氢气回收利用项目可行性研究报告Word格式文档下载.docx

1、（12）化工企业静电接地设计规程 HG/T20675-1990（13）建筑物防雷设计规范 GB50057-2010（14）国家、省、市关于建设项目的有关规定1.2.3 编制原则（1）对方案进行充分论证，提出技术先进、成熟可靠、经济合理、符合国情的工艺路线。（2）认真总结吸收各过氧化氢生产厂家的经验，改进工程设计，提高设计质量。（3）采用国内最新科研成果及先进技术，在稳妥可靠的前提下，结合我国国情和企业实际情况，提高自动化水平，体现国内技术先进水平。（4）在设计中充分利用原厂内现有公用工程设施、生产设施、生活福利设施，降低工程投资。（5）认真贯彻国家环保法，设计中采用切实可行的措施治理“三废”，

2、使“三废”排放满足国家及广西省地方标准要求。（6）认真贯彻劳动部关于生产性建设工程项目职业、卫生安全监察的规定和消防要求。（7）认真执行国家计委关于在设计中贯彻节能、合理利用能源的通知精神，努力降低能耗。1.2 项目提出的背景、投资的必要性和经济意义1.2.1 企业概述*是一家民营企业，公司的主导产业涉及房地产开发、商业贸易、物流、化工等多个领域。*原属国家大型（二档）化工企业，始建于1968年，历经了四十多年的建设和发展，生产能力和技术水平得到不断提高，各种经济技术指标处于全国同行业中上水平，产品质量稳定，四大主导产品烧碱、液氯、盐酸、聚氯乙烯均获广西优质产品称号，其中生产聚氯乙烯在广西是第

3、一家。柳州*公司总资产原值2.158亿元，资产负债率74%。公司于2003年改制为民营股份制企业，2003年完成工业总产值1.15亿元，销售收入超亿元，利税1057万元；2004年完成工业总产值1.25亿元，销售收入1.6亿元，利税1200万元；2005年完成工业产值1.58亿元，销售收入1.56亿元，利税1012万元。公司原有职工约1100人，其中各类工程技术人员214人，下属有7个生产分厂、3个子公司。公司于2003年改制为民营股份制企业，2006年元月由于安全距离达不到国家标准要求，被广西自治区人民政府责令停产搬迁。*经过四十余年的发展，停产前其产品占据了广西西北部地区市场大部分份额，销

4、售网格遍布贵州东部南部和湖南的南部，对柳州、桂林及其周边地区的工业生产和经济发展具有不可替代的重要性，为柳州乃至广西工业发展作出了巨大的贡献。*积极响应政府“退城进郊”的号召，将生产区域整体搬迁至柳*。目前，*公司一期氯碱项目已经在正常运行中。为了增强企业的综合实力，*公司针对市场需求及国家政策导向，合理开发下游衍生产品，顺应化工产业的发展趋势，为企业今后的快速发展打下坚实的基础。1.2.2 项目性质项目性质：新建1.2.3 项目背景、投资必要性和经济意义*生产区迁建项目，不是简单地将原有生产装置搬迁新址，在新址复制一个旧*，而是借搬迁之机，立足公司实情，依托工业园区，着眼高科技含量和高附加值

5、，并遵循资源节约和环境保护的原则，走集约型、特色化和差异化的求生存、谋发展的道路，提升产品档次，扩大产品种类，从而增强企业的综合实力，为企业今后的快速发展打下坚实的基础。利用氯碱厂副产氢气生产过氧化氢，可以扩大生产规模，满足周边市场需求。由于氢的来源是副产氢气利用，加上生产规模扩大，生产成本降低，投产后过氧化氢产品的市场竞争能力强。部分专家认为，采用廉价氢气作原料是今后建立新过氧化氢厂和扩大原有过氧化氢装置生产规模应考虑的一个重要因素。随着我国国民经济的迅速发展，作为基本化工原料的过氧化氢，国内市场需求量日益增长，出口量也逐年递增。近年来，造纸行业和环保行业开始用过氧化氢进行纸浆漂白、脱墨和污

6、水处理，我国已进入了大量消费过氧化氢的时代。因此，在柳州东风化工股份公司建设一套4万吨/年（27.5%计）过氧化氢装置，具有现实及深远的意义，对提高企业经济效益也具有重要意义。1.3 可行性研究的范围本报告研究范围主要包括4万吨/年（27.5%计）过氧化氢稀品装置、产品贮运、空压站、纯水站、循环冷却水站等，对工厂新区现有的公用工程及辅助生产设施能否满足建设4万吨/年（27.5%）过氧化氢的需求也作了研究；并对该工程的技术经济进行了分析和评价。1.4 可行性研究结论1、利用氯碱装置副产氢气，充分挖掘公用工程潜力，增加产品品种，增强企业活力，综合发展经济，根据自身需要，在*建设4万吨/年（27.5

7、%计）蒽醌法过氧化氢装置是经济合理的，也是可行的。该装置建成投产后在市场上具有较强的竞争力。本项目符合柳*发展具有循环经济特色、产业发展与环境协调的现代化工业园区的规划理念。2、项目厂址位于柳*区，部分原料、公用及附属设施可依托*公司氯碱项目，具有投资省、工期短、效益高等优势，可以降低生产及管理成本，产品在市场上更具竞争力。3、通过对国内外市场调查与预测，认为过氧化氢产品发展前景良好，装置建成投产后，销售市场广阔。4、本工程采用成熟的蒽醌法制过氧化氢生产技术，工艺技术先进，稳妥可靠，在国内处于领先水平。5、项目建成投产后，将进一步增加就业机会，带动当地化工及运输等行业的发展，也为其他生产企业提

8、供了良好的发展机遇。该项目的实施将为公司的可持续发展奠定坚实的基础，同时有力推动当地经济的快速发展。6、经济效益好，经过经济评估，财务盈利能力及各项经济指标良好，有一定的抗风险能力。综上所述，本项目从产业政策及规划符合性、技术、经济效益、社会效益等方面来看，都是可行的。1.5 经济技术指标表1.1 主要经济技术指标表序号项目名称单位数量备注一生产规模吨/年40000（27.5%过氧化氢）二产品方案27.5%过氧化氢50%过氧化氢待定三年操作时间小时8000四原材料氢气用量标立方/小时1250五公用工程消耗量1供水循环冷却水最大用量吨/时1400平均用量11662供电设备容量千瓦3000用电负荷

9、1500 3 供汽最大用汽量吨/小时8平均用汽量3六三废排放量废气 标准立方米/小时6000经处理后达排放标准废水 立方米/年13000废渣680回收利用七运输量运入量1085运出量50348八装置定员人52其中：生产工人九总占地面积平方米13500十总建筑面积3500十一工程总投资万元4500十二年销售收入销售按年均价700元/吨十三成本费用年总成本费用2289正常年份（氢气按照0元/吨，财务按照4500*7%计提）十四年利润总额1211正常年份十五年销售税金1000（由业主考虑）十六财务评价指标投资利润率%26.9所得税前 2投资回收期年所得税后（不含建设期）1.6 存在的主要问题和建议1

10、、工期本项目总平面布置、主体厂房及相关配套设施等各项准备工作较为繁杂，必须在前期组织好设计、设备加工订货的时间衔接，尽量缩短施工建设周期。2、技术本项目虽然采用成熟技术，但仍需加大生产培训和技术参数研究工作力度，缩短调试周期，实现早日正常生产。此外仍需加强与科研院所的合作，加大科研技术方面的投入，为企业今后的发展做好技术和人才的储备。2 市场预测2.1产品市场预测2.1.1过氧化氢用途及市场预测过氧化氢是一种重要的化工产品，由于它分解后所产生的氧具有漂白、氧化、消毒、杀菌等多种功效，且具有无副产物，无须特殊处理等特点，广泛用于造纸、纺织、化工等工农业生产中，现列举如下：2.1.1 造纸工业可用

11、于纸浆漂白、废印刷纸回收时脱墨等。（1）纺织工业可用于织物漂白、织物脱浆及还原染料染色等。（2）化学工业可用于环氧化物、过氧化物、水合肼、对苯二酚、甘油、酒石酸、已内酰胺、农药、医药、洗涤剂原料、橡胶硫化促进剂、亚氯酸钠等制备。（3）电子工业用于锗、硅晶体管和半导体元件侵蚀、清洗。（4）轻工业用于毛皮漂白、肥皂漂白、烟草漂白等。（5）其它行业过氧化氢还可用于农业、食品业、手工业、军工、建材、矿山等。2.2 价格预测 1985年后，国内过氧化氢（27.5%计）市场销售价格（净水价，以下同）基本稳定在20002200元/吨，至1988年上涨到30004000元/吨。在市场需求的刺激下，各地纷纷兴建

12、过氧化氢装置。1989年下半年到1992年上半年，过氧化氢售价处于低潮，每吨销售价格为1600元/吨，1992年下半年过氧化氢售价开始回升，但略有波动。2003年价格在11001600元/吨左右，2004年在12501400元左右，2005年在8501200元左右，2006年目前27.5%过氧化氢的价格约为14001700元/吨。国际市场上，过氧化氢价格一直平稳，美国35%的过氧化氢售价为485美元/吨，50%过氧化氢售价为680美元/吨，由于过氧化氢产品用量不断扩大，供求矛盾仍然突出，目前我国年出口双氧水20万吨左右，主要为韩国、印度、东南亚等国家。我国是发展中国家，自改革开放以来各方面发生

13、了巨大变化，各行各业都在努力进行结构调整，通过发展生产，采用高新技术来壮大自己，适应市场经济的需要，与世界接轨。与过氧化氢工业息息相关的纺织、化工合成、造纸、电子产业及其它产业不断调整、变革和发展，为过氧化氢在这些领域的消费提供了无限商机和广阔的发展前景，而过氧化氢产业自身的不断发展和技术进步，又使过氧化氢产品销售价格大幅度下降，如1988年曾市售价3400元/吨，现市售价为11001700元/吨（在一定范围波动），为过氧化氢在这些行业的广泛使用和在更多行业的推广应用打下了良好的基础。虽然近些年国内不断有过氧化氢大装置建成投产，但随着人民生活水平的提高和国民经济的快速发展，过氧化氢产品的供需矛

14、盾仍突出。预计今后几年国内外过氧化氢的生产及需求能力仍以12%的速度递增。国外过氧化氢的生产及需求能力已达270万吨/年（100%过氧化氢计），用量及应用领域仍在不断扩大。国内的发展亦将同步于国外，在原领域扩大用量，并且同时扩大应用领域，如造纸及环保。纺织行业 纺织业一直是过氧化氢的第一大用户，据国家有关部门统计，1996年纺织业消费过氧化氢数量占全国过氧化氢总生产量的45%，达13万吨（以27.5%过氧化氢计，下同）。近几年纺织业因结构调整和市场疲软，使过氧化氢在这一领域的消费增长趋缓。随着一批骨干企业努力发展生产，开发适销对路的产品，加上国人消费观念转变，市场对棉毛织品、丝麻织品的需求转旺

15、等。将需要更多的过氧化氢。预计今后过氧化氢在纺织业用量将逐步增长，只是由于过氧化氢需求量增长没有过氧化氢产量增长快，因此表现出纺织业过氧化氢消费比例下降。化工合成 过氧化氢在化工上的应用是相当广泛的，它是合成许多无机、有机过氧化物的主要原料。近些年国内重视精细化工产品的生产，积极开发包括过氧化氢下游产品在内的新产品，并使之工业化，使过氧化氢在化工上的消费呈上升趋势。以过碳酸钠生产为例，年总生产能力由90年代初的0.2万吨增加至现在的13万吨，仅该产品一年消耗过氧化氢即达15.6万吨过氧化苯甲酰、过氧化硫脲的生产能力增长幅度也很大，加上过硼酸钠、过氧化钙、过氧乙酸、过氧化甲乙酮、过碳酸酰胺的生产

16、，将消耗大量过氧化氢。浙江上虞洁华公司过碳酸钠年耗双氧水6万吨，金科化工年耗双氧水4万吨。另外，作为聚合物引发剂的其他有机过氧化物的生产也迅速发展，国内已有三四家专业生产厂，估计年总生产能力700010000t，将消耗一部分过氧化氢。无锡前进化工厂过氧化甲乙酮年耗50%双氧水1500吨。各科研机构还在抓紧开发以过氧化氢为原料合成的化工产品，如用过氧化氢合成己内酰胺，过氧化氢法合成对苯二酚和邻苯二酚等，湖南巴陵石化已内酰胺已成功工业化，年使用双氧水8万吨，第二套已内酰胺已在筹建，设计双氧水用量10万吨/年。法国罗地亚公司在无锡建精细化工厂年耗70%浓度双氧水5000吨，折合27.5%双氧水1.2

17、7万吨，预计07年上半年投产，常州常茂生物化工公司年耗50%双氧水6000吨，06年底扩产后年用量会达到50%双氧水10000吨。预计今后将会有越来越多的过氧化氢用于化工生产。造纸行业 我国造纸行业传统采用“含氯”漂白技术，对环境造成的污染十分严重。由于国家加强造纸废水治理工作及严格的环保要求，造纸业纷纷寻找用以二氧化氯（ClO2）为代表的无元素氯漂白（ECF）技术和以过氧化氢为代表的全无氯漂白（TCF）技术漂白纸浆。用过氧化氢漂白纸浆的好处是白度高，纸浆收率高，纸张不易返黄，漂白废水可经回收系统处理，对环境的污染小等。广州纸业、吉林职业、宜宾纸业、南纸股份、岳阳造纸厂等一大批新闻纸制造企业先

18、后引进采用过氧化氢漂白的CTMP、BCTMP、APMP制浆生产线和废纸脱墨浆生产线，极大地促进了过氧化氢在造纸上的使用，用量呈逐年上升趋势。随着江西纸业、南京造纸厂、和上海韩松潜力纸业二期24万t/a新闻纸等一批用过氧化氢漂白纸浆生产线的建成投产及部分企业为提高纸品质量减少污染改采用CENP漂白工艺措施的实施，将消耗大量过氧化氢。过氧化氢在漂白的同时还具有消毒、杀菌作用，特别适合卫生用纸、医学上特殊用纸的生产。我国报业彩印广告的发展需要高白度新闻纸以增加色彩的对比度，将促使各新闻纸厂采用过氧化氢漂白。为节省木材，今后将加大回收纸的利用，也将增加过氧化氢用量。目前造纸业各科研人员不仅用过氧化氢漂

19、白各种木浆，还用过氧化氢漂白草浆、苇浆和蔗渣浆等，一旦这些技术在生产中使用，将会使过氧化氢用量成倍增长。如果我国也同国外发达国家一样规定食品包装用纸不含氯，将会使更多的造纸企业用过氧化氢漂白。目前华泰纸业年耗双氧水14万吨，晨鸣纸业达到18万吨/年，海南金海纸业、广西金桂纸业投产后每年用量将达到8万吨和7万吨。印尼APP集团在河南信阳地区建纸浆厂，最近两年可能新增双氧水用量14万吨。可以这样说，越来越严格的环保要求和市场对高品质纸张的需要是推动过氧化氢在造纸上广泛使用的强大动力。专家预言全无氯漂白技术是今后造纸漂白技术发展的方向，将逐步取代目前的“含氯”漂白及无元素氯漂白。美国家浓度为50%6

20、0%的过氧化氢用于造纸业就是一个最好例证。今后10年是我国造纸企业进行技术改造、调整产品结构、发展生产的关键10年，是推进过氧化氢在该行业广泛使用的大好时期。过氧化氢行业应抓住这一良好机遇，加强应用研究，大力发展生产，提高技术水平，进一步降低过氧化氢销售价格，使用过氧化氢漂白纸浆成本与使用次氯酸钠、二氧化氯等漂白剂相当或更低，吸引更多的造纸企业采用过氧化氢漂白。环保行业 用过氧化氢处理各类工业废水，减少废水对环境的污染，意义深远，福及子孙。国外发达国家环保消费过氧化氢量在逐年增加，有的国家已占到过氧化氢总生产量的10%15%。我国在这方面基本上是空白。近年有极少数企业用过氧化氢处理生产中的废水

21、，效果颇佳，用过氧化氢处理各类工业废水的研究和报道也在逐年增加。在生产中实施关键看国人的环保意识和过氧化氢的价格。随着我国经济的不断发展，国人环保意识在不断增强，对过氧化氢的认识在不断加深，一旦过氧化氢售价降到一定程度，将会激发过氧化氢在废水处理上的应用，环保业是过氧化氢行业最具开发价值的消费市场。电子工业 我国电子工业发展很快，根据工艺要求需要不同级别的过氧化氢产品。我国已有四五家企业可以提供MOS级和高纯过氧化氢产品。至于专用于半导体芯片生产的超净高纯过氧化氢产品，只有北京化学试剂研究所能生产，年产量200吨。我国已建立了象华晶、华越、华虹这样的半导体芯片生产基地，大部分需要从国外进口，缺

22、口很大，据海关统计我国每年进口各类高纯双氧水2万吨左右。至于金属杂质含量在ppt级的过氧化氢产品，我国还无法生产。为满足电子工业对超净高纯过氧化氢不断增长的需求，过氧化氢业应加强这方面的研究工作，研究分离技术、微量杂质测定方法、包装材质和贮运方法，并探讨实现工业化的可能性。此外，食品工业软包装的消毒杀菌、食品纤维的脱色、制药过程中管道的处理、发光管生产、金属冶炼等，都将消耗大量过氧化氢。航天和激光武器的开发和发展，使过氧化氢在军事领域一展身手。我们相信，随着人们对过氧化氢认识的不断深入，过氧化氢作为一种“清洁”的化工产品将会用在更多的行业。国内过氧化氢市场销售方向为：1）棉纺织物漂白、漂染 3

23、0%2）纸浆漂白 35%3）废纸回收 5%4）三废处理 2%5）有机合成、增塑剂 18%6）竹木草藤等制品漂白 3%7）出口 2%8）其他 5%3 产品方案及生产规模3.1 性能规格及质量标准过氧化氢，俗称双氧水，分子式为H2O2,分子量34.016,外观为无色透明液体，无毒，对皮肤有一定的侵蚀作用，产生灼烧感和针刺般疼痛。过氧化氢是一种强氧化剂，当遇重金属、碱等杂质时，则发生剧烈分解，并放出大量的热，与可燃物接触可产生氧化自燃。过氧化氢易被催化分解，分解依下式进行： H2O2H2O+ 1/2O298.4（kJ/mol）其分解速度随温度升高而加快。浓度为27.5%的过氧化氢产品，其质量指标符合

24、国家标准GB1616-2003,具体指标见表3-1。表3-1 工业过氧化氢产品质量指标（摘自GB1616-2003）指 标 名 称指 标50.0%过氧化氢优等品一等品合格品过氧化氢（H2O2）, （m/m）%27.550.0游离酸（以H2SO4计），%0.0400.0500.0800.0600.12不挥发物， %0.100.180.24稳定度， %97.093.0分析方法按国家标准（GB1616）产品外观：无色透明3.2 产品方案本项目产品方案为：27.5%过氧化氢 4万吨/年生产时间： 8000小时规模效益可降低生产成本，生产规模又受市场的销售情况制约，同时亦受企业投资能力等因素影响，根据市

25、场和综合各因素，该项目生产规模确定为27.5%过氧化氢4万吨/年。此规模既可有效地降低成本，工程建设投资适中，为适宜的经济规模。3.3产业政策符合性根据产业结构调整指导目录（2011年本）（中华人民共和国国家发展和改革委员会令2011年第9号），4万吨/年氢气回收利用项目不属于限制类和淘汰类，为允许类，符合国家产业政策。广西*投资建设本项目符合柳*发展具有循环经济特色、产业发展与环境协调的现代化工业园区的规划理念。广西*仔细权衡和分析自身资金和技术、当地资源、周边市场等实际情况决定投资建设4万吨/年氢气回收利用项目。本项目建设对于公司的健康和可持续发展至关重要，符合循环经济的理念，有利于延伸和

26、拓展企业产业链，促进企业的长足发展。4 工艺技术方案4.1 国内外工艺技术概况4.1.1 国外工业化生产技术4.1.1.1 电解法常用的电解法为过硫酸铵法，其主要过程如下：电解：2NH4HSO4（NH4）2S2O8+H2水解：（NH4）2S2O8+2H2O2NH4HSO4+H2O2电解法是在电解槽内以白金丝网为阳极，以石墨管作阴极，将含NH4HSO4的电解液进行电解，产生过硫酸铵，后者再经水解、蒸馏，可得浓度为27.5%或35%的过氧化氢水溶液。该法所得产品较纯，但能耗很高，且消耗白金，同时由于单个电解槽的生产能力有限，难以实现生产装置大型化。近年来，对电解法虽然进行了改进并取得一定效果，但由

27、于方法本身所固有的缺点，该法基本被淘汰；世界上最大的一套电解法装置（8000吨100%过氧化氢/年）美国FMC公司的一套装置已于1983年停产。据报导，西方国家仅有两个规模较小的电解法工厂继续在运转。日本原来有两家电解法工厂也已被蒽醌法取代。4.1.1.2 异丙醇氧化法主要反应如下：CH3 O2 CHOH CH3COCH3+H2O2CH3该法联产过氧化氢和丙酮。西方国家利用该法建厂的只有美国Shell公司一家。该公司曾于1985年建成一套装置，建成投产后无太大发展，年生产能力达到1700吨（100%计）。至1980年，由于燃料和原材料价格上涨，使该法缺乏竞争力。因而Shell公司的上述装置也被

28、迫停产。据报导原苏联仍有此法生产装置在运行。4.1.1.3 蒽醌法蒽醌法是在触媒存在下，将溶于有机溶剂中的烷基蒽醌氢化，得到相应的烷基氢蒽醌，后者再经氧化，即生产过氧化氢。同时烷基氢蒽醌又还原为烷基蒽醌。生成的过氧化氢用纯水萃取，即得产品，萃取后的烷基蒽醌溶液经处理后，可循环使用。该法主要反应如下：蒽醌法的优点是能耗低、成本低、安全性能好，同时适合于大规模生产。目前世界各国几乎均采用此法。4.1.1.4 氢氧直接合成法早在1914年即有人试图用此法制取过氧化氢，但在其后近50年的继续研究中，所得产物浓度甚低，无工业化意义。60年代以后，人们又开始将研究注意力转向此法，取得一些进展。自1987年以来，此项研究取得了较大进展，目前处在半工业中间试验装置阶段。但是由于缺乏工艺基础数据，对该工艺的经济评价尚不能进行。