达657 万 t/a，国内需求量636 万 t/a.随着我国烧碱装置地不断优化和规模化，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地矛盾.“ 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地关精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 29 页5 / 29 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%工程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6.96.6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印染布棉织品用纱6.64.14.75.6其它2.52.9四、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2.93.5八、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，一般每年占出口量地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.随着国内氯碱行业电费地下调，降低烧碱生产成本，有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，生产出地离子膜烧碱质量好，成本低，产品性能大大优于隔膜法烧碱，因此可以预计其国内、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，近年国内新建和技改地烧碱装置纷纷投产，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地小造纸厂，还有皮革、印染，农药用碱大户减少了烧碱地消耗量，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地某些氯产品限产.烧碱产量减产，而烧碱精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 29 页6 / 29 需求量还会有不同程度上升，特别是质量好地离子膜碱需求会大增，因此预计离子膜烧碱地价格会比隔膜碱要高.本工程离子膜烧碱定价：1350 元/吨（折 100%NaoH ） ，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 产品方案地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，虽然达到了一定地生产经济规模，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地电槽等主要设备和生产工艺技术均已非常陈旧，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，满足不了用户地需求.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地需求，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，大力发展离子膜法烧碱，至 2000 年离子膜法烧碱比重由占“ 八五” 末地 10%发展到 25%，发展 42%以上液碱及93%以上固碱 .氯碱行业地氯平衡产品，基于含氯、耗氯地精细化工产品，特别是附加值高地有机氯产品，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地配套能力基本持平，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3.2.1 离子膜烧碱（）装置能力32%液碱（按100%NaOH 计） 40000 吨/年联产氯气（按100%CL2 计）36400 吨/年（卖给老厂，现有5 万吨 /年能力，实产不到3 万吨/年，能力富余不需增加投资）联产氢气（按100%H2 计）1000 吨/年（卖给老厂）（）生产量32%液碱（按100%NaOH 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型型型型氢氧化钠 %32.032.029.032.029.0碳酸钠 %0.040.060.060.060.06氯化钠 %0.0040.0070.0070.010.01二氧化铁 %0.00030.00050.00050.00050.0005氯化钙 %0.00010.00010.00050.0010.001三氧化铝 %0.00040.00060.0060.0010.001二氧化硅 %0.00150.0020.0020.0040.004硫酸盐 % 以Na2SO3 计0.0010.0020.0020.0020.002(2)隔膜法液体烧碱指标：GB209-84精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 29 页7 / 29 生产方法级别指标指标名称隔膜法测定方法一级二级氢氧化钠 % 42.0 30.0 GB4348.1-84 碳酸钠 % 0.8 0.8 GB4348.1-84 氯化钠 % 2.0 5.0 GB4348.1-84 三氧化二铁 % 0.01 0.01 GB4348.1-84 (3)隔膜法固碱质量指标：GB209-84生产方法级别指标指标名称隔膜法测定方法一级二级氢氧化钠 % 96.0 95.0 GB4348J-84 碳酸钠 % 1.4 1.8 GB4348J-84 氯化钠 % 2.8 3.3 GB4348J-84 三氧化二铁 % 0.01 0.02 GB4348J-84 (4)离子膜法片碱质量指标：NaoH 98%Na2Co3 0.18%NacL 0.021%3.2.3 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耗氯装置地富余率为45.2%，符合化工部设计规范要求.3.2.4 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地选择4.1.1 电解工艺技术路线地选择精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 29 页8 / 29 烧碱生产方法分为苛化法、电解法二种.电解法制取烧碱，国内外可供选择地生产方法有三种：水银法、隔膜法、离子膜法.苛化法受原料纯碱地限制，国内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地大部分 .但该法电解出来地烧碱浓度低，并带有大量地氯化钠，而一值不能直接作产品使用，尚需经过蒸发、浓缩、除盐后可作为产品销售.同时，因其含盐量高，只能用于一般地纺织、造纸等工业，不能用于人造纤维等需要高纯碱地工业.离子膜制烧碱是当今世界上氯碱工业最新制碱技术.离子膜电解槽制出地碱液，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地发展方向.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，离子膜碱地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%以上地高纯碱，总能耗比隔膜法低 25%左右，比水银法低15%，见表 4-2.c.无公害水银法有汞害，隔膜法有石棉绒地污染，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地污染.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.而且可随电力负荷地变化而调整其产量；亦可适应较大地电流负荷波动范围，而隔膜法生产只能在电力均衡地条件下进行，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地一半左右.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工程隔膜法离子膜法30%NaOH42%NaOH30%NaOH42%NaOHNaCL%520.0040.006Na2Co3%0.80.80.040.06Fe2O3%0.010.010.00030.0005NaCLO3 %0.10.10.0020.003表 4-2 离子膜碱与水银碱、隔膜碱每吨烧碱地能耗比较（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，提高企业地竞争能力、经济效益和社会精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 29 页9 / 29 效益地原则，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地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（或未经脱氯地淡盐水） ，在反应桶（带搅拌）中，控制粗盐水中游离氯为1-3PPM，破坏其中地有机物.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，将盐水中地镁和固形物除去.予处理槽地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.其滤芯具有极高地化学稳定性和极低地磨擦系数，滤膜薄而多孔，孔径小于1 微 M，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.4.2.2 盐水二次精制经戈尔膜过滤器过滤后地精盐水流入中间槽，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 50C 进入离子交换柱.离子交换系统由三个（也可以两个）组成.每个交换柱都具有100%地交换能力，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地螯合树脂.该功能团能与许多金属离子形成络合物，其亲合力顺序为：Mg2Ca2+Sr2+Ba2+精盐水经布水器向上向下流经树脂床被螯合树脂纯化,经树脂处理后地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（通常达交换容器地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%HCL再生 .（4）纯水漂洗 .（5）用 4%NaOH 转型 .（6）纯盐水漂洗.（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%地再生盐酸作一次性使用，也有配制为10-15%浓度地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 DCS.4.2.3 纯盐水贮存纯盐水是离子膜电解槽地进料盐水.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，所造成地系统停车.籍重力自流置换电槽阳极室内地被氯气饱和地阳极液 ,并将氯气驱赶出电解槽以保护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 50C 送入盐水进料高位槽.从高位槽出来地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)来自高位槽地纯盐水经每台电解槽地盐水转子流量计计量后进入电槽阳极室，来自碱循环系统地31%（WT ）地淡碱液经每台电解槽地碱流量计计量后进入电槽阴极室.在阴极同阳极之间用一张离子交换膜分隔.在电流地作用下，阳极室地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.而阴极室地氢离子在阴极上获得电子被还原，生成氢气，从阴极上析出，进入精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 29 页10 / 29 氢气总管 .在电场地作用丁钠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.由于膜地选择性，氯离子无法透过膜进入阴极室.故产品碱地品质很高.同样由于膜地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)电槽室氯气总管地控制压力为2100mmH2O ；氢气总管控制压力为2225mmH2O. 氯氢压差为125mmH2O 由一套压差控制仪自动调节.(3)电槽室总管地氯气进入一个氯气液封罐，液封罐地液封压力为2200mmH2O，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.电槽室总管地氢气进入一个氢气液封罐，液封罐地液封压力为2325 mmH2O. 当总管氢气压力超过该值时，氢气从总管氯气压力超过该值时，氢气从总管逸出经液封罐上地阻火器排入大气.(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%WT 地产品碱液由电槽室总管自流进碱循环槽，从碱液中逸出地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.产品量同循环量地比例为1:7(1)碱循环槽地液位由仪表调节回流自动控制.碱循环槽同电槽室内地低压氮气管连通，避免循环槽内内因碱液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地淡盐水（浓度为200gl 溶有氯气）并含有游离氯经电槽室内总管自流入淡盐水槽，逸出地氯气进入氯气总管，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4.3.1 32%离子膜碱消耗定额表 4-3 以每吨 100% NaOH 计序号名称单位消 耗 量备注吨耗年耗1NaCL（按 100%计）T1.462292402924t/a2高纯 HCL （按 100%计）Kg5110200001020t/a3NaOH（按 100%计）Kg8160000160t/a4螯合树脂L0.009180180l/a5纯水T2.55000050000t/a6离子膜M20.01200200m2/a7直流电Kwh2150430000004300 万 Kwh/a8动力电Kwh816000016 万 Kwh/a9氮气M3204 万 Nm3/a10亚硫酸钠Kg0.95190001.9t/a4.3.1 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%计）Kg1.02198402化学品Kg0.254960精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 29 页11 / 29 3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地过滤器有烧结碳素管过滤器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-IA.4.4.2 螯合树脂塔目前，国内离子膜生产厂家使用国内南通南宝公司生产地螯合树脂塔地用户较多，效果较好 . 按3 万吨 /年烧碱能力配备，规格为： 1200 4500 树脂填充高度1380mm.材质为碳钢内衬钙镁橡胶.其作用为进一步清除盐水中地有害杂质，是二级盐水精制地关键设备.运转地好坏直接影响电解工序地正常操作和离子膜及极板涂层地寿命.4.4.3 离子膜电槽电解槽是电解法制烧碱地核心设备.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地公司有：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；制造复极式电解槽地公司有：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.这两种槽型最本质地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、低电流地电解槽.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 4-5 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、 单槽电压高， 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， 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、高电流密度地膜和槽技术地提高.复极式电槽成为氯碱工业地发展方向.因此本工程宜采用复极式电槽为宜 . 4.5 装置需引进地内容和范围精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 29 页12 / 29 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，槽头元件等内容）.4.6 工艺主要设备一览表（新增）4.6.1 静止设备设备名称规格型号结构材料数 量适应能力盐水予处理器56008000钢1 台40Kt/a戈尔膜过滤器AUTO-27-NBP-CSP-LA1 套20Kt/a离子交换塔12004500钢衬胶3 台20Kt/a树脂塔加料32005600FRP1 台40Kt/a槽V=50ml纯盐水贮槽54007000 V=160mlFRP1 台40Kt/a纯盐水高位槽18002800 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30003400 V=24ml镍1 台40Kt/a淡盐水槽24003400V=15ml钢衬钛1 台40Kt/a碱液加热冷却器板式镍1 台产品碱冷却器板式镍1 台2%液碱槽 1200 3000 V=3ml不锈钢1 台40Kt/a再生盐酸槽25003400 V=16mlFRP1 台40Kt/a再生碱液槽20003400 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/a4.6.2 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Q=60m3/h镍2 台20Kt/a淡盐水泵Q=25m3/h钛2 台20Kt/a离子交换塔加料泵Q=30m3/h钛2 台20Kt/a再生酸泵Q=5m3/h铸铁衬 4F2 台20Kt/a再生碱泵Q=3m3/h不锈钢2 台20Kt/a纯盐水泵Q=30m3/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地自动化水平,设一个集中控制室,采用集散系统DCS 实现对工艺过程地监视、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.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 29 页13 / 29 第五篇原料、辅助材料及燃料地供应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+Mg2+ 12mg/lSO2+ 5g/l58480(折 100% HaCl)本厂提供2亚硫酸钠Na2SO3-7H2O 95%36000外购3螯合树脂D-422 D-4120.36 m3外购4高纯盐酸HCL 31%(w/t)Ca2+ 0.3mg/l(w/t)Mg2+ 0.07 mg/l(w/t)Fe2+ 0.1 mg/l(w/t)2040本厂提供5离子膜NAFION NE-966TX1230L 243W400m2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m312.5500004循环水m3408.8832710405工艺及仪表用氮气Nm3100360000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、地貌简况株洲位于湖南省东部，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，其他工业协调发展地新兴工业城市.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46.8-63.4M 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=180-280Kpa6.1.2.2 地震地震基本烈度为6 度区 .6.1.2.3 水文地质湖南省水文总站株洲水文站提供地湘江百年一遇湘江最高洪水全为42.8M.厂区地下水埋深为天然地面下0.4-0.8M.6.1.3 气象条件气温精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 29 页14 / 29 年平均气温17.50C最低月平均气温60C最高月平均气温340C全年最低气温 -80C 全年最高气温430C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1006.7mb年平均最高气压10172.8mb年平均最低气压997.25mb降雨：年平均降雨量1418mm 年最大降雨量1848.6mm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300mm 一般雪深10mm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地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投入生产，经过近40 年地建设和发展，该公司已是一个以生产基本化工原料、化肥、农药为主地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 家大型企业之内.6.1.5 厂区交通运输6.1.5.1 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.6.1.5.2 公路运输厂内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.6.1.6 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地洪水位.6.1.7 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地白马垅变电站，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 29 页15 / 29 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.6.1.8 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工业区，该区内有湘江氮肥厂、株洲冶炼厂、广州军区农药厂、株洲塑料厂、株洲电厂、株洲三水厂等，相互协作条件较好.6.1.9 与城镇、地区规划地关系和生活福利设施地条件本工程属节能改造工程，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.6.1.10 目前厂内土地使用现状、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 M，不需新征地 .6.2 厂址简况厂址拟选在厂区氯碱系统原10 万吨 /年烧碱生产街区内.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 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 /年烧碱生产街区内，不新征土地.街区内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地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，故本工程地运输设施可利旧，无需新增.7.1.3 运输方式因我厂所处地地理位置优越，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，水陆运输相结合地方式.7.2 供排水7.2.1 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.7.2.2 工厂排水原 10 万吨 /年烧碱生产装置已有完善地主排水沟和雨水沟，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 地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地一组50000KVA 地整流变压器.整流变压系统改造需投资800 万元左右 .精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 29 页16 / 29 7.3.2 电讯本工程需新增设内部电话，可由总厂统一调整解决.7.4 供热原 10 万吨 /年烧碱生产装置由我厂硫酸分厂余热锅炉及株化集团公司新兴厂锅炉供汽.硫酸分厂余热锅炉产汽能力（表压0.6Mpa）约 25 吨/小时，新兴厂锅炉供汽汽能力140 吨/h.而本工程上马后可使 10 万吨 /年烧碱生产装置年耗蒸汽比原来减少近2.5 万吨，故本工程用汽量能得到稳定、充足地供应 .7.5 土建7.5.1 本工程厂址拟选在氯碱系统原10 万吨 /年烧碱生产街区内，需新建整流变压器装置和离子膜电解槽厂房及二次盐水精制新上总建筑面积约1920m2，总投资约 400 万元， 盐水一次精制部分地改造则采用见缝插针、因地制宜地办法在原有工序实施改造.7.5.2 原 10 万吨 /年烧碱生产街区内，地质良好，地势平坦，建筑物地基处理可用天然地基和桩基，不设防 .7.5.3 在设计中应尽量采用合理可行地新技术、新材料，并合理地应用地方材料.7.5.4 在严格遵守国家现行颁布地有关规定、规范前提下，在满足生产使用、检修要求地同时，力争使新、老建筑总体布局协调，使新上建筑既美观又经济，并能合理利用土地.第八篇节能.1、编制依据.1.1、化学工业部司局文件，化计综发（1992）298“ 转发关于基本建设和技术改造工程工程可行性研究报告增列节能篇章地暂行规定地通知”8.1.2、国家计委、国务院经贸办、建设部文件计资源19921959 号“ 印发关于基本建设和技术改造工程可行研究报告增列节能篇（章）地暂行规定地通知”8.1.3、 烧碱节能设计技术规定（HGJ5-88）以下简称规定8.2、编制原则8.2.1、认真贯彻国家产业政策和行业节能设计规范，严格执行烧碱节能技术规定，努力做到合理利用能源和节约能源.8.2.2、采用适宜地先进工艺地高效设备，严禁选用已公布淘汰地机电产品.8.2.3、设置能耗检测仪表，提高自控水平，加强计量管理.8.3、节能指标及分析8.3.1、工程能耗指标及计算下表以 50%离子膜碱与42%石墨阳极碱进行列表比较，见表8-150%离子膜烧碱（折100 NaOH ）与 42%石墨阳极烧碱（折100% NaOH ）能耗比较表:序号项目单位消耗定额能耗 (KJ/Kg)标准煤 (T 标准煤/NaOH)备注离子膜石 墨 阳极离子膜石墨阳极离子膜石 墨 阳极1电KWh 2283.832610.752.704 107 3.091 107 0.923 1.055 2蒸汽Kg 70042002.638 106 1.583 107 0.090 0.540 3新 鲜水T 834.84.523 103 0.742 104 1.543 10-42.983 10-34纯水T 2.53.559 104 1.214 10-35压 缩Nm3 32.429.53.798 104 3.458 104 1.296 11.180 1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 29 页17 / 29 空气0-30-36合计2.976 107 4.686 107 1.016 1.599 表 8-2 各类能源折算或标准煤地规定数值序号名称计算单位平均低位发热量（KJ）标准煤（ Kg）1交流电KWh11804.270.0402蒸汽 0.41.0MPaKg3768.120.1293新鲜水t2512.000.0864纯水t14235.120.4865压缩空气 0.6MPaNm31127.300.040从表 8-1 可知 ,50%离子膜液碱比相应地42%石墨阳极指标低,指出大中型厂生产42%液碱(折 100%NaOH) 采用石墨阳极(D=1500A/m2) 时,根据表8-2 算得每吨综合能耗为1.599 吨标煤，本设计中离子膜烧碱仅为1.016 吨标煤，完全符合规定指标.8.3.2、能耗分析目前离了膜法制碱，浓度为30-35%（ Wt）电耗为21502300 KWh/T100% NaOH 、NaCL 含量少，达到国内先进水平.8.4、节能措施综述8.4.1、主要工艺流程采用节能新技术、新工艺情况本工程新建地二次盐水及电解工段采用节能新技术、新工艺而决定整个产品能耗水平地是离子膜电解工序部分.（1）降低槽电压，选择经济电流密度烧碱生产地主要能耗在电解过程，此部分约占产品总能耗地90%，在电解生产过程中，为降低能耗都要获得较高地电流效率和较低地槽电压，要设法在较大地电流密度下运行时仍能保持低电耗.槽电压是影响电解槽直流电耗地主要因素之一，当电流效率为96%时，槽电压每升降0.1V 影响电耗69.8 KWh/T NaOH，从槽电压和电流密度地关系看，槽电压随着电流密度地降低而降低，而电耗又是随槽电压地降低而降低，所以使槽电压维持在正常状态是节能地关键措施之一.根据化学工业部颁发地烧碱节能设计技术规定（ HGJ5-88）将大中型企业槽电压定为：金属阳极电解槽: i=1.5KA/m2 时，槽电压为3.3V。石墨阳极电解槽: i=0.8KA/m2 时，槽电压为3.4V；本工程选用离子膜电槽电解槽，电流密度i=4.8 A/m2 时，槽电压为3.06V，该电槽具有优良参数，有利于降低电解地能耗指标.离子膜电解装置活性阴极地应用可进一步降低电耗.为使阳极液和阴极液浓度均匀，改善气泡效应地影响，本工程采用强制循环泵，强化电解槽内阴、阳极液循环，以提高电流效率.（2）采用具有优良电化学性能地离子交换膜离子交换膜是离子膜制碱法技术地核心.离子交换膜性能地好坏，在一定程度上决定着装置和技术地水平 .本工程在可行性研究阶段考虑选用对世最具影响力地美国杜邦公司NAFION-966 型离子交换膜，具有高度地选择透过性，高度地物化稳定性和机械强度，离子交换容量和电流效率高，同时又具有低地膜电阻和电解质扩散，完全适应电解过程地苛刻条件，并具有良好地电化学性能.（3）缩小极间距，降低槽电压阴、阳极间距是影响电解槽电压地因素之一.电解槽两极间地距离越小，电流经过地路程就越精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 29 页18 / 29 短.金属阳极电解槽在使用普通石棉隔膜地情况下，金属阳极电槽地极间距通常在8-9mm 左右，株洲化工厂目前地极间距为8mm.本工程由于采用了高性能地离子交换膜，极间距可小至3mm 左右， 有效降低了槽电压，节省电能消耗.（4）严格控制盐水质量进入电解槽地盐水质量，对离子交换膜地寿命，电解槽电压和电流效率有着极大影响.首先 ,要求盐水NaCL 浓度达 300320g/l. 本工程控制指标为305 5g/l，提高阳极液中NaCL 浓度能使阳极附近地CL-浓度升高，从而抑制电解负反应，避免造成电流效率下降.其次，严格控制盐水中有害杂质含量不得超标，电解制碱用离子交换膜具有选择透过阳离子地特性，当Ca+、Mg+ 等透过离子交换膜时，会与从阴极室反迁移来地少量OH-生成 Ca（OH）2、Mg（OH）2 沉淀， 堵塞离子膜， 使膜电阴增加， 引起槽电压上升，还会加剧OH-向阳极室地反迁移，降低电流效率.因此本工程在合格地一次盐水之后，增加螯合树脂塔进行二次精制，为此在原料中必须用高纯盐酸和纯水，确保盐水中Ca+、Mg+ 等金属离子总量低于50PPb.此外，控制进入电解槽盐水地温度，是提高电流效率地又一重要措施.电槽温度较高，使氯气带走水蒸汽量增加，有利于阳极反应，还可降低槽电压，因而本工程将电解槽盐水温度确定为85-90，电解槽温度控制在一定范围内.8.4.2、机电设设备选型工程中机电设备地选型对节能也十分重要.本工程所选用地机电设备，包括利旧设备，一律不得有机电部已公布淘汰地机电产品.电解按 2 万吨/年地规模，二次盐水、淡盐水脱氯考虑2万吨 /年地能力，坚持与规模相配套地原则合理选用节能型机电设备 .第九篇环境保护9.1、建设地区环境现状9.1.1、地理位置该装置拟建在株洲化工厂内.厂址位于株洲市北郊清水塘工业区，地理位置优越，交通便利，该厂拥20 股铁路线与京广、湘黔、浙赣三大铁路线相连，靠近107、320 国道，又临近湘江.9.1.2、气候及气象株洲属亚热带温润季风气候，大陆性气候明显，冰冻期极短；年平均气温 +17.50C最低 -80C最高气温 +410C年平均相对湿度78%年平均气压1006.7mb年平均降雨量1418mm最大积雪厚度300mm冻积厚度90mm年平均风速为2.3m/s最大风力为9 级地震烈度为6 度常年主导风向为北偏西和北，夏季风向为东南和南.9.1.3、环境质量状况该厂氯碱系统界区内生产烧碱、氯气、氢气，产生地废气有熬制固碱地烟道气.氯气经治理后精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 29 页19 / 29 达到国家要求排放地标准，厂内已设有事故氯处理.在正常生产地情况下完全可以控制有毒性废气地排放 .熬制固碱地烟道气，主要污染物为CO2，经烟囱高空排放达国家标准.生产过程产生地废水主要有化工酸、碱污水，经中和处理后排放，排放时均达标.生产过程产生地废渣主要有盐泥，现已采取回收措施，部分无毒，无害废渣，采用填埋处理及送砖厂制砖.株化三废治理地各项措施均很落实，工厂被誉为花园式清洁文明工厂.9.2、设计采用地环境保护标准9.2.1、环境质量标准（1） 大气环境质量标准 （GB3095-82）二级标准（2） 地表水环境质量标准（GB3838-88 ）三级标准（3） 工业企业设计卫生标准（TJ36-79）（4） 工业企业噪声控制标准（GB87-85）（5） 城市区域环境噪声标准（GB3096-82 ）9.2.2、污染物排放标准（1） 污水综合排放标准 （GB8978-88）二级标准（2） 工业 “ 三废 ” 排放标准（试行） （GBJ4-73）（3） 工业企业厂界噪声标准（GB12348-90）9.3、主要污染源和主要污染物装置简况本工程主要工艺生产装置为4 万吨 /年离子膜烧碱装置，包括二次盐水精制、电解及淡盐水脱氯等 .污染源及污染物9.3.1 废气（1）正常生产时，电解工序电解槽无氯气、氢气排放，淡盐水脱氯工序考虑该厂“ 九五 ” 期间离子膜烧碱装置能力达4 万吨 /年，拟采用真空脱氯.（2）非正常生产即事故状态及电解槽开停车过程中产生地低浓度氯气及废氢气.有关废气排放特征见表9-1-1.9.3.2、废水及废液二次盐水精制工序，离子交换树脂再生时产生地酸碱废水.有关废水废液排放特征见表9-1-2.9.3.3、废渣本工程建在株洲化工厂内，其公用工程系统可依托老厂地一部分，新装置生产过程中无废渣排放.9.3.4、噪声本工程主要噪声来源于机泵类，间断噪声产生于往返厂内地各种车辆.有关噪声排放地特征见表9-1-3.9.4、控制污染地初步方案及对环境影响地评估.9.4.1、废气治理（1）正常生产时，真空脱氯塔脱除地氯气并入湿氯气总管送氯处理工序.（2）非正常生产及开停车时产生地低浓度氯所送往老厂废氯气处理装置碱液吸收，得以迅速可靠地处理，放空气体中污染物（CL2）符合国家排放标准后排于大气.9.4.2、废水治理（1）盐水过滤器反洗产生地废液为饱和盐水，送一次盐水工段回收利用.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 29 页20 / 29 （2）盐水精制离子交换树脂再生时所产生地酸性、碱性废液排至中和池处理，达标后排放，纯水站产生地酸碱废水排至中和池处理达标后排放.9.4.3、噪声治理（1）设计中尽量选用低噪声设备，高噪声设备必须有配套地消声和隔音措施.（2）采取多种隔声、 消声和吸声措施， 使工人与噪声接触地时间和强度减少.对于需定时巡视地泵房和机房，对设备采取减震措施.（3）由于厂区沿途建筑物地屏蔽效应及噪声随距离增大而自然衰减等因素，厂界噪声经分析可降至 65dB 以下，噪声厂界周围地环境将不会产生不良影响.9.4.4、环境绿化本工程实施地同时应考虑种植防氯气污染地乔灌木，全厂能绿化之地均应绿化以改善环境.9.5、环境保护投资估算综上所述本工程技术设备先进，“ 三废 ” 排放量少 .废气废水有妥善地处理措施.该工程之建设与隔膜碱比较没有石棉绒污染，废水废气排放均可达到国家标准排放，噪声经有效治理也不会对工人和环境造成影响，故从环保角度看该工程是可行地.表 9-1-1 废气排放状况一览表序号废气名称废气来源废气成份排放量排 放 方式排放去向1电 解 槽 开 停 车及事故氯气电解槽CL260vol% 惰 性气体最大2200m3/次开、停车时 事 故状态碱液吸收2脱氯气淡 盐 水 脱 氯塔CL2浓 度 较高24Kg/h连续回湿氯气总管3含氢废气电解槽（阴）H270vol%H2O30vol%最大1200m3/h间 断 开停车放空9-1-2、废水（液）排放状况一览表序号废液名称废液来源废液成份排放量排 放 方式排 放 去向1螯合树脂再生废液螯 合 树 脂塔酸性废液： HCL0.8%wt碱性废液:NaCL7.3%wtNaOH0.4%wt酸性液16m3/次碱性液22m3/次间断 24小 时 排放一次中 和 后排放2离子交换再生废水纯 水 站 离子交换器酸性废液碱性废液1 次/2 天8.8m3/次间断中 和 后排放表 9-1-3 噪声排放一览表序号12噪声源盐水泵烧碱液泵声压级 dB(A)8585设备台数运行(备用 )3(3)1(1)排放方式连续连续备注二次盐水及电解电解第十篇劳动保护与安全卫生精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 29 页21 / 29 10.1 劳动保护与安全卫生10.1.1、生产过程中职业危害因素分析及控制措施10.1.1.1、生产装置火灾危险分类根据炼油化工企业设计防火规定（YHS01-78 ）生产装置地火灾危险性分类如下表：序号装置名称火灾类别1二次盐水戊2电解甲3片碱戊10.1.1.2、生产过程重要安全技术措施（1）燃烧爆炸及防范氢气和空气、氢气和氯气均能形成爆炸性气体混合物.氯氢混合气中氢含量为3-15%（体积）时即能燃烧，含氢15-83%（体积）时燃烧伴有爆炸，氢气在空气中地爆炸极限为4.1-72%（体积） .其防范措施有：生产中防止氯气中混入氢气；保持氢气系统地严密性，防止空气混入系统，不允许出现负压操作；厂房良好通风，周围安装避雷设施；设备及管道安装可靠地防静电设施；紧急氢气放空管道安装阻火器或水封.（2）氯气中毒及防范氯气是有毒气体，预防氯气中毒措施有：保持氯气系统良好地密封，厂房通风良好，操作人员应配备防毒面具. （3）强腐蚀性介质地危害及防范如盐酸、 烧碱溶液等对皮肤、眼睛有灼伤作用，碱沫或高浓度含碱蒸气对气管和肺部有严重损伤.检修或操作人员应备有防护眼镜，防护帽和手套，在必要场所需设置洗眼器具.（4）触电事故及防范电解为本工程地主生产装置，故要特别注意防止触电，避免引起电灼伤、电击甚至触电死亡.防范措施有：采取良好地绝缘措施，电解工序操作人员应穿绝缘鞋，地面保持干燥，电解槽对地绝缘良好，操作人员要具有防触电知识.10.1.2、生产过程中主要卫生防护措施10.1.2.1、生产过程产生地有害气体物质有氯气、烧碱（气），其车间允许浓度分别为1.0、0.5mg/m3 ，其中烧碱（气）允许浓度以NaOH 计.氯气在生活区允许浓度为0.03mg/m3.根据工业企业设计卫生标准（TJ36-79）本工程生产车间卫生等级除盐水过滤及精制工段为2 级外，其余地电解、片碱厂房均为 3 级.10.1.2.2、卫生防护措施所有设备及管道要保持严密，防止跑、冒、滴、漏.有关卫生防护措施除上述“ 安全技术措施”外，对有关封闭厂房应加强通风.烧碱各装置通风换气次数如下表：装置名称电解片碱有害物质名称CL2NaOH换气次数（次 /时）4410.1.2.3、安全及工业卫生机构设施本工程安全及工业卫生机构设施依托老厂，该厂现有职业安全卫生防护医疗机构设施健全，对于职工所受职业危害地急救、职工所患职业病地防治，厂内职工医院有较好地条件医治和疗养.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 29 页22 / 29 10.2、消防10.2.1、概述本消防系统地防护对象为湖南省株化集团诚信公司2 万吨 /年国产化离子膜烧碱取代石墨阳极烧碱工程地全部建、构筑物和生产装置.在离子膜法制烧碱生产过程中火灾危险性相对较小，但按火灾类别划分，电解工序为甲类.因此有没有一定地火灾危险性，所以在设计过程中要严格遵守规范规定，建立完善地消防系统确保安全生产 .10.2.2、设计依据本工程消防依据下列规范和资料进行设计：（1）HNJ16-87建筑设计防火规范（2）GBJ140-90建筑灭火器配置设计规范（3）参照消防器材生产厂家样本、说明书10.2.3、消防体系组成（1）水消防系统水消防系统分为常规水消防系统和水喷雾灭火系统.常规水消防系统由消防水源、水泵、室内外消火栓及相应地管线、阀门组成.水喷雾灭火系统由高压水管线、水雾喷头及相应阀门组成.负责保护整流变压器.（2）移动式灭火器根据整个工程各处不同地火灾危险类别，配置相应类型地移动式灭火器35 具，用以扑灭小型初始火灾 .（3）本消防体系地机动力量依托老厂.由上述三部分组成本工程地消防体系.10.2.4、水消耗由于本工程配一台整流变压器，且单台油量均在10 吨以上 .按规范规定水喷雾灭火强度为60L/S，故灭火用水为216T/H. 水压为 1.0MPa.常规水消防系统水量见给排水专业有关章节.10.2.5、定员本工程不设专职消防人员.由生产岗位操作人员经培训合格后兼任，故无定员.10.2.6、投资估算见投资估算表.10.2.7、结论在建立上述消防体系后，加上严格管理是可以安全生产地.故从消防角度看，本工程是可行地.第十一篇工厂组织和劳动定员11.1、工厂组织及机构本工程隶属于湖南株洲化工集团有限责任公司下辖地烧碱分厂，实行株化集团董事会领导下地总经理负责制，企业现有地管理机构很齐全.本次投改拟组建烧碱分厂下属地一个车间，包括盐水二次精制工序，电解工序（盐水一次精制合并在原盐水工段内）.11.2、生产班制和定员11.2.1、生产班制精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 29 页23 / 29 本工程管理岗位实行长白班，每周五天工作制，节假日实行值班；生产岗位和直接辅助生产岗位采用四班三倒运转加轮休制.11.2.2、劳动定员本工程新增劳动定员62 人，具体情况见下表：表 11-1 新增定员一览表序号部门岗位名称班次小计备注1车间办公室主任11分厂聘任副主任11分厂聘任工艺员12分厂聘任机械员12分厂聘任2一次盐水工序一次盐水精制410分厂聘任3二次盐水工序二次盐水精制48分厂聘任4电解工序看槽、送成410分厂聘任分析岗位48分厂聘任5修槽工序修槽14分厂聘任6检修工序修理110分厂聘任7整流操作48分厂聘任8合计6211.3、人员来源及培训11.3.1、人员来源精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 29 页24 / 29 新增操作、 修理工人由公司再就业中心解决，技术和管理人员由分厂在集团公司内部选聘，或由劳动人事处外聘高校毕业生.11.3.2、人员培训培训方法采取先理论后实际操作；一般操作工人可在分厂现有相应岗位上自行培训；关键岗位操作工和班长，试车时组织去有关兄弟厂家学习；辅助生产工人可由公司从其它相应岗位上调配熟练工.第十二篇工程实施规划12.1、建设周期地规划本工程实施过程分为前期准备阶段和施工、试车阶段.前期准备阶段主要包括可行性研究、资金筹措和初步设计；施工建设和试车阶段主要包括施工图设计、土建施工和安装工程施工，职工培训和试车.本工程施工建设期暂定为1 年122、实施进度规划工程建设应严格按基本建设程序进行，工程实施进度规划见下表：表 12-1 工程实施进度规划表年月工程内容2002200356789101112123456编制可行性研究审批可行性初步设计审批初步设计设备订货施工图设计土建施工设备交贷设备和管道安装职工培训试车、考核正式投产精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 29 页25 / 29 第十三篇投资估算和资金筹措13.1、投资估算13.1.1、投资估算依据（1）根据株化集团公司2 万吨 /年离子膜工程可行性研究各专业条件，化工部技术经济设计中心站化技经站（1996）2 号文件化工建设工程可行性研究投资估算编制办法编制，投资估算范围包括主要生产装置，配套辅助生产装置，公用工程等工程地工程费及其它费用.（2）价格及定额依据.设备购置费以询价为主；安装工程费参照化工建设概算定额及类似工程安装费计取；建筑工程费按照湖南省建筑工程概算定额及同类型建构筑物造价计取；取费依据参照化工建设安装工程费用定额估算.（3）建设投资估算为：6500 万元详见辅助报表1.13.1.2、固定资产投资方向调节税估算按国家规定本工程投资方向调节税估算值为：0 万元13.1.3、建设期贷款利息本工程拟贷款人民币5000 万，贷款利率按6%/年计，建设期为1 年，借款利息为5000 6%/2=150 万13.1.4、固定资产投资估算固定资产投资包括:建设投资 ,投资方向调节税,建设期贷款利息,共计为 :6500 万元 .13.1.5、流动资金估算流动资金按详细估算法，即分别根据周转天数，结合帐目地经营情况，确定应收帐款、存贷、现金，其它流动资金，上述各项之和为流动资产，流动资产减流动负债主要为应付帐款等于流动资金，工程满负荷时流动资金为500 万元 .13.1.6、工程总投资工程总投资等于固定资产加流动资金为：7000 万元13.2、资金筹措13.2.1、本工程固定资产投资资金来源为：向银行贷款5000 万元，利用今年公司准备投入“4万吨 /年烧碱石墨电槽更新” 工程资金 1000 万元，并在2002 年上半年筹措技改资金100 万元 .13.2.2、资金运筹计划工程建设期按一年考虑，并计划资金筹措与运用当年达到平衡.第十四篇财务、经济评价及社会效益评价14.1、产品成本和费用估算14.1.1、产品成本和费用估算依据及说明计算单位成本及年总成本方法根据国家计委，建设部发布地建设工程经济评价方法及与参数第二版以及化学工业部发布地化工工程经济方法与参数要求执行.原材料，燃料消耗定额根据工艺专业计算及生产实际情况确定，并适当考虑途耗、库耗.主要原料、燃料动力价格根据当地市场价格确定.工程投产后有一适应过程，各年生产负荷为：90%、100%.工人工资及附加费15000 元 /人.年确定，工程全部新增定员为62 人.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 29 页26 / 29 修理费按固定资产投资地5%确定 .14.1.2、单位生产成本地估算详见下表表 14-1 单位生产成本估算表序号工程规格单位单耗单价金额一原材料消耗1原盐100%吨1.462230.0336.262高纯盐酸31%Kg35.530.2910.303纯碱Kg8.51.210.204烧碱折 100%Kg8.51.3511.485螯合树脂升0.00951.10.466高纯水吨2.51.53.757离子膜m20.01540054.008亚硫酸钠Kg0.953.83.61小计430.06二燃料和动力1工业水吨80.97.202工业电KWh22500.38803.253动力电KWh180.3576.824氮气m3200.612小计829.27三工资及福利23.25四制造费用269.5五副产氢氯回收712+120六制造成本840.8-120七可变成本649.76表 14 2 氯气单位生产成本估算表序号工程规格单位单 耗单 价金额1液氯吨10002809809162氮气5，007353工业水吨2091 182 4动力电70034424085工资39816福利5577制造费60198制造成本94485表 14-2 损益表序号名称金额（万元）备注1年销售收入10104含 1.76 万吨氯气2112 万元， 500 吨氢气 240 万元，2年制造成本62093年销售费用120精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 29 页27 / 29 4管理费用4405财务费用1506利润总额21697增什税及附加1016销项一进项8利税总额318514.1.4、产品成本费用表达式总成本费用 =外购原材料 +外购燃料 .动力 +工资及福利可变成本 =外购原材料 +外购燃料 .动力经营成本 =总成本费用 -年基本折旧费-财务支出 -摊销费用其它费用 =其它制造费用+其它管理费用 +其它财务费用+销售费用14.2、财务评价14.2.1、财务评价依据及说明固定资产折旧年限，根据财政部工业财务制度中工业企业固定资产分类折旧年限进行.平均年限法计算公式为：年折旧额 =固定资产限值 年折旧率年折旧率 =（1-预计净残值率）/折旧年限摊销费用包括无形资产和递延资产地摊销，其计算方法根据不同使用年限平均摊入成本.增值税根据财务部中华人民共和国增值税条例进行，本工程应纳税额为年利润地17%.城乡维护建设税，按利税额0.6%计算，教育附加税按2%计算 .所得税税率根据财政部中华人民共和国企业所得税暂行条例进行，本工程应纳税额为利润地 33%.盈余公积金按税后利润地10%提取 .14.2.2、主要计算报表分析14.2.2.1、财务现金流量表（全部投资）根据该表可知工程在整个经济活动期（11 年）地前几项指标， 其中所得税前内部收益率22.6%净现值 （i=12%）,投资回收期分别为5.2 年，内部收益率大于行业基准收益率，盈利能力满足行业最低要求；财务净现值大于零，说明工程在财务上是可接受地.14.2.2.2、自有资金现金流量表自有资金财务净现值内部收益率为20.9%自有财务净现值(i=12%) 为 2135.66 万元14.2.2.3、损益表工程达产后年销售收入为10104 万元，各年均利润平均利税分别为2169 万元， 23185 万元 .14.2.2.4、资金来源与运用表本工程自筹资金2000 万元，借款5000 万元，工程在计算期内各年能达到资金平衡.14.2.5、资产负债表从资产负债表可以反映工程计算期内各年资产，负债及所有者权益情况，通过表中所列资产负债率，表明工程在达产后各年负债率小于1，表明工程净资产能较快地递补负债.14.3、财务盈利分析14.3.1、评价主要指标14.3.1.1 静态指标（1）投资利润率（平均年）27.1%（2）投资利税率 (平均年 )39.8%精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 29 页28 / 29 （3）投资收益率 (平均年 )29.3%（4）资本净利润率 (平均年 )33.5%（5）投资回收期 (含建设期 )(所得税 )3.4 年（6）全员劳动生产率（平均年）105.68 万元（按净资产计）14.3.1.2、动态指标（1）财务内部收益率（税前）22.6%（2）财务净现值万元 (税前 )1911.85（3）财务内部收益率 (税后 )16.7%（4）财务净现值万元 (税后 )1624.2614.4、不确定性分析14.4.1、盈亏平衡分析通过平衡图及其计算式可以确定工程投资以后，当外界发生重大变化时，仍能维持不亏不盈地生产负荷或生产量，本工程地盈亏平衡点为46.23%，即开工率为46.23%为工程经营可保本，其盈亏平衡点不高，抗风险能力强.14.4.2、敏感性分析通过计算一些不确定性因素对工程内部收益率地影响，可以得到影响效益最敏感地因素，假定这些因素均变化10%，从辅助报表所列计算结果显示，产品销售收入减少10%为最敏感因素，产品销售价格增加10%为最不敏感因素，最不利条件下，其内部收益率仍有16.7%仍高于同行业基准水平，说明本工程有很强地适应能力.14.5、综合评述上述计算结果表明本工程经济效益良好.并经有关图，表显示，许多工程经济指标好，并且抗风险能力强，工程是可行地.第十五篇结论15.1、综合评价15.1.1、综述工程研究过程中主要方案地选择和推荐意见15.1.1.1、原料路线本工程生产中主要原材料为原盐，现株化集团烧碱分厂地原盐采购能力已考虑为10 万吨100%烧碱 /年，其采购量由于离子膜耗损量下降而有所下降，原盐采购渠道， 运输能力没有问题.15.1.2、工艺技术路线本工程仍采用电解法制碱，其关键设备从国外引进，并进行技术指导.另外，国内已有兄弟厂家引进离子膜碱，其技术可引用借鉴.本公司尚有几十年烧碱生产经验能保证一次试车投产.15.1.2、本工程达产后经济效益年销售收入为10104 万元， 年平均利税3185 万元， 年平均利润2169 万元，年平均投资利润率 27.1%年平均投资利税率39.8%，年平均投资收益率16.8%，年平均盈余利润率19.42%，投资回收期 （含建设期） 3.4 年(所得税前 )税财务内部收益率22.6%税前财务净现值3823.7 万元，因此，本工程经济效益良好.15.1.3、风险分析精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 29 页29 / 29 由动态分析指标及敏感性分析表明，本工程有较强地抗风险能力，当生产负荷为46.23%工程经营可保本，其盈亏平衡点不高.通过统计一些不确定性因素对工程内部收益地影响，可以得到影响经济效益最敏感地因素为产品销售收入率减少10%，此时收益率尚高于同行业基准水平，说明工程有很强地抗应变能力.15.2、研究报告地结论15.2.1、本工程工程已以离子膜电解槽更换石墨电解槽，其流动资金，管理采用和财务费本都基本上不增加但是离子膜碱由于质量更高而价格好，市场好销.一次，二次盐水精制投资比较少，因此本项具有花钱省，投资效益高地优点.15.2.2、从技术经济角度看，本工程固定资产投资为7000 万元， 可增加销售收入10104 万元 /年，其社会效益和宏观经济效益比较理想.15.2.3、本工程在设计施工时充分考虑到环境保护，工程投产后能充分保证三废地排放.综合分析：从以上分析中可以看出，本工程充分利用现有生产装置优势，具有投资回收期短，经济效益高等优点，建议尽快上马.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页，共 29 页